種子萌芽對照實驗
基礎種子由種皮和胚組成，養分儲在子葉；萌芽需要水分、空氣和適宜溫度，光並非必需。設計對照實驗時，每次只改變一個條件、其餘保持相同，才能得出可靠結論。
- 種子由種皮和胚組成，養分儲在子葉（豆類）或胚乳（穀類）。
- 萌芽三條件：水分、空氣和適宜溫度；光是長出真葉後才需要。
- 對照實驗每次只改變一個變項，其餘條件與對照組完全相同。
文體小知識：對照實驗報告以「實驗組與對照組」比較單一變數的影響，是生物探究最常用的方法。
§課文原文 Passage
1把一粒浸軟的黃豆剝開，最外層是保護用的種皮；裡面是胚，包括將來長成莖葉的胚芽、長成根的胚根，以及連接兩者的胚軸；胚的兩側是兩片肥厚的子葉，儲藏着萌芽所需的養分。稻米等穀類的養分則儲在胚乳。乾燥的種子處於休眠狀態，像一個停止的鬧鐘，要待條件合適才會甦醒萌芽。
2種子萌芽需要三個條件：水分令種皮軟化、酵素活躍，把子葉的養分分解供胚生長；空氣中的氧氣供種子呼吸，釋放生長所需的能量；適宜的溫度大約在攝氏二十至三十度之間，太冷太熱酵素都不能正常工作。值得留意的是，光是幼芽長出真葉、開始光合作用之後才需要的，種子萌芽本身在黑暗中也能進行。
3要驗證這些條件，便要設計對照實驗。對照組給予全部合適條件，作為比較基準；實驗組則各欠缺一項：一組不澆水（缺水）、一組用保鮮膜完全封口或完全浸沒水中（缺氧）、一組放進雪櫃冷藏室（低溫）、一組放進紙箱（缺光）。每組用同一品種的綠豆十粒、同樣的紙杯和棉花，同一天開始；每次只改變一個條件，其餘完全相同，這樣才能確定結果是哪個因素造成。
4實驗期間每天定時觀察記錄：萌芽的粒數、芽長（用尺量度，以厘米記錄）和顏色變化，並整理成表格。預期結果是：對照組大部分種子三數天內萌芽；缺水組和低溫組不萌芽；完全浸沒水中的種子因缺氧而腐爛；缺光組照樣萌芽，證明光不是萌芽的必需條件。幼苗長出真葉後才開始光合作用，那時才需要充足的光。學會控制變項和如實記錄，是科學探究最重要的基本功。
1重點摘要 Summary
種子由種皮和胚組成，養分儲在子葉；萌芽需要水分、空氣和適宜溫度，光並非必需。設計對照實驗時，每次只改變一個條件、其餘保持相同，才能得出可靠結論。
2生字卡 Vocabulary
包圍種子、起保護作用的外層，萌芽時會破裂。
種子內將來發育成新植物的部分，包括胚芽、胚軸和胚根。
胚的葉片，儲藏萌芽所需的養分，豆類有兩片。
種子吸水後恢復活動、長出根和芽的過程。
給予全部合適條件、用作比較基準的一組。
故意欠缺或改變一項條件、用以與對照組比較的一組。
種子萌芽時呼吸所需的氣體，缺氧種子會腐爛。
一組種子中成功萌芽的比例，例如十粒萌芽八粒即八成。
種子代謝減慢、暫停生長以待合適條件的狀態。
3逐步講解 Steps
- 第一步：認識種子的結構舉個例子：把一粒黃豆泡水浸軟，小心剝開外層，可見最外面是保護內部的種皮，裏面兩片肥厚的子葉儲藏着養分，夾在中間細小的是胚芽和胚根。胚芽將來長成莖和葉，胚根長成根，子葉則像隨身的糧倉，供應初期生長所需的養分。認識結構，才能明白萌芽時每部分的作用。剝開種子時要用放大鏡細心觀察，並把各部分畫下來和標明名稱；胚的上下位置也要留意：胚根總是朝着將來向下生長的方向，萌芽時最先伸出。
- 第二步：觀察水分的作用舉個例子：乾豆又硬又小，泡水一夜便脹大變軟，這是水分正在發揮作用：種皮吸水軟化，讓胚容易突破；子葉中的養分被酵素分解成可用的物質，輸送給胚生長。如果缺水，種子便維持休眠狀態。所以播種後要澆水，田裏乾旱時農夫便要灌溉，正是這個原因。浸水時間也要適當：泡水兩三天仍不播種，種子可能因缺氧而腐爛；所以商業催芽多用濕布包裹，既供水又透氣，兩個條件同時滿足。
- 第三步：驗證空氣的必要性舉個例子：把十粒綠豆完全浸沒在深水中，結果一粒也不萌芽，日子久了更發出臭味。這是因為深水中缺乏氧氣，種子不能進行呼吸作用釋放能量，逐漸腐爛。實驗證明空氣是萌芽的必需條件，所以浸豆催芽時不能把豆完全泡死在水中，農田積水過久也要排水。想一想生活應用：浸豆時水面只須剛剛蓋過豆粒，發芽後更要移出通風處；農民插秧前也會先催芽，田裏長期積水會令根部缺氧，必須開溝排水。
- 第四步：驗證溫度的影響舉個例子：室溫約二十五度時，綠豆兩三天便萌芽；放進雪櫃冷藏室約四度的綠豆，十天也沒有動靜。溫度影響酵素的活躍程度，低溫令養分分解和生長反應變得緩慢，種子便遲遲不萌芽。但低溫並沒有殺死種子，移回室溫後多數仍能萌芽，可見溫度是影響速度的重要條件。溫度計要用一支已校準的，量度位置也要固定；如果同時想測試高低溫兩組，切勿把兩組放在同一雪櫃的不同層，因為各層溫度未必相同。
- 第五步：驗證光是否必需舉個例子：一盤綠豆放在陽光下，另一盤放進不透光的紙箱，兩盤同樣供水供氣，結果兩盤都萌芽生長。這證明光並不是萌芽的必需條件，因為種子所需的養分早已儲存在子葉裏，還未依靠光合作用。要留意的是，萌芽後長出葉片的幼苗仍需陽光，才能繼續健康成長。綠豆苗在黑暗中生長會又長又黃，因為缺乏光照便不能製造葉綠素；把紙箱中的幼苗移到陽光下，兩三天後便會轉綠，正好說明葉綠素與光的關係。
- 第六步：設定對照與實驗組舉個例子：準備四個相同的紙杯，各放十粒同一批的綠豆和吸飽水的棉花。對照組正常澆水、放在室溫；三個實驗組分別不澆水、用保鮮膜完全封口、放進雪櫃。每次只改變一個條件，其餘條件與對照組完全相同，這樣出現的差別才能歸因於被改變的那個條件，結論才站得住。每組豆粒數目要多：只用一兩粒，結果容易被偶然因素左右；十粒以上計算萌芽率，數字才有代表性，這也是科學實驗重視重複的原因。
- 第七步：每天記錄並整理數據舉個例子：每天在同一時間觀察各組，記錄萌芽的粒數和芽的長度，並製成表格或折線圖。若對照組八日內萌芽九成，而缺水、缺氧、低溫三組都接近零，便清楚顯示水分、空氣和適宜溫度缺一不可。整理數據令結果一目了然，也方便向同學報告和比較實驗的成敗。折線圖的橫軸寫日期，縱軸寫累計萌芽粒數，各組用不同顏色的線；遺漏的觀察要在表格留空並註明原因，不可自行補上估計數字，保持誠實紀錄。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：小柔想知道「溫度會不會影響綠豆萌芽的速度」。請替她設計對照實驗，寫出假設、材料、步驟、如何控制變項和預期結果。
- 假設：溫度影響萌芽速度，約二十五度的室溫最適合，低溫會令萌芽延遲或不萌芽。
- 材料：同一包綠豆二十粒、兩個相同的紙杯、棉花、清水、室溫位置和雪櫃冷藏室。
- 步驟：兩杯各放十粒綠豆和吸飽水的棉花；甲杯放室溫（約二十五度），乙杯放雪櫃（約四度）；每天同一時間觀察並記錄萌芽數和芽長。
- 控制變項：兩杯的綠豆品種和數量、棉花水量、澆水時間完全相同，只有溫度不同。
- 預期結果：甲杯兩三日萌芽且芽長增長快；乙杯幾乎不萌芽；把乙杯移回室溫後會慢慢萌芽，證明低溫只是抑制而非殺死種子。
- 答案：實驗只改變溫度、其餘條件完全相同；結果顯示適宜溫度萌芽快、低溫抑制萌芽，移回室溫可恢復，證明溫度是萌芽的重要條件。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1種子萌芽需要哪三個條件？
Q2光是種子萌芽的必需條件嗎？
Q3種子的養分儲藏在哪裏？
Q4什麼是對照組？
Q5為什麼實驗要連續多天觀察記錄？
8重點回顧 Recap
- 種子由種皮和胚組成，養分儲在子葉（豆類）或胚乳（穀類）。
- 萌芽三條件：水分、空氣和適宜溫度；光是長出真葉後才需要。
- 對照實驗每次只改變一個變項，其餘條件與對照組完全相同。
- 完全浸沒水中的種子缺氧腐爛；低溫令酵素不活躍而延遲萌芽。
- 每天定時記錄萌芽率和芽長並製表，數據才完整可靠。