第三单元 植物的生活

第一章 被子植物的一生

第一节 种子的萌发
种子萌发的环境条件“一年之计在于春”，春天是很多作物的播种季节。为什么种子在春天播下去容易长出幼苗？请你问问长辈，当地一般播种哪些作物种子，播种前后都需要做哪些工作。

适宜的温度、适量的水和充足的空气都是种子萌发所需要的环境条件。种子萌发是否需要光照呢？你还可以就这个问题设计实验进行探究。

种子萌发的自身条件
即使在条件适宜的环境中，种子也不一定都能萌发。一般情况下，干瘪的种子或被动物咬坏胚的种子都不能萌发。储存时间过长的种子，如果胚已死亡，也不能萌发。此外，一些种子成熟以后会有一段休眠期，有的短到几周，有的长至两三年，甚至更长。处于休眠期的种子（如刚收获的人参种子）是不能萌发的。

种子萌发的过程
种子萌发时，会吸水膨胀，种皮变软；子叶或胚乳中的营养物质逐渐转化并输送给胚根、胚芽、胚轴；胚根发育，突破种皮，形成根；胚轴伸长；胚芽发育成芽，芽进一步发育成茎和叶（图 3-1、图 3-2）。
图 3-1 菜豆种子的萌发过程
图 3-2 玉米种子（实为果实，农业上称种子）的萌发过程


第二节 植株的生长
植株生长的过程很复杂，不同植物也有差别。这里主要探讨幼根和茎的生长发育。

幼根的生长
从根的顶端到生有根毛的一小段，叫作根尖。根尖是幼根生长最快的部位，对植株的生长非常重要。

通过观察分析，你会发现，根冠在根尖的顶端，细胞比较大，排列不整齐，像一顶帽子似的套在分生区外面。根冠具有保护作用。分生区的细胞很小，排列紧密，能通过分裂产生新细胞，不断补充伸长区的细胞数量。伸长区下部细胞较小，越往上细胞越大，最后成为成熟区细胞的一部分。成熟区的表皮细胞一部分向外突出，形成根毛，是根吸收水和无机盐的主要部位（图 3-3）。
由此可见，幼根的生长一方面靠分生区细胞的分裂增加细胞的数量，另一方面主要靠伸长区细胞的伸长增加细胞的体积。

枝条的发育
“碧玉妆成一树高，万条垂下绿丝绦。不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀。”这是大家熟悉的歌咏春风绿柳的诗句。其实，万千枝条都是由芽发育成的，这样的芽称为叶芽。那么，叶芽是怎样发育成枝条的呢？这与它的结构有关（图 3-4）。

芽中有分生组织。叶芽在发育时，分生组织的细胞分裂和分化，形成新的枝条。枝条是由茎、叶和芽构成的，其上的芽还能发育成新的枝条。
茎是怎样加粗生长的呢？你肯定见过树干断面上的同心圆花纹，它就是年轮。年轮反映了茎加粗生长的过程。加粗生长是茎的形成层（分生组织）细胞不断分裂和分化的结果。
按照着生位置，植物的芽还可以分为顶芽和侧芽（图 3-5）。顶芽是指着生在主干顶端或侧枝顶端的芽，侧芽是指着生在主干侧面或侧枝侧面的芽。

植株生长需要的营养物质
不论是细胞数量的增多，还是细胞体积的增大，都需要不断地补充营养物质—水、无机盐和有机物。根向下生长，从土壤中吸收水和无机盐；茎向上生长，并长出绿叶，绿叶通过光合作用制造有机物。下面探讨植株生长与无机盐的关系。

实验表明，在土壤浸出液中培养的玉米幼苗要比在蒸馏水中培养的玉米幼苗生长得好，这是因为土壤浸出液中含有玉米生长所需的多种无机盐。植物生长需要量最多的是含氮的、含磷的和含钾的无机盐。种庄稼要施肥，养花种草也要施肥。肥料的作用主要是为植物的生长提供无机盐。如果缺少某种无机盐，植株就不能正常生长，会出现相应的症状。例如，与正常情况下培养的玉米植株相比，缺氮或缺磷培养的玉米植株都比较矮小， 叶片变黄或出现紫色（图 3-6）。
除了上述三类无机盐，植物还需要许多其他种类的无机盐。其中，有些无机盐的需要量极小，但它们在植物的生活中同样起着十分重要的作用。例如，缺少含硼的无机盐，油菜就会只开花而不结果实。
在生长的不同时期，植物对无机盐的需要量是不同的。例如，油菜在营养器官生长时期，需要大量含氮的无机盐；在开花结果时期，则需要更多含磷的无机盐。
在农业生产上，施肥是必要的，但施肥过多，可能会造成烧苗。施用化肥过多，还会造成土壤板结。


第三节 开花和结果
被子植物生长到一定时期就会开花。许多花在凋谢以后，在花着生的位置会出现果实。由此可见，开花和结果是一个连续的过程。

花的结构
花是怎样变成果实的呢？要弄清这个问题，首先要研究花的结构。

通过观察可以看出，桃花是由花柄、花托、花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊等组成的（图 3-7）。花的主要结构是雄蕊和雌蕊，雄蕊的花药里面有花粉，雌蕊下部的子房里有胚珠。

传粉和受精
花药成熟后会自然裂开，散放出花粉。花粉从花药中散放而落到雌蕊柱头上的过程，叫作传粉。植物传粉的方式一般有两种类型：自花传粉和异花传粉。一朵花的花粉，从花药散放出以后，落到同一朵花的柱头上的传粉方式，叫作自花传粉。小麦、水稻、豌豆都能进行自花传粉。花粉依靠外力落到另一朵花的柱头上的传粉方式，叫作异花传粉。异花传粉需要有一定的媒介，这种媒介主要是风和昆虫。例如，玉米的花借助风力传粉（图 3-8），鼠尾草的花依靠昆虫传粉（图 3-9）。

花粉落到柱头上以后，在柱头上黏液的刺激下开始萌发，长出花粉管。花粉管穿过花柱，进入子房，一直到达胚珠。花粉管中的精子随着花粉管的伸长而向下移动，最终进入胚珠内部。胚珠里面的卵细胞，与来自花粉管中的精子结合，形成受精卵的过程，称为受精。

果实和种子的形成
受精完成后，花瓣、雄蕊以及柱头和花柱都完成了“历史使命”，纷纷凋落。子房继续发育成为果实（图 3-11），其中，子房壁发育成果皮，子房里面的胚珠发育成种子，胚珠里面的受精卵发育成胚。

从开花、传粉、受精，到形成果实和种子，被子植物要产生后代还真不容易呢！就拿传粉来说，很多花粉没能落到同种植物花的柱头上，同时又有很多柱头没有得到同种植物的花粉。玉米的果穗常有缺粒的，向日葵的籽粒常有空瘪的，这主要是由传粉不足引起的。为了弥补自然状态下传粉的不足，人们常常给植物进行人工授粉。人工授粉方法很多，其中一种是先采集花粉，然后将花粉涂抹在雌蕊的柱头上（图 3-12）。请你在老师的指导下，尝试对玉米、向日葵或你栽培的植物进行人工授粉。