“探究2，4-D對(duì)植物生根的作用”的活動(dòng)實(shí)踐及研究
摘 要：“探究2，4-D對(duì)插枝生根的作用”是浙科版新教材必修3中的一個(gè)活動(dòng)，本文通過學(xué)生對(duì)這個(gè)活動(dòng)的探究和實(shí)踐，在操作層面上摸索出一套可行的實(shí)驗(yàn)辦法。實(shí)驗(yàn)過程中通過設(shè)計(jì)和實(shí)踐：“2，4-D的濃度對(duì)臘梅、迎春生根的影響”及“2，4-D對(duì)豆芽胚軸生長的影響”兩個(gè)活動(dòng)。培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。本實(shí)驗(yàn)材料的選擇和設(shè)置、實(shí)驗(yàn)方法等供同行參考。
關(guān)鍵詞：探究活動(dòng) 實(shí)踐及研究
高中生物浙科版必修3中有 “2，4-D對(duì)插枝生根的作用” 活動(dòng)安排，但是對(duì)何種枝條，何種濃度范圍，外界條件的控制等沒有描述，各種報(bào)道頗不一致。有報(bào)道20-25mg∕L處理插穗容易生根，但是在書本上，這既不是根的最適宜濃度，也不是莖的最適宜濃度。且有資料表明，不同的處理方法如噴灑、浸泡、蘸取、涂抹所需濃度差別很大。另外學(xué)生對(duì)生長素的濃度促進(jìn)植物生長的影響，只停留在書本知識(shí)，沒有具體操作，缺乏感性認(rèn)識(shí)，為弄清上述問題，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。特在三月初組織學(xué)生16人，分4組探究相關(guān)的兩個(gè)課題：1：探究2，4-D的濃度對(duì)插枝生根的影響；2：探究2，4-D的濃度對(duì)植物生長的影響。
實(shí)踐活動(dòng)探究如下：
一、提出問題
(一)選擇什么生長素?學(xué)生通過上網(wǎng)查資料的形式知道：常用的生長素類似物有IPA、IBA、NAA、2，4-D等。其中IBA誘發(fā)的根長作用強(qiáng)烈，但價(jià)格較貴，2，4-D可促進(jìn)插枝生根，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使用安全，價(jià)格便宜。
(二)如何使用生長素類似物？A、噴灑：將水溶液均勻的噴灑到處理部位；B、浸泡：將需處理的部位浸泡在水溶液中；C、蘸�。簩⑿杼幚淼牟课蝗缰l基部蘸上粉劑；D、涂抹、制成羊毛脂軟膏涂抹在處理部位1。學(xué)生通過討論后采取浸泡方法，以便更容易控制變量。
(三)怎么配置生長素類似物？選擇生長素濃度的范圍？市場上的2，4-D常為粉劑，由于2，4-D是有機(jī)物，要制成溶液應(yīng)先溶于酒精，再用蒸餾水稀釋成不同濃度的溶液。生長素濃度的范圍怎么選擇？學(xué)生有的提議設(shè)置在根的最適宜濃度（10-7g∕L）左右，有的提議設(shè)置在莖的最適宜濃度（10-2 g∕L）左右。最后實(shí)驗(yàn)配置的濃度為2.55x10-7g∕L，2.55x10-5g∕L，2.55x10-3g∕L，2.55x10-1g∕L，2.55g∕L既有根的最適宜濃度，也有莖的最適宜濃度。
(四)選擇什么作為實(shí)驗(yàn)材料？怎么處理實(shí)驗(yàn)材料？教師首先告知學(xué)生取材原則：取材方便，操作簡便，效果明顯。教師鼓勵(lì)學(xué)生可用多種材料作對(duì)比。探究一學(xué)生選取迎春、臘梅、柳樹。學(xué)生認(rèn)為其形成層分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活。處理：去掉葉，留兩個(gè)芽，長15cm，枝條下端切成斜面。扦插后可增加吸水和生根面積，促進(jìn)成活。探究二學(xué)生選擇黃豆，赤豆、玉米，蠶豆。處理：浸泡12小時(shí)后放在容器中待其胚軸突破種皮待用。此時(shí)豆芽的生長速度快，且易培養(yǎng)。
(五)如何培養(yǎng)植物？學(xué)生提出了很多方法如水培，沙培，土培等。討論后認(rèn)為沙培更容易生根。對(duì)種子的培養(yǎng)，學(xué)生采取用培養(yǎng)皿，培養(yǎng)皿上墊上濾紙可保持水分。
(六)準(zhǔn)備什么實(shí)驗(yàn)器具? 燒杯、天平、滴管、花盆、直尺、培養(yǎng)皿等 。
二、作出假設(shè)
如低濃度的生長素促進(jìn)插枝生根，高濃度抑制生根。低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。
三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
(一)探究2，4-D的濃度對(duì)插枝生根的影響
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)找出一種對(duì)迎春、臘梅生根促進(jìn)作用顯著的2，4-D濃度。確定 三月初在本地扦插迎春、臘梅的可行性。
實(shí)驗(yàn)步驟：
①分別取60枝枝長、留芽情況大致相同的迎春和30株臘梅的枝條，分成六組，取12個(gè)燒杯分別標(biāo)上1.2.3.4.5.6.里面裝上等量的河沙。
②把這些枝條分別浸泡清水和等量的2.55x10-7g∕L，2.55x10-5g∕L，2.55x10-3g∕L，2.55x10-1g∕L，2.55g∕L的2，4-D溶液中24小時(shí)。
③把處理好的枝條插入沙中2-3cm，放在光照較弱處，定時(shí)澆水，25天后觀察根的情況和生長狀況。
(二)探究2，4-D的濃度對(duì)植物生長的影響
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)，找出對(duì)黃豆芽、赤豆芽生長的較適宜的2，4-D濃度。
實(shí)驗(yàn)步驟：
①取60顆剛萌發(fā)的黃豆芽、90顆赤豆芽分別分成6組。測(cè)量胚軸的長度。取12個(gè)培養(yǎng)皿，編號(hào)。
②在1號(hào)培養(yǎng)皿中加適量的清水，2-6號(hào)加等量的的2.55x10-7g∕L，2.55x10-5g∕L，2.55x10-3g∕L，2.55x10-1g∕L，2.55g∕L的2，4- D溶液。
③放在陰暗處培養(yǎng)，定時(shí)加等量的培養(yǎng)液，若干天測(cè)量胚軸的長度。
四、實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)分為四組。兩組探究一，兩組探究二，每組采用不同的實(shí)驗(yàn)材料。第1.2組用時(shí)30天，第3.4組用時(shí)5天。
五、結(jié)果及分析
(一)探究一2，4-對(duì)插枝生根的影響：
觀察
項(xiàng)目
組別 迎春 臘梅
插穗
總數(shù) 成活數(shù) 每株平
均根數(shù) 平均根長
(cm) 插穗
總數(shù) 成活數(shù) 每株平
均根數(shù) 平均根長
(cm)
1(清水) 10 10 0 5 5 0
2(2.55x10-7) 10 10 0 5 5 0
3(2.55x10-5) 10 10 0 5 5 0
4(2.55x10-3) 10 10 0 5 5 0
5(2.55x10-1) 10 9 0 5 5 0
6(2.55g∕L) 10 1 0 5 4 0
失敗原因分析:
①培養(yǎng)時(shí)間不夠。從開始實(shí)驗(yàn)到縣教研活動(dòng)時(shí)，總共用時(shí)30天，兩種植物都未長根，但除了最高濃度的生長素處理的插枝有死亡外，其它都存活，可考慮延長實(shí)驗(yàn)時(shí)間。要縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可以考慮用草本植物如秋海棠、吊蘭等易生根，生長速度快的植物，采用水培。
②實(shí)驗(yàn)時(shí)間的選擇不恰當(dāng)，三月平均氣溫10℃左右，最低氣溫3℃，且連日陰雨天，建議選擇三月底四月初為實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
③河沙的濕度過高，不利根的生長。河沙未經(jīng)消毒，扦插后部分根部發(fā)霉。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
①高濃度的2,4-D可以殺死植物。
②三月初扦插枝條時(shí)間還太早。
③扦插時(shí)間足夠長，要一個(gè)月以上
(二)實(shí)驗(yàn)二探究2，4-D的濃度對(duì)植物生長的作用
A、黃豆芽的胚軸生長情況：
組別
觀察項(xiàng)目 1
(清水) 2
(2.55x10-7g∕L) 3
(2.55x10-5) 4
(2.55x10-3) 5
(2.55x10-1) 6
(2.55)
處理前胚軸的平均長度(cm) 3.27 3.16 3.40 3.36 3.27 3.20
處理后胚軸的平均長度(cm)(5天后) 3.96 4.52 5.11 4.55 3.39 2.94
伸長量(cm) 0.69 1.36 1.61 1.19 0.12 -0.26
B、赤豆的胚軸生長情況：
組別
觀察
項(xiàng)目 1
清水 2
2.55x10-7) 3
2.55x10-5 4
2.55x10-3 5
2.55x10-1 6
2.55
處理前胚軸長度(cm) 0.2 0.199 0.210 0.198 0.208 0.20
處理后胚軸長度(cm)
(第3天) 0.52 0.57 0.63 0.74 0.59 0.508
處理后胚軸長度(cm)
(第5天) 0.70 0.66 0.74 0.79 0.65 0.57
生長量(cm) 0.50 0.461 0.53 0.592 0.442 0.37
結(jié)果分析：1、用不同濃度的生長素處理黃豆芽現(xiàn)象明顯。從2.55x10-7--2.55x10-3g∕L具有明顯的促進(jìn)作用，其中2.55x10-5g∕L的促進(jìn)作用最強(qiáng)2.55x10-1g∕L起抑制作用，對(duì)照組相比，根有明顯的增粗。2.55g∕L的生長素抑制、使豆芽變黃甚至殺死豆芽，實(shí)驗(yàn)經(jīng)過五天時(shí) 有一顆豆芽死亡，其它豆芽的胚軸萎縮，其它濃度處理的黃豆芽全都存活。
2、用不同濃度的生長素處理赤豆芽現(xiàn)象不明顯。因?yàn)槠渖L速度較慢，根較細(xì)，測(cè)量有一定難度。在這一組濃度中促進(jìn)作用最大的為2.55x10-3g∕L， 2.55g∕L的濃度對(duì)赤豆的生長抑制作用但不能殺死，與黃豆芽有區(qū)別，說明同一濃度的生長素對(duì)不同植物影響不同。
3、實(shí)驗(yàn)時(shí)我們還用了玉米種子、蠶豆作實(shí)驗(yàn)材料，但玉米種子萌發(fā)時(shí)間長，需15天左右。蠶豆的胚軸生長速度過慢。
4實(shí)驗(yàn)得到豆芽胚軸彎曲，難以測(cè)量�？捎镁�測(cè)或考慮讓豆芽固定直立生長，以便測(cè)量結(jié)果。
結(jié)論：①低濃度的2，4-D促進(jìn)植物生長，高濃度的2，4-D抑制或殺死植物。②不同的植物的最適宜濃度不同。
六、反思
（一）通過這次實(shí)踐活動(dòng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性。學(xué)生從接到課題之初，就為實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和操作展開激烈的討論。并設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。也通過網(wǎng)上查詢的方式查閱了大量資料。更重要的是，學(xué)生在這30天的'實(shí)踐活動(dòng)中，不僅提高了動(dòng)手能力，而且增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
（二）通過這次實(shí)驗(yàn)學(xué)生學(xué)會(huì)了如何書寫對(duì)照實(shí)驗(yàn)三步驟。在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程知道自變量、無關(guān)變量的控制，因變量的檢測(cè)方法。在實(shí)踐中學(xué)會(huì)應(yīng)用，如對(duì)插枝的處理基本做到長度、留芽數(shù)相同。并且在二十多天的培養(yǎng)植物中澆等量的水，給予相同的光照等等都體現(xiàn)了對(duì)無關(guān)變量的等量處理。
（三）在結(jié)果的展示環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)簡單的表格，提高學(xué)生語言的精確度。如學(xué)生往往遺漏了生長素處理前胚軸平均長度的設(shè)計(jì)，有的學(xué)生把胚軸的平均長度描述成胚軸的長度。學(xué)會(huì)了表格和曲線圖的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)際是自變量和因變量關(guān)系形式的改變。
（四）提高了分析問題的能力，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的能力。在2，4-D的濃度對(duì)插枝影響的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)生根所需時(shí)間很多參考文獻(xiàn)提到了不同的數(shù)據(jù)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)用時(shí)30天未長根時(shí)，學(xué)生從時(shí)間、溫度、濕度、光照、植物種類等各個(gè)方面提出了自己的看法，設(shè)計(jì)了各種改進(jìn)方案。
（五）教師在實(shí)驗(yàn)前對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能的培訓(xùn)和指導(dǎo)。如植物培養(yǎng)方法的指導(dǎo)，包括培養(yǎng)器皿的選擇、培養(yǎng)形式、外界條件的控制等。在實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生嚴(yán)密監(jiān)控，包括處理意外情況，協(xié)助更改方案。實(shí)驗(yàn)后指導(dǎo)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和撰寫論文。
參考文獻(xiàn)：
1宋建陵 “植物相性運(yùn)動(dòng)”和“植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)植物生長發(fā)育的影響”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 生物學(xué)通報(bào) 2003-4
2陳 維 三種生長素類似物對(duì)月季和薔薇扦插生根的影響 生物學(xué)通報(bào) 2004-11
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