植物生长素的探究实验

植物生长素的探究实验

一、研究的问题

胚芽鞘是什么？胚芽鞘顶端与顶端以下部分怎样划分？切除顶端的部分果真不能生长吗？如何用生长素的基本理论要点，解释背光一侧插入云母片的胚芽鞘能够直立生长的现象？……

以问题是研究性学习的出发点，师生共同确定以植物生长素为课题，由任课老师和实验辅导老师做好必要的实验准备工作，由学生分别设计和执行实验计划，开展系列的探究性实验研究活动，通过实验探究对有关问题作出科学的解释。

二、探究实验程序

㈠实验准备

⒈前期准备：

实验前一天，将玉米种子浸泡在温水中24h，使其充分吸水胀大。除去浮于水面的干瘪子粒，以提高种子发芽率。实验用的培养皿、纱布清洗干净，有条件最好用紫外灯消毒15min 左右。

⒉消毒：

取出吸水胀大玉米种子，置于0.1%氯化汞溶液中消毒6min，以防止种子萌发时霉菌生长。然后，用无菌蒸馏水将消毒后的种子反复漂洗4－5遍，洗去种子表面残存的氯化汞。

⒊种子萌发：

根据本组的实验设计，选取一个大小适宜、消过毒的培养皿，底部平铺一层透气性强的纱布。将玉米种子均匀地摆放在纱布上，再倒入清水，水量不要没过种子，以保证种子的有氧呼吸。然后，将培养皿放入密闭的暗盒中，每天换水一次，在20～25℃温度条件下，2～3天玉米种子即可萌发。

玉米种子萌发时，先长出根。随后，胚芽鞘包着胚芽突破种皮，待幼苗的胚芽鞘长到1cm 左右时，即可作为有关实验材料。

设置一组对照，用来观察种子萌发及幼苗生长状况，其观察结果大致如下：

㈡分组实验及结果

⒈胚芽鞘向光生长的观察实验

该组的实验处理及观察结果如下：

⒉生长素产生部位的探究试验

⑴制作琼脂块：称取琼脂粉6g，倒入盛有1000mL蒸馏水烧杯里，放在酒精灯上加热，边加热边搅拌，直至琼脂完全溶解。然后，将琼脂液倒入小培养皿中，厚度大约为1～2mm，待其凝固后使用。

⑵进行实验：将琼脂块一分为二，分别用于制备实验组和对照组的实验装置。实验组的做法是：切取若干个胚芽鞘顶端，放置在一部分琼脂块上。大约45min后，移去胚芽鞘顶端，将该琼脂块切成小正方体，放在切去顶端的胚芽鞘上。放置前，要测量胚芽鞘的初始高度。对照组的做法是：将另一部分琼脂块也切成小正方体，放在切去顶端的胚芽鞘上，放置前同样测量胚芽鞘的初始长度。

⑶实验结果：将上述实验装置放在相同的培养条件下，2天后开始观察和测量。实验组有明显的生长，第3天，叶子已经长出；而对照组没有明显的生长。实验数据如下：

⑷分析结论：胚芽鞘顶端产生生长素，向下运输，促进顶端以下部位生长。

⒊胚芽鞘生长部位的探究实验

⑴实验处理Ⅰ及结果：选取若干长度为1—1.5cm胚芽鞘，用碳素笔从胚芽鞘顶端到最下端画一条直线，线条颜色、粗细要均匀，然后，将实验材料置于黑暗条件下处理。 1天后，胚芽鞘即可长到2.5～3cm, 其上面的线条自上而下未出现中断，但顶端处颜色深，中段颜色逐渐变浅，最下端颜色也较深。这个实验结果表明，胚芽鞘的生长部位位于其顶端以下的部位，而且是自上而下逐渐生长的。

⑵实验处理Ⅱ及结果：取胚芽鞘长度约为2.6cm的幼苗若干，自上而下每间隔0.2cm划一条细线，并依次编号为1～13，然后，将实验材料置于黑暗条件下处理。每隔24h测量一次胚芽鞘长度，先后测量2次，其测量结果如下：

胚芽鞘自上而下的区段

⒌胚芽鞘顶端大小的探究实验

⑴观察和处理材料：取胚芽鞘长度为4cm左右的黄化苗，观察其胚芽鞘可发现顶端与以下部分有明显的分界。选取长势相近的若干黄化苗分成三组，分别在胚芽鞘的分界处、分界线以上、分界线以下等部位进行切去顶端，然后观察和测量胚芽鞘的生长状况。

⑵测量与记载：对处理材料进行2次观察和测量，每次间隔24h，测量结果(每组胚芽鞘的平均值)如下：

三．结论与反思

通过以上实验现象得到以下实验结论：

胚芽鞘具有向光性；

产生生长素的部位是胚芽鞘尖端；

而胚芽鞘尖端以下的部位是生长部位；

任何阻挡生长素运输的因素都可以引起生长停滞或缓慢。

四、建议和注意事项

1．种子的选择：最好是当年收获的玉米种子，这样可以保证种子的发芽率较高，有助于实验的顺利进行。如果是陈的玉米种子，发芽率较低。

2．种子的萌发时最好在黑暗处进行，通过实验可知，将浸泡过的种子分成A、B两组，A 组置于黑暗处，B组置于光下，A组种子萌发得快，B组不仅发芽慢，而且在发芽的过程中，可能由于光照的原因，长出的胚芽鞘逐渐呈现紫色，胚芽鞘很短时，真叶就突破胚芽鞘，不利于实验的进行。而且大多文献中介绍，进行向光性试验以及相关实验时所用的幼苗应该是对光十分敏感的黄化苗，而黄化苗的形成需要黑暗环境。

3．做实验时，胚芽鞘的适宜高度为1cm—2cm，胚芽鞘如果长得太长，胚芽鞘尖端和里面的真叶逐渐分离，这样既不利于操作，又会影响实验结果。

五、实验讨论

1．关于尖端的讨论：

如果切去尖端胚芽鞘依然生长，是因为只切去尖端的一部分，剩下的部分仍能产生生长素，向下运输，促进生长。

尖端的辨别方法：胚芽鞘突破种皮后，仔细观察，可以发现1cm 左右的胚芽鞘上端显嫩黄色，而下端颜色稍浅，呈乳白色，嫩黄色与乳白色交界处极为尖端和尖端以下部位的分界线。

云母片插于分界线以上，胚芽鞘依然生长，云母片插于分界线以下，胚芽鞘几乎不生长。如果尖端切除得不彻底，可能有少许的生长。如果胚芽鞘太长，切去尖端，胚芽鞘依然生长，可能是因为胚芽鞘里面的真叶也能产生生长素促进下部生长。

2．在做实验时发现：如果用红色的碳素笔作标记，胚芽鞘弯向划红线的方向生长，而且弯曲的程度剧烈，甚至扭曲，分析可能是因为红色碳素笔中的色素破坏了生长素，使划线一侧的细胞生长缓慢，但这只是推测，还需要进一步设计实验来验证该假设是否成立。