植物向性运动和植物生长调节剂对植物生长发育影响的实验设计

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1、“植物向性运动”和“植物生长调节剂对植物生长发育影响”的实验设计宋建陵(广州市第六中学，广东广州510300)生物学通报，2003年第38卷第4期1“植物向性运动”的实验设计1.1实验设计前的准备植物的向性运动是由于受到单向外界刺激引起植物两侧的生长状况不同。单侧的光照、地心引力、水和肥都可以引起植物的向性运动。向性运动的类型有：向光性、向重力性(根有正向重力性，茎有负向重力性)、向水性和向肥性。其中向光性、向重力性是由于单向外界刺激引起植物两侧的生长素分布不均匀所致;向水性、向肥性则是由于生长素分布不均匀与单侧的营养供

2、给不均匀共同作用所致。1.1.1选择实验材料教材中使用的实验材料不一定是最实用的，效果也不一定最好。因此，实验材料的选择大有文章可做。选择实验材料的原则是：1)易得。实验的时候能够在当地容易找到。2)同效。用这种材料做实验，其效果与教材上介绍的材料要相同。3)节省。尽量选择那些野生的或价钱便宜的材料。4)好用。方便实用。例如，若是用于制片来观察结构的材料，应该容易撕(刮)取制片、结构明显;若是用于观察、验证生理现象的材料，应该是生命活动比较旺盛、现象明显;若是用于提取或鉴定生化成分的材料，应该含量相对较高，容易提取。“植

3、物的向性运动”实验材料可选择单子叶植物种子，其幼苗易于盆载且具有子叶不出土，便于观察实验现象等优点。其中以生长速度快的植物为首选。虽然玉米、小麦、水稻都是单子叶植物，但由于小麦属于北方低温植物，发芽时间较长，而且茎秆纤细;水稻发芽需要浸种，所需时间较长，且材料不易得到。玉米种子作实验材料，克服了小麦和水稻种子的缺点。1.1.2选择实验方法通过移植、嫁接原有实验方法并加以改进，形成适合课题要求的新方法。在改进实验方法方面常常使用：1)替代法。用具有相同或相近功能的其他物品代替原来实验规定的物品，当然，这种物品应容易找到或买

4、到。替代的对象有：实验材料、实验药品、仪器用具等，例如，在“叶绿体中色素的提取和分离”中，用汽油代替层析液，色素分离的效果也很好。2)组合法。把原来分解成若干实验步骤的实验过程(或装置)，重新进行科学的组合，形成新的实验方法。例如，“观察植物细胞有丝分裂”中，实验前用活体染色剂和0.02%亚甲基蓝培养洋葱根，可省略“染色”的过程，缩短了实验时间，效果更明显。3)增减法。增加或减少实验的某些药品、步骤，实验结果不会改变。4)引用法。将他人成功的实验方法引为我用。实验器具直接影响实验效果，因此，制作或选用实验器具一定要满足实

5、验要求。例如，在滤纸条上画线，不管使用什么工具来画，只要达到“匀、细、齐”都行。启发学生寻找代替毛细吸管的工具，用硬笔尖、牙签、盖玻片等均可。“植物的向性运动”实验中单侧刺激的形成方法很关键。将盆栽植物幼苗放在阳台上或置于一侧开孔的纸盒中，均可以造成单侧光照射。把花盆或刚发芽的种子(已长出胚根)侧放、竖放、倒放，以形成单侧重力(地心引力)刺激。1.1.3设置对照实验向光性实验中单侧光照射是实验因子，光线均匀照射为对照因子(条件对照);向地性实验中将根垂直向下放置是实验因子，其他方位放置为对照因子(相互对照);向水(肥)性

6、实验中均匀浇水(施肥)作为对照因子(条件对照)，一侧浇水(施肥)是实验因子。1.2设计方案示例2“植物生长调节剂对植物生长发育影响”的实验设计生长素类似物是指人工合成的与生长素有类似生理效应的植物生长调节剂。由于生长素在植物体内易受吲哚乙酸氧化酶破坏，在体外又容易被强光分解。因此，生产上常用生长素类似物来代替生长素。生长素类似物的作用特性与生长素相同，也具有双重性，即：在一定浓度范围内有促进作用，超过这一范围则表现为抑制作用。2.1实验设计前的准备2.1.1选择生长素类似物常用的生长素类似物有：吲哚丙酸(IPA)、吲哚丁

7、酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)。下面介绍几种生长素类似物的生理作用及特点：1)IBA诱发的根多而长，作用强烈，作用时间长，但价格较贵。2)NAA效果与IBA相似，诱发的根少而粗，价格便宜，使用安全。3)2，4-D可促进插枝生根，形成无籽果实。化学性质稳定，使用安全。2.1.2确定设计课题1)不同浓度的生长素类似物对植物生根的作用2)同一浓度的生长素类似物对不同植物生根的作用3)同一浓度的生长素类似物对植物不同器官(芽、根、茎)生长的影响4)不同浓度的生长素类似物对植物开花结果的影响。2

8、.1.3生长素类似物的配制1)水溶液：如果是粉剂的生长素类似物，先将其溶于酒精(因有机物不溶于水)，再用蒸馏水稀释到一定的浓度。如果是溶液，只需用蒸馏水稀释就行了。2)粉剂：将药剂溶解在体积分数为95%的酒精中，然后缓慢倒入滑石粉中，均匀地搅拌，并适当加热，待酒精全部挥发，就得到了粉剂。3)羊毛脂软膏：参照1)中的方