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        “探究生長素類似物促進(jìn)插條生根最適濃度”實(shí)驗的優(yōu)化與拓展*

        2018-06-21 07:49:18攔生發(fā)攔繼成楊生華2
        生物學(xué)通報 2018年8期
        關(guān)鍵詞:濃度梯度插條生長素

        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“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,但在實(shí)施過程中存在實(shí)驗周期長、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,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)驗為例進(jìn)行說明。

        1 實(shí)驗設(shè)計

        1.1 實(shí)驗?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)驗的時間和空間,在家庭中開展探究活動,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(jìn)親子交流、家校合作、家家聯(lián)誼。

        1.2 實(shí)驗原理

        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、干濕溫度計等。

        1.4 實(shí)驗預(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,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)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方面由于科學(xué)知識和生活常識的參差不齊,不定根的辨別、計數(shù)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(zhǔn)確,需在實(shí)驗教師指導(dǎo)下在實(shí)驗室進(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)驗結(jié)果造成干擾及移栽后對成活率的影響。

        4)實(shí)驗結(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(xué)校裝飾教室,也可以送給教師、同伴、好友,以達(dá)實(shí)驗成果的展示、推廣和共享。

        2 實(shí)驗實(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,便于答疑解惑、經(jīng)驗交流、資源共享等互動。

        2.2 實(shí)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(jī)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(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)計每天的平均室溫,便于分析無關(guān)變量對實(shí)驗結(jié)果的影響,記錄表參考見表1。

        表1 各實(shí)驗組中月季插條生根數(shù)統(tǒng)計表

        3 數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

        3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

        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

        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)計的數(shù)據(jù)認(rèn)真分析、論證,修正,以第22 天的統(tǒng)計數(shù)為例,整理結(jié)果見表2。

        3.3 實(shí)驗結(jié)果 通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、 分析和整理,以第22 天的統(tǒng)計數(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,為今后中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的部分實(shí)驗、模型制作、調(diào)查類實(shí)習(xí)、科技實(shí)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(xué)探究的一般常識,體驗科學(xué)實(shí)驗帶來的愉悅感和成就感。對學(xué)生而言,活動中通過對數(shù)據(jù)收集、分析、歸納和實(shí)驗現(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)生萌生會學(xué)習(xí),善于學(xué)習(xí)、 會生活善于生活、會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)驗教學(xué)和家庭科普教育結(jié)合,實(shí)現(xiàn)科技實(shí)踐活動和科技創(chuàng)新活動統(tǒng)一。

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