不同浓度的赤霉素溶液对豌豆芽生长发育的影响

本期点评专家

张平柯" 湖南第一师范学院教授、湖南省青少年科技教育协会常务副理事长、中国发明协会中小学创造教育分会副会长、中国青少年科技教育工作者协会教师教育专业委员会委员、中国教育学会科学教育分会理事。

赤霉素在种子萌发和休眠中的调控作用已得到广泛认知，它能促进种子萌发和细胞的分裂、分化与生长，从而使植株增高。完成“植物激素”这一章节的学习后，生物兴趣小组的几位同学继续查找资料，不断摸索，开展了“不同浓度的赤霉素溶液对豌豆芽生长发育的影响”探究实验。

一、实验准备

选取若干颗粒饱满、无霉变的豌豆种子，在清水中浸泡4小时。将这些种子随机分为若干组，每10颗种子等间距平铺在具有一定硬度的纸巾的对折线上，对折纸巾，用橡皮筋捆绑，使之成为“一捆”（如图1）。

查找并参考相关文献资料，配制若干等差质量分数梯度的赤霉素溶液（清水组、400 mg/L、800 mg/L、1200 mg/L、1600 mg/L、2000 mg/L），将其倒入若干同等规格的洁净烧杯中，溶液高度统一为5 mm。随后，在每个烧杯中随机放入“两捆”种子（如图2），统一置于23 ℃的恒温培养箱内，保持空气湿度为60%～70%，并进行遮光处理。

实验开始后，定时并持续对豌豆种子发芽和生长发育的情况进行观察，测量其根长、茎长并记录（如图3）。实验结束后，运用EXCEL软件对实验数据进行统计并绘图。

二、实验结果与分析

1.不同质量分数的赤霉素溶液对豌豆芽茎部生长的影响

由图4中的数据可知，在实验开始后的第3天，施用赤霉素溶液的实验组较清水组已普遍表现出发芽速度更快的优势。实验第3天到第6天，对比各实验组与清水组的平均茎长数值发现：低质量分数的赤霉素溶液能够促进豌豆芽的茎部生长，如400 mg/L、800 mg/L、1200 mg/L和1600 mg/L实验组，而高质量分数的赤霉素溶液则表现为抑制茎部生长（2000 mg/L实验组）。其中，1200 mg/L实验组的平均茎长数值显著高于其他组。

以上分析说明，施用适宜浓度的赤霉素溶液能够加快细胞的分裂、分化，提高豌豆芽的发芽率及促进茎部生长，其生理作用表现出“低浓度促进、高浓度抑制”的特点。

2.不同质量分数的赤霉素溶液对豌豆芽根部生长的影响

由图5中的数据可知，低质量分数组（400 mg/L和800 mg/L）的平均根长和清水组基本相当；显著促进茎部生长的1200 mg/L实验组的平均根长数值却大幅度下降；高质量分数2000 mg/L实验组则表现为强烈抑制根部生长的趋势。以上分析表明，豌豆芽不同器官对赤霉素的敏感程度不同，表现为茎部强于根部，即赤霉素促进豌豆芽生长发育的作用部位主要是茎部。

此外，在该实验过程中，我们还特别关注到：2000 mg/L实验组中的豌豆芽的生长发育情况不佳，除了平均茎长与平均根长显著低于其他各组外，还出现了根部发黄的现象。

实验结束后，我们将该组的豌豆芽重新置于清水中继续培养，跟踪观察发现：其根部发黄的现象随时间的推移而逐渐缓解，茎部和根部继而表现出良好的生长态势。这一实验现象和上述实验结果保持一致，也从侧面验证了“高浓度赤霉素溶液抑制豌豆芽根部生长”的实验结论。

三、实验反思与收获

通过本实验，我们对赤霉素对植物的生理作用有了更深刻的理解，并懂得了如何将课本中学到的生物学原理应用于生产实践。相比于教材中的“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验，本实验有以下两点创新：

第一，豌豆具有种子颗粒大、易发芽、易生根等优点，选用豌豆作为实验材料，提升了实验开展的可行性，大大缩短了实验周期。

第二，如何做到豌豆种子在发芽、生根的过程中不烂种、不烂根是实验成功的关键。本实验在传统的纱布铺盖滤筐催芽法的基础上，创新种子催芽方式，采用纸巾包裹催芽法。这种方法既能让赤霉素溶液持续稳定地发挥作用，又能保证种子生根发芽的适宜湿度条件，还能有效避免种子烂根，大大提高了实验的成功率。（指导老师：尚莉萍" "包金龙）

[本文系广州市海珠区教育科学规划2021年度立项课题“活动育人理念下高中生物学社会责任教育的实践研究”（立项号：2021C061）研究成果]

专家点评

本实验设计具有创新性。实验采用的纸巾包裹催芽法能让赤霉素溶液持续稳定地发挥作用，相比先用赤霉素溶液浸泡处理一段时间后再用常规方法培植有一定的创新性。

本实验在控制变量方面做得较好。“每个烧杯中随机放入‘两捆’种子”和将实验样本“统一置于23 ℃的恒温培养箱内，保持空气湿度为60%～70%，并进行遮光处理”等做法都体现了作者在控制变量方面的意识。

本实验在数据的统计分析和表达等方面也做得较好，论文的逻辑性较强。

建议进一步开展有光照情况下的对比实验。

（栏目编辑" 田春忆）