煙霧對(duì)綠豆種子萌發(fā)的影響

二手煙對(duì)人體的傷害非常嚴(yán)重，那么二手煙對(duì)植物有沒(méi)有影響呢？帶著這個(gè)問(wèn)題，我們開始了實(shí)驗(yàn)之旅。

一、材料及時(shí)間

1.實(shí)驗(yàn)材料：

①材料：香煙、普通綠豆種子；

②試劑：龍膽紫溶液，潔凈自來(lái)水，1mol/LHCl，95%、85%、70%乙醇；

③器材：潔凈的礦泉水瓶、小勺、餐巾紙、標(biāo)簽紙、膠水、注射器、保鮮袋、萬(wàn)用表、電流表、電壓表、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。

2.實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010年9月～2011年1月。

二、實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

實(shí)驗(yàn)一：香煙煙霧對(duì)綠豆種子發(fā)芽率影響的探究

（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟

①將綠豆種子隨機(jī)平均分為9組，每組10粒；

②取潔凈的礦泉水瓶9個(gè)，分別去掉上半1/3的部分，并在每個(gè)瓶子中放入兩張吸水紙，并分別依次編號(hào)為1-9；

③向瓶中加入適量潔凈自來(lái)水，剛好浸濕吸水紙即可；

④在每個(gè)瓶中均勻地放置步驟①中隨機(jī)選取的10粒綠豆種子；

⑤1-4號(hào)瓶每天均用200ml的香煙煙霧分別煙熏2、4、6、8小時(shí)，5- 8號(hào)瓶每天分別用100ml、200ml、300ml、400ml的香煙煙霧煙熏4小時(shí)；9號(hào)瓶不作煙熏處理（詳見表1）；

⑥在室溫下培養(yǎng)，每天觀察記錄種子萌發(fā)和生長(zhǎng)情況。

表1

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（詳見表2）

表2

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①在低濃度（濃度低于200ml）時(shí)，香煙煙霧對(duì)綠豆種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，而且會(huì)隨著煙熏時(shí)間的延長(zhǎng)，促進(jìn)作用加強(qiáng)；

②高濃度（濃度高于200ml）時(shí)，香煙煙霧對(duì)綠豆種子的萌發(fā)有抑制作用；

③隨著煙熏時(shí)間的加長(zhǎng)，種子幼根的生長(zhǎng)受到的影響越大；

④隨著煙霧濃度加大，對(duì)幼根生長(zhǎng)的抑制作用則不斷加強(qiáng)；

⑤無(wú)論香煙煙霧濃度的大小，還是煙熏時(shí)間的長(zhǎng)短，新生幼根的均會(huì)變紫或變黑，濃度越大，時(shí)間越長(zhǎng)顏色越深。

（4）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：

①第一次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用分組實(shí)驗(yàn)，1-4組和對(duì)照組為一組實(shí)驗(yàn)；5-8和對(duì)照組為一組實(shí)驗(yàn)；最后一次設(shè)計(jì)了綜合對(duì)照實(shí)驗(yàn)；

②本次實(shí)驗(yàn)共重復(fù)了三次，表2中記錄數(shù)據(jù)是三次實(shí)驗(yàn)的平均值。

實(shí)驗(yàn)二：有無(wú)過(guò)濾嘴的香煙煙霧對(duì)綠豆種子的萌發(fā)的影響的對(duì)比

（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟

①將綠豆種子隨機(jī)平均分為17組，每組10粒；

②取潔凈礦泉水瓶17個(gè)，分別去掉上半1/3的部分，并在每個(gè)瓶子中放入兩張吸水紙，并分別依次編號(hào)為1-17；

③向瓶中加入適量潔凈自來(lái)水，剛好浸濕吸水紙即可；

④在每個(gè)瓶中均勻放置步驟①中隨機(jī)選取的10粒綠豆種子；

⑤1-8號(hào)瓶每天均用200ml的香煙煙霧分別煙熏2、2、4、4、6、6、8、8小時(shí)，9-16號(hào)瓶每天分別用100ml、100ml、200ml、200ml、300ml、300ml、400ml、400ml的香煙煙霧煙熏4小時(shí)；17號(hào)瓶不作煙熏處理（詳見表3）；

表3

⑥在室溫下培養(yǎng)，每天觀察記錄種子萌發(fā)和生長(zhǎng)情況。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（詳見表4）

表4

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

表4與表2數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知：

①有無(wú)過(guò)濾嘴，香煙煙霧對(duì)綠豆種子萌發(fā)和發(fā)育的影響無(wú)明顯差異；

②無(wú)過(guò)濾嘴香煙煙霧與有過(guò)濾嘴香煙煙霧同濃度、同時(shí)間煙熏實(shí)驗(yàn)比較，新生幼根變紫或變黑的顏色更深；

③香煙無(wú)過(guò)濾嘴，僅能減少煙霧中的固體顆粒和焦油含量，其他有害物質(zhì)差異不明顯，所以煙霧中危害最大的物質(zhì)還會(huì)隨著煙霧進(jìn)入植物體。

（4）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：

①表4所記錄的數(shù)據(jù)所用煙霧是不帶過(guò)濾嘴香煙煙霧；

②本次實(shí)驗(yàn)共重復(fù)了三次，表4中記錄數(shù)據(jù)是三次實(shí)驗(yàn)的平均值。

實(shí)驗(yàn)三：香煙煙霧對(duì)綠豆幼根電阻阻值影響的實(shí)驗(yàn)探究

（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟

①主要實(shí)驗(yàn)步驟如“《香煙煙霧對(duì)綠豆種子發(fā)芽率影響的探究》實(shí)驗(yàn)步驟①—⑤（每組綠豆種子數(shù)為20粒）”；

②從第四天開始，每天在每組中隨機(jī)選取一粒萌發(fā)的綠豆種子，截取根尖5mm的幼根，用萬(wàn)用表測(cè)量電阻；

③用電壓表和電流表測(cè)電壓和電流，并計(jì)算出電阻。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（詳見表5，注：表中電阻單位為KΩ；對(duì)表5平均值進(jìn)行繪圖分析見左下圖。）

表5

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①香煙煙霧對(duì)剛萌發(fā)的綠豆幼根的電阻具有較明顯的影響；

②隨著煙霧濃度的增加，綠豆幼根電阻阻值減小；

③隨著煙霧煙熏時(shí)間增加，綠豆幼根電阻阻值也減小；

④香煙煙霧煙熏時(shí)間長(zhǎng)短，比煙霧濃的對(duì)綠豆幼根電阻阻值的影響更大。

（4）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：

①本實(shí)驗(yàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)了綠豆幼根四天的電阻變化情況；

②幼根切下10分鐘后進(jìn)行電阻測(cè)量，10分鐘內(nèi)其電阻阻值變化非常明顯。

實(shí)驗(yàn)四：香煙煙霧對(duì)綠豆幼根根尖細(xì)胞染色體變異影響的實(shí)驗(yàn)探究

（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟

①主要實(shí)驗(yàn)步驟如“《香煙煙霧對(duì)綠豆種子發(fā)芽率影響的探究》實(shí)驗(yàn)步驟①—⑤”；

②綠豆幼根長(zhǎng)到2cm長(zhǎng)時(shí)，在上午8:00—10:00之間制作綠豆根尖臨時(shí)裝片（解離→漂洗→染色→壓片）；

③用顯微鏡觀察染色體變異情況，并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（詳見表6）

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①經(jīng)過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)：綠豆體細(xì)胞中共有11對(duì)22條染色體，其中3對(duì)染色體為亞中部著絲粒染色體，8對(duì)染色體為中部著絲粒染色體；

②隨煙熏時(shí)間加長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中染色體變異數(shù)略有增加；

③隨煙熏濃度加長(zhǎng)，細(xì)胞染色體中變異數(shù)略有增加。

（4）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：

①每組實(shí)驗(yàn)做臨時(shí)裝片10個(gè)；

②上表記錄數(shù)據(jù)為10個(gè)臨時(shí)裝片觀察的總數(shù)據(jù)。

表6

三、思考與分析

1.“在低濃度時(shí)香煙煙霧對(duì)綠豆種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用；

高濃度時(shí)香煙煙霧對(duì)綠豆種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)均有抑制作用”這一作用特點(diǎn)和生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)相似，由此我提出兩種假想：

①香煙煙霧中應(yīng)該有一種或多種物質(zhì)，能對(duì)植物生長(zhǎng)既具有低濃度促進(jìn)作用，又具高濃度抑制作用（簡(jiǎn)單的概括為“低促高抑”）；

②香煙煙霧中存在一種或多種可以促進(jìn)植物種子萌發(fā)的物質(zhì)，當(dāng)煙霧濃度增加到一定濃度或煙熏時(shí)間加長(zhǎng)，這類物質(zhì)的作用被煙霧中另外一類物質(zhì)代替，進(jìn)而抑制植物種子萌發(fā)和生長(zhǎng)。

2.香煙煙霧會(huì)導(dǎo)致綠豆電阻減小的主要原因可能是綠豆組織吸收了香煙煙霧，導(dǎo)致代謝加快所致。一般情況下，“受到逆境傷害時(shí)，植物組織電阻變化的總趨勢(shì)是降低，而外滲電導(dǎo)值升高”，這可能與植物內(nèi)部疏導(dǎo)組織的變化有關(guān)。

3.香煙煙霧中的致癌物質(zhì)導(dǎo)致染色體出現(xiàn)了“缺失、重復(fù)、易位、倒置等的結(jié)構(gòu)變異”，或出現(xiàn)“染色體數(shù)目增減的數(shù)量變異”，這些變異類似于香煙煙霧對(duì)人體細(xì)胞的作用，由此可以推測(cè)，香煙煙霧引起生物體癌變的一個(gè)重要原因就是遺傳物質(zhì)的變異。

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，讓我們明白吸煙除了對(duì)吸煙者有直接的危害外，“二手煙”對(duì)人和植物都有非常大的危害。因此，為了人們的健康，為了美好的環(huán)境，我們準(zhǔn)備向社會(huì)、家庭、學(xué)校發(fā)出倡議——“珍愛生命，拒絕香煙”。