这是初中生物里最经典的探究性实验。它的价值不只在于“知道种子需要什么”，更在于让学生完整走一遍科学探究的流程：提出问题、作出假设、设置对照、控制单一变量、记录数据、得出结论。

材料只要一把绿豆和几个杯子，但请留出 3～7 天时间。这是一个需要耐心的实验。

安全提醒（先读这一段）

  • 这个实验本身没有危险，可以独立完成。
  • 用到冰箱冷藏室时先跟家长说明，不要把实验杯放在食物旁边，最好装在密封袋里做隔离。
  • 几天后杯中可能出现霉斑或异味（尤其是淹水那一组），属正常现象。处理时不要凑近闻，直接连水倒掉、容器洗净，之后认真洗手。
  • 发芽的绿豆是实验材料，不要食用，容器和环境都不是食品级的。
  • 不要使用发过霉的种子作为实验材料，结果会不可靠。

材料与器材

  • 饱满、大小一致的绿豆约 60 粒（黄豆、赤豆也可以，但一次只用同一种）；
  • 透明杯子或小碗 5 个，贴上标签 ①～⑤；
  • 厨房纸巾或脱脂棉、清水、滴管或小勺；
  • 不透光的盒子或黑纸袋 1 个（做遮光组）；
  • 冰箱冷藏室（做低温组）、密封袋；
  • 记录表格和笔，可选温度计。

第一步：设计对照，只改一个变量

核心原则是单一变量：①号杯是对照组，条件全部适宜；②～⑤号每一组只改动一个条件，其余保持和①号完全一样。

  • ① 对照组：纸巾湿润（不积水）、常温（约 20～25℃）、放在有光处；
  • ② 缺水：纸巾保持干燥，其他条件同①；
  • ③ 缺空气：把种子完全浸没在水下（水面高过种子 2 cm 以上），其他条件同①；
  • ④ 低温：放入冰箱冷藏室（约 4℃），其他条件同①；
  • ⑤ 无光：用不透光的盒子罩住，其他条件同①。

每组放10～12 粒种子，而不是 1 粒。

为什么每组要放十几粒：单粒种子本身可能是坏的、不饱满的，用 1 粒得出的结论完全可能是偶然。放十几粒并统计萌发率（发芽数÷总数），才能排除个体差异。这叫设置重复，是让实验结论可靠的必要条件，也是最常被考的实验设计要点。

第二步：布置与记录

  1. 在①②④⑤号杯底铺 2～3 层纸巾；③号杯不铺，直接加水。
  2. 给①④⑤号的纸巾洒水至湿润但无积水（捏起来不滴水的程度）；②号纸巾保持全干。
  3. 每杯均匀放入 10～12 粒绿豆，摆开不要堆叠。
  4. ③号加水直到完全淹没种子；④号装密封袋放进冰箱；⑤号用黑盒罩住。
  5. 之后每天固定同一时间观察一次，记录每组的发芽粒数、芽的长度和外观变化。给①④⑤号适时补水，始终维持湿润状态。
  6. 连续观察 3～7 天，直到对照组明显发芽、其他组结果稳定。

注意：观察⑤号时动作要快，看完立刻盖回去，不要让它长时间见光，否则变量就被破坏了。

互动小实验 · 关掉一个条件试试

种子萌发了！

条件：
等真实实验出结果的这几天，可以先在这里预演：逐个关掉条件看会不会发芽，特别试试只关“光照”。完整讲解见种子萌发模拟详解。

现象记录

典型结果如下（各组的萌发率可能略有差异，但趋势应当一致）：

  • ① 对照组：2～3 天后陆续大量发芽，胚根先突破种皮，萌发率通常 80% 以上；
  • ② 缺水：完全不发芽，种子外观几乎没有变化，依然干硬；
  • ③ 缺空气：不发芽或极少发芽，种子泡胀发软，常有异味或霉变；
  • ④ 低温：不发芽，种子吸水膨胀了，但迟迟不出芽；
  • ⑤ 无光：照样大量发芽！萌发率与①号接近，只是芽偏白偏细、茎显得更长。

原理解释

对比①和②③④，可以分别得出三个必需条件：

  • 水分：种子必须吸足水才能萌发。水让种皮变软便于胚根突破，更重要的是，只有溶解状态下，种子里储存的营养物质才能被酶分解并运输到胚。
  • 空气（氧气）：萌发要消耗大量能量，靠的是呼吸作用，而呼吸作用需要氧气。③号被水淹没后缺氧，只能进行无氧呼吸，产生的能量少且积累酒精等物质，所以不发芽还容易烂，这也解释了为什么田里涝了会烂种。
  • 适宜温度：萌发过程中所有化学反应都由酶催化，而酶的活性受温度影响很大。4℃ 下酶活性极低，反应几乎停滞，所以④号不发芽。注意它不是死了，把④号拿出来放回常温，多数种子还会正常发芽，这个追加验证建议做一做。

再对比①和⑤，得出那个容易记错的结论：光照不是种子萌发的必需条件。种子萌发消耗的是自身子叶或胚乳里储存的营养，不需要光合作用，所以埋在土里、不见阳光也能发芽。

但⑤号的芽为什么发白、茎更长？因为叶绿素的形成需要光（这就是豆芽菜要避光培养的原理），而黑暗中植物会加速伸长去“寻找”光源。这说明：光照虽不影响萌发，却影响萌发之后的生长和变绿。等真叶长出来、储存的营养耗尽，幼苗就必须靠光合作用活下去了，那时光就成了必需条件。这一步正好接到绿叶在光下制造淀粉那个实验。

另外还有两个前提常被忽略：种子本身必须是完整的、活的、并且已度过休眠期。胚被破坏的种子，条件再好也不会发芽，这属于自身条件，和上面三个外界条件要分开记。

给老师和家长的组织建议

  • 课时与分组：跨三天，两人一组；每天固定时间观察。
  • 动手前先说清楚：绿豆勿入口。

最容易被跳过的一步。五组对照要让学生自己说出「每一组改了什么」，教师只做确认。光照那一组是有意设计的陷阱，等结果出来再揭晓，探究味道最足。

怎么判断真的懂了。能画出五组对照表、指出每组的变量与结论，并解释⑤号为何发芽却发白，即达标。

拓展一下

  • 验证低温组没死：把④号从冰箱取出放回常温，继续保持湿润，看它几天后是否发芽。这一步能让“温度影响酶活性”的解释更站得住。
  • 找最适温度：再设几组分别放在 10℃、20℃、30℃、40℃ 环境，统计萌发率，画出温度—萌发率曲线，找出绿豆的最适萌发温度。
  • 测萌发的呼吸作用：把发芽的绿豆装进保温杯塞紧，插温度计，几小时后温度会略微升高。这是呼吸作用释放能量的直接证据。完整版做法见闷一瓶萌发的种子：用蜡烛、石灰水和温度计验证呼吸作用。
  • 换种子做重复：用黄豆或小麦重做一遍，看结论是否通用。能在不同材料上重复，是结论可靠的重要标志。

当学生能画出五组的对照表，指出每一组“改了什么、说明了什么”，并解释⑤号为什么发芽却发白，这个探究实验的科学方法就算掌握了。