“探究生长素类似物促进插条生根最适浓度”实验的优化与拓展*

拦生发 拦继成 杨生华2

（1 甘肃省临夏中学 甘肃临夏 731100 2 甘肃省临夏州农业科学院 甘肃临夏 731100）

0 前言

高中生物学必修3 实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”是课程标准要求必做的探究性实验，但在实施过程中存在实验周期长、变量控制难度大、插条质量和种类的多样化、实验结果的不确定性、生长素类似物浓度梯度的配制等诸多因素的限制，许多学校并未开展此实验，只是通过视频、幻灯片、习题训练弥补其缺陷。 若能打破“应试教育”的教学理念，引领学生拓展课堂资源、走出课堂，将实验操作安排在家庭中进行，学生与家长一起探究科学的奥秘和分享实验过程的愉悦，则给学生留下享用一生的智慧和力量，给家庭凸显科技教育的厚重与大气。 本文以“探究2，4-D 系列浓度梯度培养液促进月季插条生根最适浓度”实验为例进行说明。

1 实验设计

1.1 实验目标

1）尝试多种生长素类似物（2，4-D、萘乙酸等）及不同浓度梯度下，探究插条生根情况和最适浓度，择优推广；

2）拓展取材，比较在同种条件下不同植物插条的生根情况及最适浓度；

3）拓展实验的时间和空间，在家庭中开展探究活动，在学校集中、统一汇总；

4）通过表达与交流（学生活动择时在第二课堂开展，家长活动在微信平台不定期开展），增进亲子交流、家校合作、家家联谊。

1.2 实验原理

1）从细胞水平分析，生长素类似物可以影响细胞的生长、分裂和分化；

2）从器官水平分析，生长素类似物可以促进不定根、侧根的形成，使扦插的枝条生根；

3）生长素类似物的生理作用会因浓度、插条的种类、器官、细胞的年龄不同而有差异。

1.3 实验器具

多种植物插条、饮料瓶或水杯、剪刀、药匙、天平、量筒、试管、滴管、蒸馏水、盛水托盘、2，4-D、放大镜、回心针、标签、记号笔、干湿温度计等。

1.4 实验预期

1）不同浓度生长素类似物培养液中同种植物插条生根情况有差异；

2）不同家庭开展相同实验，探索出的生长素类似物促进插条生根的最适浓度有差异；

3）不同家庭在实验数据的统计方面由于科学知识和生活常识的参差不齐，不定根的辨别、计数统计、分析等方面会有差异。

1.5 注意事项

1）配制2，4-D 系列浓度梯度培养液时，为了安全、规范、准确，需在实验教师指导下在实验室进行。

2）插条的选择。 1～2年生枝条，1年生的苗木最好，插条部位以中部剪取的插穗最好，插穗以长5～7 cm、直径1～1.5 cm 为宜。

3）插条的处理。枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，每一枝统一保留2 个芽，以避免芽数不同，由芽产生的生长素等植物激素对实验结果造成干扰及移栽后对成活率的影响。

4）实验结束后，对已生根的插条逐次移栽到花盆中，移栽后适度浇水和1～2 个月的适度遮荫，15 d 后即可少量追肥（以施用0.3%的尿素溶液或0.2%的磷酸二氢钾溶液为宜）。 2～3 个月后，若长出3～4 片新叶，部分花盆可以搬到学校装饰教室，也可以送给教师、同伴、好友，以达实验成果的展示、推广和共享。

2 实验实施

2.1 准备阶段

1）家庭成员明确分工。 2）熟悉原理、明确程序、准备材料。 3）观看相关视频、查阅相关资料。4）建立微信平台，便于答疑解惑、经验交流、资源共享等互动。

2.2 实验步骤

1）配制溶液。 配制一系列具有浓度梯度的2，4-D 溶液10 份，编号1～10，配制的2，4-D 溶液浓度梯度依次为0、4×10-6、5×10-6、6×10-6、7×10-6、8×10-6、9×10-6、10×10-6、11×10-6、12×10-6。

2）插条采集。采集1年生的月季枝条若干，将月季枝条随机均匀分为10 组，每组5 个枝条。

3）插条处理。 以浸泡法为例，将10 组枝条的基部分别浸泡在1～10 号溶液中，浸泡24 h 后取出插条，将每组插条下端分别依次插入自制盛有清水的培养钵培养，编号为1′～10′。

4）插条培养。将培养液放置在有散射光的地方，每3 d 换一次经暴晒的清水。

5）观察记录。每天都要观察插条的生根情况，从第10 天开始，每隔3 d 记录一次即可，主要以不定根的数量为主，根的长度仅做参考。 每天早、中、 晚各记录一次室内温度，统计每天的平均室温，便于分析无关变量对实验结果的影响，记录表参考见表1。

表1 各实验组中月季插条生根数统计表

3 数据分析及结论

3.1 数据统计

3.2 数据分析及整理 由于根的出现从第10 天开始并增加，至第22 天根的数量趋于稳定，所以以第22 天的平均数为参考（见表2）。

表2 不同2，4-D 浓度下生根条数统计

1）1 ′组3 根插条生根，分析推断为内源性植物激素未消耗殆尽所致，该数据为有效参考数据，作为实验对照组。

2）与1′组相比较，9′、10′组月季插条生根平均数均小于对照组，故2，4-D 浓度为11×10-6、12×10-6处理插条后，对插条生根有抑制作用。

3）与1′组比较，2′、3′、4′、5′、6′、7′、8′组月季插条生根平均数均大于对照组，故2，4-D 浓度为4×10-6、5×10-6、6×10-6、7×10-6、8×10-6、9×10-6、10×10-6处理插条后，对插条生根有促进作用。

4）5 ′组，由于一根插条自始至终未生根，分析推断该插条为自身原因所限，该数据为无效数据，5′组基数以4 条为准，平均数2.8 应改为3.4。

5）10 ′组，观察中发现，第13 天生根后，一直未生长，且在第22 天已烂根，视为无效数据，平均数应改为0。

在学校指导教师的帮助下，对家庭中统计的数据认真分析、论证，修正，以第22 天的统计数为例，整理结果见表2。

3.3 实验结果 通过数据统计、 分析和整理，以第22 天的统计数据为例，以系列2,4-D 浓度梯度为自变量，以每组插条平均生根数为因变量，绘制曲线图见图1。

3.4 实验结论 通过对比分析，5′组培养液中月季插条平均生根数最多，故2，4-D 浓度为7×10-6处理月季插条是促进月季插条生根的最适浓度。

4 结语

通过本次家庭式探究活动，为今后中学生物学教学中的部分实验、模型制作、调查类实习、科技实践类等活动的有效开展开启了一扇窗。 对家庭而言，普及科学探究的一般常识，体验科学实验带来的愉悦感和成就感。对学生而言，活动中通过对数据收集、分析、归纳和实验现象的观察、描述，领悟科学研究方法，形成科学思维习惯、提升科学思维创造性，激发继续深入学习的兴趣，感受生命的奇妙和科学的伟大。对学校而言，开展了一次具有生命质感的教育，也是学生生命成长的教育，就是让学生萌生会学习，善于学习、 会生活善于生活、会相处善于相处的意识，并乐于实践、探究和不断创新。 也是对“根”的教育，“心灵”的教育，只有“根壮”“心灵好”，才能“枝粗叶茂”，这恰是“庄家养根，育人养心”［3］。家庭式参与实验探究，能为学生、家庭、学校提供较大探究和实践的空间，形成三位一体，促进家庭和谐、师生关系融洽，亲其师、信其道，各尽所能、不断创新，确保学校实验教学和家庭科普教育结合，实现科技实践活动和科技创新活动统一。