2014年2月26日

2014植物有性生殖教學紀錄

今年植物有性生殖的教學,如果用一個字來形容,那應該就是「切」吧。

在課程的前一週,我就先發下單子,請同學攜帶這些物品。不過考慮到有些可能沒辦法完全準備,所以我稍微說了聲「盡可能攜帶」,結果啊,某班的學生就發生5/6的人沒帶東西來,他們的理由是,「我家裡沒有OO」(是說,誰家會有百合啊,當然是請去準備啊)。

雖然帶的人少,轉成當作分組活動來作,材料也是足夠的,不過我當初規劃就是希望他們能夠每個人都能自帶東西來操作觀察。這種觀察課程,如果是一群人看一樣材料,常常就會有人分心。



整個課程中,我架了webcam作實物投影,拍攝的是最前排的一位同學的桌子。進行的流程是先從花生開始,看果實、種子、子葉和胚。然後子葉用衛生紙包一包,用鐵鎚或桌腳壓一壓,再請學生聞聞看、吃吃看,這步驟要他們體會的是萃取花生油的過程。

接著,請學生舉出有哪些植物油的種類(葵花油、花生油、大豆油....),這些油的名稱裡頭都可以加個「子」,也就是說種子裡頭存有油。

我再請學生在這節課中,進行角色扮演,想像自己是這些果實或種子的媽媽(例如花生媽媽),思考問題:「為什麼你要在你的小孩(胚)旁邊存這麼多油?」

下個解剖的對象是酸梅,帶泡水的酸梅目的是讓學生發現泡水的和沒泡水的差別,不過這部份跟生殖課程差有點遠,下次可以省略。吃完酸梅之後,作的是用鐵鎚敲果核。敲的時候有技巧,別在桌子上敲,你可能敲了老半天才敲開。要敲得好,在地上是最好的。這個部份要看的是酸梅真正的種子藏在果核中。這也請學生當成梅子媽媽,想這樣的問題「為什麼要把種子藏在硬殼中,外頭又有果肉呢」

接續解剖的果實是蕃茄和芭樂,這些水果用十字切法來切開,也就是縱切一刀後,依舊握緊水果,再橫切一刀。這樣就可以把四塊水果任意組合,觀察縱切面和橫切面。在切開之前,也請學生先猜想橫切的樣子是什麼模樣,因為這兩種水果通常都是用縱切的。用與以往不同的方式切開水果,往往可以得到不同的樣貌喔。芭樂裡頭會有愛心,蕃茄裡頭則是會有小房間(小蕃茄通常2室,大蕃茄通常5室)。兩種水果都可以看殘存的柱頭痕跡和萼片,芭樂可以看殘存的雌雄蕊。

最後一種觀察的果實是豌豆,可以看豆莢表現出負向地性的模樣(所以會彎彎的),還有殘存的雄蕊、花萼。切割時,若從豆莢的內側輕切一刀,用手擠一擠可以自然的將豌豆莢分成兩半,可以看到種子如何和豆莢相連,而且種子著生也有規律,是一左一右的長,有時還可以看到沒有發育的種子還保留胚珠的模樣,觀察豆莢也可以發現豆莢長得很像葉子。








在尚未開啟豆莢前,也可以透光觀察種子在裡頭的樣子,甚至看到維管束的分佈。




先觀察果實的各種切面之後,大致上可以知道種子長在果實裡的樣子,然後就開始進行百合的觀察,這裡我省去了帶去實驗室用顯微鏡觀察的部份,而是採用在教室中每人利用迷你顯微鏡觀察。簡單且方便,不過沒帶去實驗室,學生就會唉說都沒作實驗(這種邏輯...攤手)


香蕉,雖然不是囑咐要帶的果實,不過偶爾會遇到有學生隨手拿出一根的狀況。下課時,我也帶著橫切了看香蕉的三心皮,也看未發育的種子。這讓我發現香蕉也是觀察散生維管束分佈的好東西,單子葉植物的聚集的維管束十分明顯,那也像是猴子臉。




百合本來都是花瓣、萼片逐步拆解,但若是遇上含苞的百合花,拆解便不太容易。我心生一計,不如拿來切切看,橫切一刀之後,哇,也看到好風景啊。

展示給學生看之後,大家都說好漂亮,我想讓人感動的是對稱之美。


由內而外,可以看到子房、雄蕊基部的花絲、花瓣、萼片。引我注意的是花瓣和萼片相連的模式。




我拿紅筆標示了花瓣的位置,原來在百合的花冠是這樣相連的。



再繼續往上切,花藥可是亮點啊






再上頭,就可以切到柱頭了。我還蠻訝異,原來柱頭裡頭是長這樣的。





有別於過去講花,都是從單胚珠的示意圖開始說起,我這次是從多胚珠的果實逆推看多胚珠的百合,我覺得概念連結會流暢不少。若是可以同時取得同種植物的花和果實,我想效果會更好。以前學校還有盛開的羊蹄甲時,就可以拿它們的花和豆莢同時比較,不過今年要這麼作,可能會比較難,因為樹都被砍了不少。





最後補一個參考資料,有些植物擁有不透過減數分裂而產生配子的辦法,每一粒種子的基因組都與親本完全一樣。這種無性生殖模式叫做「無融合生殖」(apomixis),參考控制植物的「減數分裂」(科技大觀園)

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