植物向性运动和生长素类似物对植物生长发育影响的试验设计

有关生长素的实验设计两例

一、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、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、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。

适合“植物的向性运动”实验选择的材料有：单子叶植物种子（种子萌发时子叶不出土，便于观察实验现象。）、盆栽植物幼苗，而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，而且茎杆纤细；水稻发芽需要浸种，所需时间也较长，且材料不易得到。用玉米种子作为实验材料，则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它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），重新进行科学地

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。例如，“观察植物细胞的质壁分离与复原”，将“30%蔗糖溶液”改用“30%蔗糖溶液加红墨水”，它不仅有使质壁分离的作用，还兼有染色的功能，因而，可用普通的洋葱做质壁分离与复原实验。快速“提取叶绿素”时，不加碳酸钙和二氧化硅，对实验结果并没有什么影响。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是实验因子，均匀光照为对照因子（条件对照）；

向地性实验中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）性实验中一侧浇水（施肥）作为对照因子（条件对照），均匀浇水（施肥）是实验因子。

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。

．．作用，超过这一范围则表现为抑制

(一)实验设计前的准备

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、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

……

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）中的方法，将药剂配置成一定浓度的水溶液，再与熔化的羊毛脂混匀。

3、生长素类似物的使用方法

（1）喷洒：将水溶液均匀地喷洒到处理部位（如花、果实）

（2）浸泡：将需处理的部位（如枝条基部）浸泡于水溶液中

（3）醮取：将需处理的部位（如枝条基部）醮上粉剂

（4）涂抹：将羊毛脂软膏均匀地涂在处理部位

4、选择实验材料

选取一年生的小灌木（如月季、腊梅等）的枝条，其形成层细胞分裂能力强、

发育快、易成活。将枝条下端削成斜面，扦插后可增加吸水和生根面积，促进成活。

选取刚发芽的玉米种子。

选取果类蔬菜（如番茄）。