“探究生長素類似物促進插條生根最適濃度”實驗的優(yōu)化與拓展*

攔生發(fā) 攔繼成 楊生華2

（1 甘肅省臨夏中學 甘肅臨夏 731100 2 甘肅省臨夏州農業(yè)科學院 甘肅臨夏 731100）

0 前言

高中生物學必修3 實驗“探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度”是課程標準要求必做的探究性實驗，但在實施過程中存在實驗周期長、變量控制難度大、插條質量和種類的多樣化、實驗結果的不確定性、生長素類似物濃度梯度的配制等諸多因素的限制，許多學校并未開展此實驗，只是通過視頻、幻燈片、習題訓練彌補其缺陷。 若能打破“應試教育”的教學理念，引領學生拓展課堂資源、走出課堂，將實驗操作安排在家庭中進行，學生與家長一起探究科學的奧秘和分享實驗過程的愉悅，則給學生留下享用一生的智慧和力量，給家庭凸顯科技教育的厚重與大氣。 本文以“探究2，4-D 系列濃度梯度培養(yǎng)液促進月季插條生根最適濃度”實驗為例進行說明。

1 實驗設計

1.1 實驗目標

1）嘗試多種生長素類似物（2，4-D、萘乙酸等）及不同濃度梯度下，探究插條生根情況和最適濃度，擇優(yōu)推廣；

2）拓展取材，比較在同種條件下不同植物插條的生根情況及最適濃度；

3）拓展實驗的時間和空間，在家庭中開展探究活動，在學校集中、統(tǒng)一匯總；

4）通過表達與交流（學生活動擇時在第二課堂開展，家長活動在微信平臺不定期開展），增進親子交流、家校合作、家家聯誼。

1.2 實驗原理

1）從細胞水平分析，生長素類似物可以影響細胞的生長、分裂和分化；

2）從器官水平分析，生長素類似物可以促進不定根、側根的形成，使扦插的枝條生根；

3）生長素類似物的生理作用會因濃度、插條的種類、器官、細胞的年齡不同而有差異。

1.3 實驗器具

多種植物插條、飲料瓶或水杯、剪刀、藥匙、天平、量筒、試管、滴管、蒸餾水、盛水托盤、2，4-D、放大鏡、回心針、標簽、記號筆、干濕溫度計等。

1.4 實驗預期

1）不同濃度生長素類似物培養(yǎng)液中同種植物插條生根情況有差異；

2）不同家庭開展相同實驗，探索出的生長素類似物促進插條生根的最適濃度有差異；

3）不同家庭在實驗數據的統(tǒng)計方面由于科學知識和生活常識的參差不齊，不定根的辨別、計數統(tǒng)計、分析等方面會有差異。

1.5 注意事項

1）配制2，4-D 系列濃度梯度培養(yǎng)液時，為了安全、規(guī)范、準確，需在實驗教師指導下在實驗室進行。

2）插條的選擇。 1～2年生枝條，1年生的苗木最好，插條部位以中部剪取的插穗最好，插穗以長5～7 cm、直徑1～1.5 cm 為宜。

3）插條的處理。枝條的形態(tài)學上端為平面，下端要削成斜面，每一枝統(tǒng)一保留2 個芽，以避免芽數不同，由芽產生的生長素等植物激素對實驗結果造成干擾及移栽后對成活率的影響。

4）實驗結束后，對已生根的插條逐次移栽到花盆中，移栽后適度澆水和1～2 個月的適度遮蔭，15 d 后即可少量追肥（以施用0.3%的尿素溶液或0.2%的磷酸二氫鉀溶液為宜）。 2～3 個月后，若長出3～4 片新葉，部分花盆可以搬到學校裝飾教室，也可以送給教師、同伴、好友，以達實驗成果的展示、推廣和共享。

2 實驗實施

2.1 準備階段

1）家庭成員明確分工。 2）熟悉原理、明確程序、準備材料。 3）觀看相關視頻、查閱相關資料。4）建立微信平臺，便于答疑解惑、經驗交流、資源共享等互動。

2.2 實驗步驟

1）配制溶液。 配制一系列具有濃度梯度的2，4-D 溶液10 份，編號1～10，配制的2，4-D 溶液濃度梯度依次為0、4×10-6、5×10-6、6×10-6、7×10-6、8×10-6、9×10-6、10×10-6、11×10-6、12×10-6。

2）插條采集。采集1年生的月季枝條若干，將月季枝條隨機均勻分為10 組，每組5 個枝條。

3）插條處理。 以浸泡法為例，將10 組枝條的基部分別浸泡在1～10 號溶液中，浸泡24 h 后取出插條，將每組插條下端分別依次插入自制盛有清水的培養(yǎng)缽培養(yǎng)，編號為1′～10′。

4）插條培養(yǎng)。將培養(yǎng)液放置在有散射光的地方，每3 d 換一次經暴曬的清水。

5）觀察記錄。每天都要觀察插條的生根情況，從第10 天開始，每隔3 d 記錄一次即可，主要以不定根的數量為主，根的長度僅做參考。 每天早、中、 晚各記錄一次室內溫度，統(tǒng)計每天的平均室溫，便于分析無關變量對實驗結果的影響，記錄表參考見表1。

表1 各實驗組中月季插條生根數統(tǒng)計表

3 數據分析及結論

3.1 數據統(tǒng)計

3.2 數據分析及整理 由于根的出現從第10 天開始并增加，至第22 天根的數量趨于穩(wěn)定，所以以第22 天的平均數為參考（見表2）。

表2 不同2，4-D 濃度下生根條數統(tǒng)計

1）1 ′組3 根插條生根，分析推斷為內源性植物激素未消耗殆盡所致，該數據為有效參考數據，作為實驗對照組。

2）與1′組相比較，9′、10′組月季插條生根平均數均小于對照組，故2，4-D 濃度為11×10-6、12×10-6處理插條后，對插條生根有抑制作用。

3）與1′組比較，2′、3′、4′、5′、6′、7′、8′組月季插條生根平均數均大于對照組，故2，4-D 濃度為4×10-6、5×10-6、6×10-6、7×10-6、8×10-6、9×10-6、10×10-6處理插條后，對插條生根有促進作用。

4）5 ′組，由于一根插條自始至終未生根，分析推斷該插條為自身原因所限，該數據為無效數據，5′組基數以4 條為準，平均數2.8 應改為3.4。

5）10 ′組，觀察中發(fā)現，第13 天生根后，一直未生長，且在第22 天已爛根，視為無效數據，平均數應改為0。

在學校指導教師的幫助下，對家庭中統(tǒng)計的數據認真分析、論證，修正，以第22 天的統(tǒng)計數為例，整理結果見表2。

3.3 實驗結果 通過數據統(tǒng)計、 分析和整理，以第22 天的統(tǒng)計數據為例，以系列2,4-D 濃度梯度為自變量，以每組插條平均生根數為因變量，繪制曲線圖見圖1。

3.4 實驗結論 通過對比分析，5′組培養(yǎng)液中月季插條平均生根數最多，故2，4-D 濃度為7×10-6處理月季插條是促進月季插條生根的最適濃度。

4 結語

通過本次家庭式探究活動，為今后中學生物學教學中的部分實驗、模型制作、調查類實習、科技實踐類等活動的有效開展開啟了一扇窗。 對家庭而言，普及科學探究的一般常識，體驗科學實驗帶來的愉悅感和成就感。對學生而言，活動中通過對數據收集、分析、歸納和實驗現象的觀察、描述，領悟科學研究方法，形成科學思維習慣、提升科學思維創(chuàng)造性，激發(fā)繼續(xù)深入學習的興趣，感受生命的奇妙和科學的偉大。對學校而言，開展了一次具有生命質感的教育，也是學生生命成長的教育，就是讓學生萌生會學習，善于學習、 會生活善于生活、會相處善于相處的意識，并樂于實踐、探究和不斷創(chuàng)新。 也是對“根”的教育，“心靈”的教育，只有“根壯”“心靈好”，才能“枝粗葉茂”，這恰是“莊家養(yǎng)根，育人養(yǎng)心”［3］。家庭式參與實驗探究，能為學生、家庭、學校提供較大探究和實踐的空間，形成三位一體，促進家庭和諧、師生關系融洽，親其師、信其道，各盡所能、不斷創(chuàng)新，確保學校實驗教學和家庭科普教育結合，實現科技實踐活動和科技創(chuàng)新活動統(tǒng)一。