七年级上册生物“植物向性运动”的实验设计

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“植物向性运动”的实验设计

一、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 与单侧的营养供给不均匀共同作用所致。

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，其幼苗易于盆栽且具有子叶不

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。

2．选择实验方法

通过移植、嫁接原有实验的方法并加以改进。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。

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。

二、设计方案示例

课题植物的向光性实验

假设植物茎有向光弯曲生长的特性

器材步骤

预期结论两株盆栽植物幼苗、包装纸盒（50cm×50cm）1个

实验组

包装纸盒一侧上方开一正方型小孔（5cm×5cm），

罩住花盆，置于空旷处

一段时期后，茎弯向光源生长

植物茎向光弯曲生长，具有向光性

对照组

将盆栽植物幼苗置于空旷处

一段时期后，茎直立生长

课题植物的向重力性实验

假设植物根有向地心引力方向生长的特性

器材两株盆栽植物幼苗刚发芽的种子（已长出胚根）若干、沙土，培养皿

实验组

步骤花盆竖放（正放）地种子竖放（正放）在沙土中

预期一段时间后，根向地心引力方向生长

结论植物根向地心引力方向生长，具有向重力性

课题植物的向水（肥）实验

假设植物根有向水（肥）较多的方向生长的特性

器材两株盆栽植物幼苗

步骤

实验组

给盆栽植物幼苗一侧浇水（施肥）

对照组

花盆侧放或吊着倒放或将种子侧放或倒置于沙土中

对照组

给盆栽植物幼苗均匀浇水（施肥）

预期一段时间后，根向水（肥）较多的方向生长

结论植物根向水（肥）较多的方向生长，具有向水（肥性）

资料来源《生物学通报》2003.04