植物生物学设计实验

植物向性运动的实验设计

一、选题背景及论证

生物科学是一门实验性很强的学科，在生物教学中离不开生物实验。高中学过的“植物向性运动的实验设计和观察”就是其中一例。但因为当时缺乏实验条件，也缺乏现成的经验，无法实验，所以在大学期间的研究性学习课程中选择此实验。为学习积累经验、素材，在实践中使自己对实验所涉及的相关知识更加理解，通过模仿、探究，学会设计植物向性运动实验方法，学会观察植物的向性运动。所选用的玉米、豌豆在市场中很容易买到，并在实验室中栽培管理方便。见效快，效果明显。在对原实验的改动中有利于培养自己的实践能力和创新精神。

二、研究过程

（一）实验前所制定的研究计划

1、研究的目的与意义

（1）设计植物的向光性和根的向地性的设计方案

（2）观察植物的向光性和根的向地性现象并记录分析。

（3）通过共同设计和研究观察，学会合作、交流、互相学习。

（4）培养动手能力、科研意识、创新精神。

2、研究步骤

（1）明确研究学习本实验的目的。.

（2）阅读教材和相关书籍。

（3）上网查询，了解相关信息。

（4）咨询老师，讨论研究。

（5）设计出方案定稿。

3、任务分工

（1）研究讨论实验设计方案，日常观察：本组全体成员

（2）上网查询：A

（3）查书面资料：B

（4）摄影、打印：C

（5）实验报告执笔：D

（二）1、所需材料用具主要有：

豌豆种子、玉米种子、若干锡纸、不透光的纸盒二个、培养皿、剪刀、胶带、脱脂棉、无土栽培营养液等。

2、实验原理简述：植物的向性运动是植物受到单向外界因素的刺激而引起的定向运动。它的运动方向随刺激方向而定。在单侧光刺激下，植物表现出向光性运动。在地心引力（重力）的影响下，植物的根表现出向重力性运动。

3、实验设计及观察

（1）观察植物的向重力性运动：准备好五个培养皿，在培养皿中放入用培养液浸泡的湿棉花，把预先浸泡（有利于提早发芽）的种子按八卦方位嵌入湿棉花上。注意把种子的尖儿（胚根）都朝向圆心排放。盖上盖儿后用胶带把培养皿的盖子固定住，要做到不能全周密封，应隔一段距离粘一下即可，避免种子进行无氧呼吸、烂种。再用胶带将其立于烧杯上。再设计一个培养皿四周用胶带全密封的对照实验，观察玉米的根向重力性运动实验设计完毕。

预计四天后，玉米种子胚根长出，有一定的向地性，但现象还不算明显。再过二天发现胚根向地性明显，胚芽背地性也明显。观察对照组内玉米是否有霉变发黑，根茎生长是否受到影响，如果有则淘汰掉，将所剩的四个培养皿分成两组，一组始终位置不变，另一组把培养皿转90度和180度，再进行观察。观察并记录实验结果。

思考在农业生产的实践中，播种时种子总是不规则地埋藏在土壤中，它们是否都能通过根的向地性来适应环境，从而萌发、成长。

在实验中应注意，培养皿中的棉花要厚、湿一些（不滴水为准）。用胶带粘盖子时不能全封闭，留一道道缝有利于内部排水。玉米凸面一侧贴于棉花上，否则萌发的根和芽全向棉花里面钻，不利于观察。另外，当玉米根长出来后，会发现培养皿壁上有水汽，玉米根发红，这一现象是否与进行无氧呼吸有关，还是有其他原因有待于继续查询。

（2）植物的向光性实验。准备好八个装满泥土的花盆，把预先泡好的豌豆和玉米种子均匀地播种在土壤中，浇水。放在温暖、光线充足之处，等待发芽。预计五天后，小苗从土壤中钻出来。待小苗长到近5厘米时分别装入两个纸盒中，用锡纸封存好，在向光处挖一个直径3厘米的小洞。三天后打开两盒子，观察玉米和豌豆是否都向小洞方向弯曲生长。

理论支持：如果出现向光生长，则是单侧光能引起生长素分布不均造成的，向光一侧生长素分布得少，背光一侧生长素分布得多，生长得快，所以弯向光源生长。

本实验应注意及存在的问题：选择透水好的花盆，便于排水透气，有利于植物萌发、生长。豌豆入土深度为豌豆本身和两倍，太浅小苗不稳，太深萌发过晚。纸盒不能太大，否则离小洞远的那两盒向光性就不明显。低温植物生长较缓慢，高度不够也影响向光性现象。

另外我们也预计进行植物向水性的实验设计和观察。观察根是否向水生长。为我们进一步理解植物向性运动是否是植物受外界刺激而引起的定向运动。向性运动是植物对外界环境的适应性。