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四、评价建议
1.在单元评价中,要综合关注学生科学概念的建立、过程与方法的习得和情感态度
价值观的养成。
2.评价学生是否领会了生物繁殖的意义,是否建立起了生物繁殖的基本概念,是否
能用自己的语言分析和表述植物与动物在繁殖上的相同之处。
3.评价学生是否已经理解了植物花、果实和种子的结构特征与它们的繁殖功能有联
系。通过本单元的研究活动是否初步建立起了“结构与功能”相统一的概念。
4.依据学生的记录单,评价学生观察、实验、收集信息的水平和态度。
5.评价学生坚持中长期观察活动的情况,如学生在观察种子萌发、青虹卵的孵化等
活动中的表现。
6.评价学生在团队合作中的表现。
五、参考资料
十字花科植物
十字花科的植物属于草本植物。它们的叶在茎上大多以互生的方式排列,少数是对
生,没有托叶。花是两性花,辐射对称,常排成总状花序;花有4个萼片;4个花瓣,花
瓣呈十字排列,基部常成爪状;花托上有蜜腺,常与萼片对生;雄蕊6个,4长2短,分离或结合成对;子房上位,胚珠多数。长角果或短角果,2瓣开裂,少数不开裂。种子无胚乳,子叶弯曲或呈折叠状。
教科书中出现的油菜是十字花科中典型的植物,我们常见的十字花科植物还有卷心
菜、大白菜、青菜、大头菜、萝卜、大青(根作为板蓝根入药)等。
花的构造与分类
根据花的构造状况,可以分为完全花和不完全花两类。在一朵花中萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四部分俱全的,叫完全花,如白菜花、桃花;缺少其中一至三部分的,叫不完全花,如南瓜花、黄瓜花,缺雄蕊或雌蕊;桑树花、栗树花缺花瓣、雄蕊或雌蕊;杨树花、柳树花缺萼片、花瓣、雄蕊或雌蕊。
花蕊是花的生殖器官。
雄蕊位于花被的内部,是花的雄性生殖器官,由花丝和花药组成。花丝通常呈丝状,
着生在花托上。花丝是起支持作用的,并能使花药向外伸展。花丝顶端着生花药。花药
中有花粉囊,里面有花粉。花粉成熟后,花粉囊裂开,放出花粉。花粉细胞内有一个生
殖核。
雌蕊位于花的中央,是花的雌性生殖器官。有的花只有一个雌蕊,叫单雌蕊,像桃、
大豆花的雌蕊。有的花有两个或两个以上的雌蕊,叫复雌蕊,大多数被子植物的雌蕊是
复雌蕊。一个典型的雌蕊由柱头、花柱、子房三部分组成。基部膨大成囊状体的部分叫
子房,子房上部的长颈叫花柱,花柱顶端略为膨大的部分叫柱头。柱头有各种不同的形
状:球状、圆盘状、棒状、星状、羽毛状等。柱头是承受花粉的部分,在形态构造上表
现了对受粉的适应性,如柱头上常具有乳状突起,能分泌一种钻液,使花粉易被固定,
并易于发芽。风媒花的柱头常扩展为分枝状、羽毛状,或密生毛茸,有利于接受花粉。
花柱介于柱头和子房之间,是花粉管进入子房的通道。花柱的长短随各种植物而不
同,玉蜀黍的花柱很长,莲的花柱很短。
子房的外面一层叫子房壁,里面是胚珠,胚珠内有胚囊,胚囊内有一个卵细胞、两
个极核和其他细胞。
一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊的花叫单性花。它是被子植物花的一类,与两性花相
对。又分“雌雄同株”和“雌雄异株”两种情况。前者如玉米、葫芦科植物;后者如杨柳科植物等,广义也包括裸子植物的袍子叶球,如银杏即为雌雄异株。
同时具有雌蕊和雄蕊的花叫两性花。两性花为单性花的对应词。在被子植物最普通
的花中常可看到两性花(如樱花、蔷薇、百合等)。
在两性花中,有雌蕊、雄蕊成熟期相同的进行自花受精的雌雄同熟花,以及成熟期
不相同不能自花受精的雌雄异熟花。后者有柳叶菜属、菊科、梅花草属、虎耳草科、芹
科、石蚕属等。有雄蕊比雌蕊先成熟的雄蕊先熟花,如玄参科、十字花科、水麦冬、秋
水仙等;也有雌蕊比雄蕊先成熟的雌蕊先熟花。在雄蕊先熟花中,有的是在柱头、子房
成熟时花粉早已成熟而飞散,有的已失去发芽能力。任何一种异熟花都妨碍自花受精,
成为自花不亲和的原因。
植物的传粉
传粉
花开以后,雄蕊花药里成熟的花粉通过各种媒介传到雌蕊柱头上,这个过程叫传粉。
传粉是植物有性生殖不可缺少的环节。植物传粉有自花传粉和异花传粉两种方式。
自花传粉
自花传粉就是花中雄蕊的花粉传到同一朵花的柱头上,如大麦、小麦、大豆、豌豆、
芝麻等都是自花传粉植物。自花传粉植物一定是两性花,但具两性花的植物不一定进行
自花传粉,更多的是进行异花传粉。
异花传粉
异花传粉就是一朵花的花粉传到同一植株的另一朵花的柱头上,或一朵花的花粉传
到不同植株的另一朵花的柱头上。从生物学意义来讲,异花传粉比自花传粉更进化,因
为自花传粉时,雌雄两方的生殖细胞处于同一环境条件,它们的遗传性差异较小,连续
的自花传粉,可使后代的生活力逐渐衰退。自然界里至今仍然保留着自花传粉的植物,
这是植物在长期进化过程中形成的一种合理的适应现象,是与繁殖后代有关系的。当环
境条件不适于异花传粉时,植物通过自花传粉就可以完成生殖过程。其实自然界里没有
一种植物是绝对进行自花传粉的。在它们中间总有很少一部分个体在进行着异花传粉,
这些比例很少的异花传粉的后代,对野生植物而言,足以维持物种的延续。再则,自花
传粉也有它有利的一面,它能避免花粉受雨水的淋湿和昆虫的吞食,并且自花传粉植物
具有稳定的特性。
异花传粉时,雌雄两方的生殖细胞在差别较大的环境中产生,两者的遗传差异较大,
产生的后代就具有较高的生活力和较强的适应性。因此在进化过程中,异花传粉逐渐被
选择并得到发展,成为大多数被子植物的传粉方式。
风媒花
靠风力传送花粉的方式称为风媒。如杨树、栋树、桦树及大部分禾本科植物等都是
风媒植物,它们的花叫风媒花。风媒花的花被不显著,没有鲜艳的颜色,或不具花被,
没有香气和蜜腺。它们的花粉光滑、干燥且轻,便于被风吹送,花粉的量多,更多地保证了传粉的机会。有些风媒植物的雄花序长而倒悬,微风吹拂,动摇不已,所含花粉任
风吹送;有些风媒植物的花在植株放叶前或放叶的同时开放,这样由于阻碍较少而利于花粉的传送;禾本科植物雄蕊的花丝比较长,花药悬垂花外,随风摇曳,散布花粉。摆动的花序和花药是风媒植物对风媒传粉的一种适应。同时,风媒花的雌蕊为增加接受花
粉的机会,一般是柱头扩展非常显著突出,如稻的羽状柱头。
虫媒花
借助昆虫传送花粉的方式叫虫媒,靠昆虫传粉的花叫虫媒花。适应昆虫传粉的虫媒
花一般具有鲜艳美丽的花被,芳香的气味和有蜜腺分泌的蜜汁。此外,虫媒花的花粉体
积较大,表面粗糙突起,有的甚至钻着成块,易附着在昆虫身上,利于携带。如,油菜
花、桃花等。
受精
受精是卵子和精子结合为一个合子的过程。由合子发育成具有双亲遗传特性的新个
体。受精是有性生殖的中心环节,也是有性生殖的基本特征,普遍存在于动植物的繁殖
过程中。
花粉落在合适的柱头上,从柱头吸水膨大、萌发出花粉管长人柱头,并沿一定的途
径通过花柱到胚囊,在那里释放出精子与子房里的胚珠结合,完成受精过程。
植物怎样传播种子
植物传播种子的方式主要有4种:自体传播、风传播、水传播和动物传播。
自体传播
所谓的自体传播,就是靠植物体本身传播,并不依赖其他的传播媒介。果实或种子
本身具有重量,成熟后,果实或种子会因重力作用直接掉落到地面,例如毛柿及大叶山
榄;而有些葫果及角果,果实成熟开裂之际会产生弹射的力量,将种子弹射出去,例如乌心石。自体传播种子的散布距离有限,但部分自体传播的种子,在掉落地面后,会有
二次传播的现象发生,鸟类、蚂蚁、哺乳动物都是可能的二次传播者。
风传播
有些种子会长出形状如翅膀或羽毛状的附属物,乘风飞行。具有羽毛状附属物的种
子大多为草本植物,例如菊科的黄鹤菜,木本植物则有柳树及木棉等。另外,有些细小
的种子,它的表面积与重量的相对比例较大,种子因此能够随风飘散,像兰科的种子。
菊科植物蒲公英的瘦果,成熟时冠毛展开,像一把降落伞,随风飘扬,把种子散播到
远方。
水传播
靠水传播的种子其表面蜡质不沾水(如睡莲)、果皮含有气室、密度比水小,可以浮
在水面上,经由溪流或是洋流传播。此类种子的种皮常具有丰厚的纤维质,可防止种子
因浸泡、吸水而腐烂或下沉,海滨植物,如棋盘脚、莲叶桐及榄仁,就是典型靠水传播的种子。
动物传播
1.鸟传播
鸟类传播的种子,大部分都是肉质的果实,例如浆果、核果及隐花果。鸟类啄食樟
科植物的种子后将种子吐出,或者果实被采食后,种子经过消化道后随意排泄。靠鸟类
传播种子的植物是比较先进的一群,因此鸟类传播种子的距离是所有传播种子方式中最
远的。
2.蚂蚁传播
蚂蚁在种子传播上,通常扮演二次传播者的角色。有些鸟类摄食、传播的种子,并
没有消耗掉果实中的所有养分,掉在地上的种子,其表面还有残存的一些养分可供蚂蚁
摄食,这时候蚂蚁就成了二次传播者。上述现象亦发生在自体传播或哺乳动物传播的种
子上。
3.哺乳动物传播
哺乳动物传播的大部分都是一些中、大型的肉质果或干果。一般而言,哺乳动物的
体形比较大,食物的需要量大,故会选择一些大型的果实。譬如说:猕猴喜爱摄食毛柿
及芭蕉的果实,也帮助这些植物进行种子传播。还有,许多植物的种子或果实会粘在人的衣服、裤子上,或粘附在其他动物的身上,例如鬼针草、菁芳草、车前草、小槐花
等。
种子的构造
不同种类植物的种子形状、大小和色泽都不相同,但都有相同的构造,一般种子都
由种皮、胚和胚乳三部分组成,有的植物种子无胚乳。
种皮是包在种子外面的保护层。成熟的种子在种皮上有种脐,这是种子从果实上脱
落后留下的痕迹。在种脐的一端有小孔,叫种孔。水分容易从种孔进入种子,促进种子
萌发。种孔也是种子萌发时,胚根从种皮穿出的地方。
胚是种子最重要的部分,它是新植物体的原始体,胚由胚根、胚轴、胚芽和子叶四
部分组成。凡具有两片子叶的植物,叫做双子叶植物;凡具有一片子叶的植物,叫做单子叶植物。凡具有两片以上子叶的植物叫做多子叶植物。
胚乳是种子储藏营养物质的部分,在种子萌发时供胚生长用。有些植物种子在成熟
的过程中,胚乳被胚吸收,而把养料转移到胚的子叶内,所以,成熟后已无胚乳存在,
或仅留胚乳的残迹。
有性繁殖和无性繁殖
繁殖是所有生命都有的基本现象之一。每个现存的个体都是上一代繁殖所得来的结
果。已知的繁殖方式可分为两大类:有性繁殖与无性繁殖。
有性繁殖是用种子进行播种繁殖,所以又叫做种子繁殖。这种繁殖方法的优点是繁
殖数量大,繁殖出的植物根系完整,生长健壮。这种繁殖方法的缺点是一些通过异花授粉的花卉容易发生变异,不容易保持原来品种的优良特征。
无性繁殖是利用母体营养器官的一部分作为繁殖材料,进行分生、手千插、压条、嫁接繁殖和组织培养快速繁殖,以及植物的无融合生殖等,使之形成一个新的个体,所以这种繁殖方法又叫做营养繁殖。无性繁殖的优点是能保持品种的优良特性、生长快。缺点是繁殖方法不如有性繁殖简便。
克隆技术
自从1997年2月27日出版的《自然》杂志正式报道了苏格兰科学家利用体细胞培养克隆羊成功的消息后,在全世界引起了一阵称为“克隆风暴”的冲击波。
植物的克隆
无性生殖(克隆)本来是一种低级的生殖方式。生物进化的层次越低,越有可能采取这种生殖方式,进化层次越高,则越不可能采取这种生殖方式。早在许多年前,美国康奈尔大学研究人员将成熟的胡萝卜高速搅拌,获得单个胡萝卜细胞,然后将这些单个细胞置于生长培养基中,培养出遗传上完全一样的胡萝卜。现在我们可以用植物体的任何一种活的细胞、组织、器官,经过体外人工培养获得它的完整植株。这种技术被称为组织培养。它已用于工厂化生产花卉、作物(如甘蔗)的试管苗。
动物克隆的历程
人类通过有性生殖的方法,选育家畜品种已有上千年的历史,结果是产生了一些优
良的个体或群体。它们比一般的个体更能满足人们的需要和愿望。譬如,一头产奶量特
别高的奶牛,一群产毛量多的绵羊,一匹得奖的赛马或一只优秀的警犬。可是,有性生
殖的后代,其性能不一定都同亲代一样,有的甚至不如亲代。究其原因,因为卵子或精
子只携带构成亲代的、任意一半的等位基因,而等位基因几乎可以有无限的组合,因而
会产生不同的后代。兄弟、姊妹、兄妹、姊弟之间都有很大的差异,就是因为极难有完
全相同的基因型。
因此,通过有性生殖保持一种特征是非常困难的。如果获得一种理想的特征如产奶
量高的奶牛,再通过无性生殖保持、扩大和繁殖这种特征,即可产生许多遗传上相同的
个体,从经济角度讲显然是很有价值的。
在研究动物克隆技术的过程中,科学界经历了以下几个主要过程。
第一阶段:将卵细胞培养成成体。
1951年~1959年,我国著名细胞生物学家朱冼等,用直径10 um~13 um的玻璃针
刺激去卵膜的蟾蜍卵细胞,在世界上首次培养出25只蟾蜍成体,即没有父亲的癫蛤蟆。
第二阶段:细胞核移植实验。
1963年起,我国著名生物学家童第周等进行了大量的鱼类核移植实验。1966年,科学家开始用两栖类非洲爪蟾进行核移植实验。
第三阶段:用胚胎细胞克隆哺乳动物。
1986年,英国科学家开始用哺乳动物做实验。在我国,1991年西北农业大学和江苏农学院克隆出羊。但是,用胚胎细胞以外的体细胞克隆出哺乳动物,则是由英国科学家维尔穆特开创的。
“多莉”的诞生
“多莉”是世界上第一例用体细胞——乳腺上皮细胞,通过细胞核移植技术,在复杂的人工操作下,得到的一只小绵羊。它是令世人瞩目的重大科学成就。
克隆技术的意义及挑战
许多科学家认为,以克隆羊“多莉”诞生为标志,生物学世纪已经提前到来。克隆
技术在基础生命科学、医学、农业科学研究与生产中,具有重大的理论价值和广泛的应
用前景,并存在着巨大的潜在经济效益。
克隆技术的成功,标志着“复制”哺乳动物的最后技术障碍已被突破。随之而来,
在理论上复制人类已成为可能。所以,克隆技术不仅给我们带来了益处,也向人类提出
了严峻的挑战。这一技术一旦应用于人类,将会对人类社会产生极其严重的后果。
我们应该“扬长避短”,积极利用克隆技术对人类有益的一面,造福于人类。
植物妈妈有办法
孩子如果已经长大,
就得告别妈妈,四海为家。
牛马有脚,鸟有翅膀,
植物要旅行靠的啥办法?
蒲公英妈妈准备了降落伞,
把它送给自己的娃娃。
只要微风轻轻一吹,
孩子们就纷纷出发。
苍耳妈妈有个好办法,
她给孩子穿上带刺的恺甲。
只要挂住动物的皮毛,
孩子们就能去田野、山洼。
豌豆妈妈更有办法,
她让豆荚晒在太阳底下,
啪的一声,豆荚炸开,
孩子们就蹦着跳着离开妈妈。
植物妈妈的办法很多很多,
不信你就仔细观察。
那里有许许多多的知识,
粗心的小朋友却得不到它。
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