“探究生長素類似物促進(jìn)插條生根最適濃度”實(shí)驗(yàn)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(xué) 甘肅臨夏 731100 2 甘肅省臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘肅臨夏 731100）

0 前言

高中生物學(xué)必修3 實(shí)驗(yàn)“探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”是課程標(biāo)準(zhǔn)要求必做的探究性實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)施過程中存在實(shí)驗(yàn)周期長、變量控制難度大、插條質(zhì)量和種類的多樣化、實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)校并未開展此實(shí)驗(yàn)，只是通過視頻、幻燈片、習(xí)題訓(xùn)練彌補(bǔ)其缺陷。 若能打破“應(yīng)試教育”的教學(xué)理念，引領(lǐng)學(xué)生拓展課堂資源、走出課堂，將實(shí)驗(yàn)操作安排在家庭中進(jìn)行，學(xué)生與家長一起探究科學(xué)的奧秘和分享實(shí)驗(yàn)過程的愉悅，則給學(xué)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(jìn)月季插條生根最適濃度”實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行說明。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

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(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間，在家庭中開展探究活動(dòng)，在學(xué)校集中、統(tǒng)一匯總；

4）通過表達(dá)與交流（學(xué)生活動(dòng)擇時(shí)在第二課堂開展，家長活動(dòng)在微信平臺(tái)不定期開展），增進(jìn)親子交流、家校合作、家家聯(lián)誼。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

1）從細(xì)胞水平分析，生長素類似物可以影響細(xì)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(jìn)不定根、側(cè)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(huì)因濃度、插條的種類、器官、細(xì)胞的年齡不同而有差異。

1.3 實(shí)驗(yàn)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(biāo)簽、記號筆、干濕溫度計(jì)等。

1.4 實(shí)驗(yàn)預(yù)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(shí)驗(yàn)，探索出的生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度有差異；

3）不同家庭在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方面由于科學(xué)知識和生活常識的參差不齊，不定根的辨別、計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)、分析等方面會(huì)有差異。

1.5 注意事項(xiàng)

1）配制2，4-D 系列濃度梯度培養(yǎng)液時(shí)，為了安全、規(guī)范、準(zhǔn)確，需在實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)下在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(xué)上端為平面，下端要削成斜面，每一枝統(tǒng)一保留2 個(gè)芽，以避免芽數(shù)不同，由芽產(chǎn)生的生長素等植物激素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾及移栽后對成活率的影響。

4）實(shí)驗(yàn)結(jié)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(gè)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(gè)月后，若長出3～4 片新葉，部分花盆可以搬到學(xué)校裝飾教室，也可以送給教師、同伴、好友，以達(dá)實(shí)驗(yàn)成果的展示、推廣和共享。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

2.1 準(zhǔn)備階段

1）家庭成員明確分工。 2）熟悉原理、明確程序、準(zhǔn)備材料。 3）觀看相關(guān)視頻、查閱相關(guān)資料。4）建立微信平臺(tái)，便于答疑解惑、經(jīng)驗(yàn)交流、資源共享等互動(dòng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)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(jī)均勻分為10 組，每組5 個(gè)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(jīng)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(shù)量為主，根的長度僅做參考。 每天早、中、 晚各記錄一次室內(nèi)溫度，統(tǒng)計(jì)每天的平均室溫，便于分析無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，記錄表參考見表1。

表1 各實(shí)驗(yàn)組中月季插條生根數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3 數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

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

表2 不同2，4-D 濃度下生根條數(shù)統(tǒng)計(jì)

1）1 ′組3 根插條生根，分析推斷為內(nèi)源性植物激素未消耗殆盡所致，該數(shù)據(jù)為有效參考數(shù)據(jù)，作為實(shí)驗(yàn)對照組。

2）與1′組相比較，9′、10′組月季插條生根平均數(shù)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(shù)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(jìn)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(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)，5′組基數(shù)以4 條為準(zhǔn)，平均數(shù)2.8 應(yīng)改為3.4。

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

在學(xué)校指導(dǎo)教師的幫助下，對家庭中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)認(rèn)真分析、論證，修正，以第22 天的統(tǒng)計(jì)數(shù)為例，整理結(jié)果見表2。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、 分析和整理，以第22 天的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)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(shù)為因變量，繪制曲線圖見圖1。

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 通過對比分析，5′組培養(yǎng)液中月季插條平均生根數(shù)最多，故2，4-D 濃度為7×10-6處理月季插條是促進(jìn)月季插條生根的最適濃度。

4 結(jié)語

通過本次家庭式探究活動(dòng)，為今后中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的部分實(shí)驗(yàn)、模型制作、調(diào)查類實(shí)習(xí)、科技實(shí)踐類等活動(dòng)的有效開展開啟了一扇窗。 對家庭而言，普及科學(xué)探究的一般常識，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的愉悅感和成就感。對學(xué)生而言，活動(dòng)中通過對數(shù)據(jù)收集、分析、歸納和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、描述，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法，形成科學(xué)思維習(xí)慣、提升科學(xué)思維創(chuàng)造性，激發(fā)繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的興趣，感受生命的奇妙和科學(xué)的偉大。對學(xué)校而言，開展了一次具有生命質(zhì)感的教育，也是學(xué)生生命成長的教育，就是讓學(xué)生萌生會(huì)學(xué)習(xí)，善于學(xué)習(xí)、 會(huì)生活善于生活、會(huì)相處善于相處的意識，并樂于實(shí)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(shí)驗(yàn)探究，能為學(xué)生、家庭、學(xué)校提供較大探究和實(shí)踐的空間，形成三位一體，促進(jìn)家庭和諧、師生關(guān)系融洽，親其師、信其道，各盡所能、不斷創(chuàng)新，確保學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和家庭科普教育結(jié)合，實(shí)現(xiàn)科技實(shí)踐活動(dòng)和科技創(chuàng)新活動(dòng)統(tǒng)一。