探索生长素类似物促进插条生根的最适浓

1、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 注：本实验课题为全国教育科学规划“十五”国家重点课题新基础教育教材开发的研究与实验高中生物学科稳态与环境子课题之一。摘要 本文通过教学参考的形式，结合探究过程，将人民教育出版社2004年版高中生物新教材中“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”这一实验预做情况展示出来，以便于有关师生在实际教学、学习中有所帮助。文中重点叙述了插条材料的选择和萘乙酸（NAA）药液浓度的控制、预实验的设计、正式实验的分组对照等几方面内容。 关键词 生长素类似物 NAA 插条 预实验 对照 2004年3月至6月，人民教育出版社将2004年版高中生物新教材中8个实验的预做和摄像

2、工作放在绍兴一中，我有幸承担了其一“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”这一实验。通过实验预做，对这一实验有了亲身的探究经历。现将实验中涉及到的有关问题及解决方案以教学参考的形式展示出来，与同行共商讨。1 教学建议通过前面的学习，学生已体验过实验设计的方法和步骤，因而这次实验，教师要鼓励学生自己设计实验方案，这也是本实验的重点。在指导学生进行实验设计时，不要束缚学生的思路，也不一定局限于教材中提供的方案，要鼓励学生大胆设想、求异创新，设计出既简便易行，又科学准确的实验设计方案。本实验研究最好以小组为单位进行，学生可自愿结合组成若干小组，要求选出小组长负责本组的研究工作。1.1 本实验是一个

3、探究性实验，在这个实验过程中需要提醒学生注意遵循探究实验的基本要求：科学性、对照、单因子变量、随机性、重复性、简约性。在本实验过程中需设置一组空白对照，每组的枝条的粗细、长度和保留的芽数需一样，每组枝条数目不能少于3个。1.2 教师要为学生的设计实验方案、进行实验做好必要的准备工作。可给学生介绍一些有关的参考资料，如大学的植物生理学教材及实验指导书、生物学杂志、中学生物实验类书籍、生物科技活动类书籍、花卉栽培类书籍等。还可给学生介绍一些常用的生长素及植物生长调节剂的中文名与英文缩写的简称对照。例如，吲哚乙酸（IAA）、吲哚丙酸（IPA）、吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、2，4二氯苯氧乙酸

4、（2，4D）等，并介绍它们的特点及使用方法，如进行实验时，常用水溶液、粉剂或含药物的羊毛脂软膏这三种不同的物质进行处理。使用时，需将要处理的植物器官部位在水溶液中浸泡一定时间，或蘸取粉剂，或涂抹羊毛脂软膏，为学生设计实验提供依据。教师提示：植物生长调节剂属于农药类。虽然它们的毒性一般是低毒或微毒，但是在使用中仍然要严格遵守安全操作规程。1.3 实验材料的选择和药液浓度的控制是本实验成败的关键。选定实验材料要注意选用方便易取、生长快、易观察、效果好的实验材料为宜。选用的植物最好是不易生根的，选取的枝条要一年生的，插条下端要削成斜面。枝条的发育状况要相同，上面的芽数要基本一致。药液的浓度和浸泡时间

5、的长短要根据插条生根的难易来确定。除此以外，环境条件的控制及栽培技术与插条生根都有密切的关系。1.4 实验时间的安排，最好实验课中在讨论的基础上，由学生完成实验设计和实验装置，实验部分全部安排在课外或家中进行，因此实验的地点可不作统一要求，有条件的学校，可以安排在校内进行实验。1.5 教师应要求学生在实验过程中认真进行观察，如实做好记录，包括实验前、实验中和实验后植物生长发育的变化。不但要记录与预期一致的现象，还要记录与预期不一致的现象。对于实验过程中能采集到的数据，应尽量多采集。实验结束之后，教师要教给学生认真分析实验结果，科学处理实验数据的方法，如尽量用列表式或函数图表式表示。还要引导学生

6、利用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，最后完成实验报告。课题报告完成之后，教师应组织学生进行交流。教师在组织学生交流报告时，不但要让学生交流自己所做的实验报告，还要让学生汇报完成本课题的体会，如经验、教训、克服困难的方法等。2 材料用具2.1 材料和试剂 迎春、杨、月季等枝条，蒸馏水、生长素类似物(萘乙酸、生根粉、2.4-D)的母液(2000ppm，用蒸馏水配制，加少量NaOH以促进溶解)。2.2 器具 枝剪、刀、烧杯、口罩和手套。3探究活动3.1 提出问题 NAA促进迎春花插条生根的最适浓度是多少?确定实验题目 探索NAA促进插条生根的最适浓度。3.2 做出假设 适宜浓度的NAA可以使迎

7、春花插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。3.3 实验预期 经过一段时间后，用适宜浓度的NAA处理的插条基部长出大量不定根，而用较低浓度或较高浓度的2，4D和用清水处理的枝条长出极少量的不定根。3.4设计实验 请学生思考：是否采用对照实验的方法，确定的实验变量是什么？ 教师提示:控制无关变量非常重要。如果单因子变量是NAA的不同浓度，处理的时间长短应该一致；同一组实验中所用到的植物材料，也应该尽可能做到条件相同。3.4.1预实验3.4.2学生分组探究实验与下面实施探究程序基本相同。3.5 实验操作3.5.1预实验1) 枝条的选取、处理选取一年生的、发育状况相同、粗细相同

8、的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条28枝，长约10-15cm，用刀将枝条的下端削成光滑的斜面（最好在节下）。把它分成7组，每组四枝。 请学生思考：为何要选取一年生的枝条？枝条下端为何要削成斜面？2) 配制溶液先配制200ppmNAA母液（0.1gNAA+500H2O）稀释得到2ppm至12 ppm浓度的NAA溶液各100ml配制好的2、4、6、8、10、12ppm浓度的NAA溶液各100ml，和清水100ml分别装入七只烧杯中。并编号A、B、C、D、E、F、G。2ppm: 1ml母液+99mlH2O4ppm: 2ml母液+98mlH2O6ppm: 3ml母液+97mlH2O其余依次稀释得到G：未作

9、处理 请学生思考：将第一组没在清水中的意图是什么？3) 浸泡NAA将各组枝条分别浸入相应的烧杯中，深约1.5cm，记时，浸泡24小时。将浸泡后的枝条取出，晾干4小时 提示：班级中可分别用不同的方法处理枝条，以便实验后讨论交流（药物浓度、时间等可分多组，如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。4) 水培观察将凉干后的根，分别插入相应的烧杯进行水培，观察各组的生根情况，并做好记录。 注意：将处理过的插条下端浸在清水中，注意保持温度（2530 ）。 请学生比较水培法和砂土法哪个效果更好？5)结果分析记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，最长与最短根的长度等。（浓

10、度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根）；每天记录。附表1：预实验记录 NAA浓度 时间 空白 2ppm 4ppm 6ppm 8ppm 10 ppm 12pmm5180000000521012200052303541005250510820052706128200                根据生根数目确定比较适宜的浓度为4ppm和6

11、ppm浓度之间3.5.2 正式实验根据预实验的结果，发现迎春枝条在浓度为4ppm和6ppmNAA下生根较好，在此浓度区间进一步以0.2作为浓度梯度进行实验，探究扦插枝条生根的最适浓度。1) 枝条的选取、处理选取一年生的、发育状况相同、粗细相同的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条44枝，分成11组（约10cm，用刀将枝条的下端削成光滑的斜面（最好在节下）。2) 配制溶液分别配制4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 ppm浓度的NAA溶液150ml，装入11只烧杯，分别编号1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，用母液稀释得到4.2ppm: 2.

12、1ml母液+97.9mlH2O4.4ppm: 2.2ml母液+97.8mlH2O4.6ppm 2.3ml母液+97.7mlH2O其余依次稀释得到3) 浸泡NAA将各组枝条分别浸入相应的烧杯中，深约1.5cm，记时，浸泡24小时。将浸泡后的枝条取出，晾干4小时4) 水培观察将晾干后的根，分别插入相应的烧杯进行水培，观察各组的生根情况，并做好记录。附表2：学生分组实验记录  NAA浓度 时间 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 

13、;6.06.3000000000006.5112212301006.8354658712106.114778710103421                                     3.6 推出结论要求学生在实验

14、过程中按照小组分工认真进行观察，实事求是地对实验前、实验中（包括课内、课外）和实验后插条生根的情况进行记录，并及时整理数据，绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致，得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致，但要求有分析研究。实验结果： 从(附表2：学生分组实验记录)可以看出，NAA促进迎春花插条生根的最适浓度是5.05.2ppm之间。3.7表达与交流实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。让学生获得科学探究活动的经验，初步确立严谨的作风。学会分享成功的快乐，或敢于面对失败，积

15、极分析原因，尊重客观事实。4 课题讨论1) NAA为什么能促进扦插的枝条生根？提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂，其分子结构、化学性质、生理作用及作用机理与生长素相同，属于植物生长促进剂。萘乙酸能促使植物细胞分裂，细胞伸长，因而能使植物生长加速。人们很早就知道，如果在插枝上保留正在生长的芽或幼叶时，插枝基部很容易产生愈伤组织和根。这就是因为芽和叶中产生的生长素，通过极性运输并积累在插技基部，使之得到足量的生长素。所以，在插枝基部外加植物生长素类似物（如NAA），自然促进插条生根。2) 本实验采用了哪些对照实验法？目的是什么？提示：本实验采用了设置清水的空白对照，

16、目的是了解NAA对生根的影响。还设置了浓度不同的几个实验组之间的相互对照，目的是探究NAA促进扦插枝条生根的最适宜浓度。3) 为什么要选取一年生的枝条？插条下端为什么要削成斜面？提示：因为一年生的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。插条下端削成斜面，这样在扦插后可增加吸水和生根的面积，促进成活。4) 下图中枝条带芽扦插，结果生出不定根；枝条不带芽但枝条下端在一定浓度的生长素溶液中浸泡过，也生出了不定根；枝条即不带芽也未经处理插入土壤，没有生出不定根，请你分析原因。 提示：枝条带芽扦插，芽中产生的生长素通过极性运输并积累在插技基部，使之得到生长素。枝条不带芽但枝条下端在一定浓度的

17、生长素溶液中浸泡过。生长素促进细胞分裂、分化，使基部的薄壁细胞脱分化，细胞恢复分裂的机能，产生愈伤组织，使枝条提早生根。枝条既不带芽也未经处理插入土壤，缺少生长素的作用，无法生出不定根。5) 谁在“操纵”根与茎的生长方向？提示：生长素对植物的生长具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。植物的不同部位（或器官）对生长素的敏感程度是不同的，某一浓度对根是“高浓度”，而对茎或芽却是“低浓度”。当植物被水平放置时，由于地心引力的影响，根尖和茎尖部位都是近地侧生长素分布多，背地侧生长素分布少。由于根和茎生长所需最适生长素浓度不同，产生了不同效应。根的近地侧生长素分布多，抑制其生长（根对生长素浓度比茎敏感），背地测少（约占13），促进生长，结果表现为根的向地性，弯曲向下生长。茎则正好相反，表现为负向地性，弯曲向上生长。6) 生长素的浓度越低越好吗？提示：生长素对植物的生长具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。但并不是浓度越低越能促进生长。如下面两幅图所示，生长素“低浓度”促进