几个探究种皮作用的小实验

曾晓怡 吴结莹 陈学梅

摘 要 种皮是种子的组成部分之一，种皮存在于植物的种子时期，可以保护种胚，并有利于种子萌发吸收水分。本实验利用剥皮花生和完整花生的萌发情况来探究种皮的吸水萌发作用；利用剥皮莲子和完整莲子来探究种皮的保护作用，使学生通过观察进一步了解种皮的作用。本实验简单易行，可作为小学和中学生的科技活动实验，加深对课本知识的印象，提高动手能力。

关键词 种皮 吸水作用 保护作用 探究

中图分类号：G633.91 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.04.015

Abstract Seed coat is one of the components of the seed. Seed coat exists in the seed period of the plant， which can protect the embryo and help the seed germinate and absorb water. This experiment used the germination of peeled peanuts and intact peanuts to explore the germination of seed coats； using peeled seeds and intact seeds to explore the protective effect of seed coats， so that students can further understand the role of seed coats through observation. This experiment is simple and can be used as an experiment of science and technology activities for elementary and middle school students to deepen the impression of textbook knowledge and improve the ability of hands.

Keywords seed coat； water absorption； protective effects； inquiry

1 活動背景

种子萌发是人教版生物七年级上册的内容，书中简单介绍了种皮的作用——种皮，是种子的组成部分之一，种皮存在于植物的种子时期，可以保护种胚，并有利于种子萌发吸收水分，但是缺少了种皮的种子仍然可以发芽，从而引发学生思考种皮存在的作用。本实验通过设计几个小实验来探究种皮的吸水萌发作用和保护作用，每个小实验操作简单而且富有趣味性，可以让学生在实践中更直观地去感受这些作用，留下深刻的印象。

本实验选用花生种子来探究种皮的吸水作用，花生种子和种皮较好分离，且花生种子在浸种后能够达到较高的发芽率。在孙丽萍的不同生长期花生芽中主要营养成分变化中采用了浸种6～8小时和催芽48h的方式来培育花生芽。[1]本实验采用不浸种的培育方法，因此需要更长时间来让花生种子在吸足水分后萌发，此过程有利于学生对种皮的吸水作用的观察。

探究种皮的保护作用，采用莲子作为实验材料。莲子是我国重要的草本水生蔬菜资源，也是出口创汇的特色农产品之一，随着食品加工与保鲜技术的进步，鲜莲以其饱满的外观品质、新鲜的风味和全面的营养将逐步取代干莲成为市场消费主流。[2]因此想要购买包含莲子心的莲子已经不再困难，莲子的种皮较厚，而且莲心即胚的部分较柔软，所以对有种皮的莲子和没有种皮的莲子进行破坏可以获得较明显的实验现象。

2 活动目标

（1）知识目标：知道种皮吸水作用和保护作用的具体表现，描述实验现象。

（2）能力目标：尝试设计对照实验，学会记录实验数据，表达与分析实验结果。

（3）情感态度与价值观：树立热爱科学，积极探索，主动学习的理念。

3 活动准备

实验材料和用具（1个小组）：生花生12颗、新鲜莲子多颗、培养皿4个、纸巾、250mL小烧杯1个、计时器1个、小刀1把、盐或者糖。

4 活动过程

学生以3～4人为小组完成以下实验，多组实验计算重复实验数据。

4.1 实验一：探究花生种皮对种子吸水萌发的影响

（1）将花生种子分为实验组和对照组，实验组材料剥去种皮，但必须保证结构完整，若结构不完整会造成人为的实验误差使得种子表面出现伤口容易受到感染，或者不小心破坏了胚的结构导致种子不能萌发，对照组不做处理。

（2）在两个培养皿内铺上4～6层纸巾，分别放上花生种子并且倒入适量的水，浸润种子底部即可。

（3）将培养皿放在向阳处培养，之后需保证纸巾保持湿润，每天补充适量的清水，也可以购买平时装观赏鱼的透明方底塑料袋，可以在底部放上一张硬纸板，再放上培养皿扎住袋口，做成一个简单的温室环境，在一开始多加一点水分就不需要再补充水分了，之后放到窗台向阳处培养即可。观察种子萌发情况记录在表格中，如表1所示。

4.2 实验二：探究莲子种皮的机械保护作用

取两个形态大小差不多的莲子，实验组的莲子剥去外面的皮，对照组的莲子保持完整，同时放入小烧杯中，剧烈摇晃，让计时器计时15秒，可进行多次重复实验，根据学生力气的大小可以继续增加摇晃时间，分别从莲子的颜色和软硬质感来观察两组莲子摇晃前后的状态，记录的表格如表2所示。

4.3 实验三：探究莲子种皮对化学物质防护作用

取四个形态大小差不多的莲子，分为两组，实验组的莲子剥去外面的皮，对照组的莲子保持完整，同时放在浓盐水或浓糖水中浸泡一天后，观察两组莲子的种皮变化，之后再剥开种皮观察胚的变化，也是从莲子的颜色和软硬质感来观察，并记录在表格上，如表3所示。

根据当时的温度，预计大概的实验天数，若是套袋实验可以制造一个湿润温度较高的环境从而减少发芽的天数，因此当环境温度较低，在20℃以下时，为了能够较快获得实验结果，建议套袋实验。记录数据，做出科学的文字描述，每天去实验室观察并且拍照记录，先小组内总结出结论，再进行组间讨论，之后可以做成PPT配合图片文字在班上进行评比汇报，最后由教师总结理论知识和一些失误。

5 结果分析与建议

5.1 结果分析

本次活动探究的预实验结果如下，可以为之后的实际活动提供参考。教师还可以根据这些结果继续创新完善活动方案（见表4）。

实验一的结果如表4所示，本次实验每组采用6颗花生种子，在对照组中，花生的萌发率在第四天达到了50%，比实验组中的剥皮花生萌发率33.3%高了不少，因此可以证明种皮有利于种子吸水萌发。

实验二的结果如表5所示，摇晃前后完整莲子没什么变化，是因为莲子本身种皮厚而硬，能够有效防御物理伤害，而失去了种皮保护的莲子心很容易就出现了淤青受到了机械损伤，细胞破裂出水，因此证明种皮有机械保护作用。

实验三的结果如表6所示，在浓盐水中浸泡一天后，细胞会失水，表现出在完整莲子上是莲子种皮的皱缩，而有了种皮的保护，莲子心状态完好，没什么变化，但是失去了种皮保护的莲子心就会直接接触到浓盐水导致莲子心发软皱缩，证明种皮可以先阻隔周围的化学物质，以达到防护化学物质的作用，是保护种子的一道有效屏障。

5.2 活动建议

本活动适合中小学生以3～4人为小组单位进行活动，活动中一些有危险隐患的环节由老师准备与监管，如小刀的使用，还有摇晃烧杯时小心不要失手甩到地面等等安全隐患，若是由小学生完成探究莲子种皮的机械保护作用时，由于力气不大，不一定能达到效果，因此可以采用直接按压莲子或莲子心5s的操作来代替原本的实验过程。因为新鲜莲子的收集会有一些季节的限制，因此可以采先采购一些莲子冷藏，关键是需要有莲子心，否则过了一定时节市售莲子一般已经被取心晒干，也可以寻找其它种皮较厚的种子代替此实验材料。另外可以尝试把验证种皮保护作用的实验放到室外来观察，或许可以看到更多结果，比如说会有蚂蚁等小动物来觅食或者经过日晒雨淋后种子表面长出了霉菌或者感染了细菌即可获得更明显的现象等等。

参考文献

[1] 孙丽平，杨美智子，刘蒙蒙等.不同生长期花生芽中主要营养成分变化[J].食品工业科技，2013.34（2）：343-346.

[2] 郑宝东.中国莲子（Nympheaceae Nelumbo Adans）种质资源主要品質的研究与应用[D].福建农林大学，2004.