探究“2，4—D對植物生根的作用”的活動實踐及比較研究

滕起

摘 要：浙科版教材必修三上的活動“2，4-D對植物生根的作用”對采用何種植物作為實驗材料沒有進行明確規(guī)定。通過指導學生實驗，探究2，4-D對不同植物生根的影響，找到了最易生根的常見植物。

關(guān)鍵詞：2，4-D；不同植物；生根

“2，4-D對植物生根的作用”是浙科版教材必修三上的一個重要活動，該活動形式完全開放。對于培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力、動手能力、綜合分析能力具有很大的現(xiàn)實意義。教材上既沒有提供適宜植物生根的2，4-D的濃度，也沒有規(guī)定使用何種植物作為實驗的材料。完全依靠學生自主選材、自主設(shè)計、自主處理實驗結(jié)果。但是這種完全開放的活動由于過度發(fā)散，使得活動難度加大。一些同行指導學生時，可以因為沒有找到適合的濃度，或者是沒有選用合適的插條，導致實驗結(jié)果不是非常的盡如人意。本人指導學生選用了12種校園里常見植物剪取插條，用2種不同濃度的2，4-D溶液和水進行分別培養(yǎng)。研究在相同的外界條件下不同的植物插條的生根情況，找到了極為常見的植物作為實驗材料以及相對較為適宜的生根濃度。特將本人指導學生活動實踐中總結(jié)的一些經(jīng)驗與同仁一起分享。方便同仁利用身邊的生物材料進行實驗指導。

一、實驗活動前期準備

組織愛好學習、勇于探索的學生12人，均分為兩組。首次集中進行活動動員，之后布置學生利用周末進行資料的收集工作。內(nèi)容主要包括以下幾個方面：（1）通過網(wǎng)絡(luò)資源查詢2，4-D的理

化性質(zhì)。（2）確定適宜生根的濃度范圍。（3）查詢扦插易于成活的植物種類。（4）設(shè)計實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)記錄表。第二次集中活動的主要內(nèi)容是小組內(nèi)對各成員收集的數(shù)據(jù)進行集中討論和處理，以確定對插條培養(yǎng)的方式、配制2，4-D的濃度、選用的插條植物種類、培養(yǎng)前對插條的處理、培養(yǎng)時對外界環(huán)境條件的控制。通過討論，決定采用水培法，配制2，4-D濃度分別為1×10-5、1×10-6。第一小組選用臘梅、月季、垂柳、桃樹、富貴竹、紅花繼木等6種植物上剪取插條。第二小組選擇在山茶、桂花、葡萄、凌霄、梅花、迎春等6種植物上剪取插條進行培養(yǎng)。第三次集中活動正式開始實驗，配制溶液、剪取插條、分組培養(yǎng)等。

二、活動過程中遇到的問題與解決方法

（一）活動問題一：2，4-D低濃度溶液的配制及注意事項

1.2，4-D的理化性質(zhì)

2，4-D（2，4-Dichlorophenyloxy）acetic acid是2，4-二氯苯氧乙酸的簡稱，是具有代表性的人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑，是生長素的類似物，具有強酸性。分子式：C8H6C12O3，分子量：221.0400，結(jié)構(gòu)簡式如上圖。能溶于醇、醚、酮等大多數(shù)有機溶劑，幾乎不溶于水，有一定的毒性。

2.2，4-D低濃度溶液的配制的注意事項

（1）2，4-D存在一定的毒性，特別是對眼睛有強烈的刺激，在實驗時應該做好防護措施，穿白大褂、戴手套、配護目鏡，以免發(fā)生意外。（2）2，4-D具有強酸性，對于金屬制品具有一定的腐蝕性，所在配制時要注意不能用金屬器具盛裝溶液，建議采用玻璃器皿或是塑料器皿。注意不能與堿類接觸。（3）自來水生產(chǎn)是常用液氯消毒，其中含有少量殘余氯氣、次氯酸。所以在使用之前在陽光下放置幾天，以減少殘余物對插條生長的影響。

3.2，4-D低濃度溶液的配制方法

方法一：酒精溶解法。由于2，4-D微溶于水，但溶于有機溶劑。有文獻資料表明，部分同行在配制時先將粉末溶于無水酒精中，然后再加水稀釋至所需濃度。本活動小組按此方法進行實驗：在配制時先稱取1克的2，4-D粉末，置于裝有50毫升的無水酒精的燒杯中，通過玻璃棒攪拌10分鐘后，2，4-D并不能充分地溶解。若再將小燒杯置于40～60℃的熱水中進行水浴加熱，則2，4-D可以在5分鐘內(nèi)完全溶解。然后將酒精溶液加入1升水中配成1克每升的2，4-D溶液后，再用自來水進行多次稀釋，可以得想要的低濃度溶液。通過實驗本人發(fā)現(xiàn)：該方法耗時少節(jié)約時間。但用這種方法配制的1克每升的溶液室溫下靜置12小時后，部分的2，4-D析出，使溶液發(fā)生改變帶來誤差，同時酒精也可能對植物的生長產(chǎn)生一定的不良影響。

方法二：直接加熱法。稱取1克的2，4-D粉末直接置于裝有1000毫升自來水的大燒杯中，并將大燒杯置于50-60℃的條件下進行加熱，則2，4-D在60分鐘內(nèi)也可以完全溶解，再稀釋成各種所需的濃度。這種方法雖然耗時較長但可以排除酒精對2，4-D溶液濃度的干擾。通過比較，筆者推薦采用第二種方法配制溶液。

（二）活動問題二：對插條的處理

春天正是萬物萌發(fā)的時節(jié)，部分植物正在發(fā)芽，部分植物正在開花。無論何種植物處理時的基本要求是所選擇的插條長短、粗細、形狀大致相同，并采集于同一植株。但不同種類的植物正處于不同的生長狀態(tài)，處理的方法也各不相同。比如，長50厘米，最大直徑0.5厘米左右的紅花繼木一般有10到20余根側(cè)枝，每根側(cè)枝上又有三到五個不等的葉芽，要選取幾根長勢基本相同的枝條十分困難。為了減少枝條間的差異對生根實驗的影響，對于像紅花繼木這樣側(cè)枝和芽多而的不等的植物，采用保留頂芽和第一第二側(cè)枝，其余側(cè)枝與芽一律以剪除的方法來減少誤差。再比如，迎春、臘梅、梅花等正值花季，20厘米的枝條上往往有多達60余個花苞，為防止過多的花苞消耗營養(yǎng)，在處理枝條時將花苞全部去除。桂花、香樟等植物則要去除大部分的葉片來降低水分消耗。

（三）活動問題三：實驗過程

以臘梅的培養(yǎng)為例：（1）取3只礦泉水瓶，并在距離瓶口1.5厘米處瓶身上開一個直徑為1厘米左右的小洞以補充溶解氧。（2）在3只礦泉水瓶身貼上標有水和不同2，4-D濃度的標簽，并在瓶中放置與標簽相對應的水或溶液。（3）將處理好的插條分別置于3只水瓶中。（4）將礦泉水瓶放置在玻璃陽光房中進行培養(yǎng)。為防止水瓶翻倒，可將水瓶放置在三腳架中。（5）在每只瓶身上的小洞里各插一根直徑為1厘米的吸管。每天通過吸管用洗耳球向溶液中吹氣，以補充溶液中的溶解氧，保證插條的正常生長。（6）每天觀察插條的生長情況，并測量這些枝條上的根的總長度，即將幾條根的長度加在一起，單位為毫米，并將結(jié)果記錄在以下表格中。 （單位：mm）

其余各種植物都依照以上方法，分別進行處理培養(yǎng)。

三、結(jié)果分析

由于實驗開始時是二月底，而二月底到三月初一直都是陰雨連綿，氣溫較低，植物生根較慢。在培養(yǎng)的第一周，所有的植物均未生根。到第二周，富貴竹首先在浸泡于溶液中的莖干處長出數(shù)根新根。迎春、凌霄的莖節(jié)處開始長出新氣生根并開始伸長，其他植物在無論在何種溶液濃度下都沒有生根。第三周時葡萄、臘梅、柳樹陸續(xù)長出新根。培養(yǎng)到第二十天時實驗結(jié)束。由于筆者每種植物采用三種不同濃度2，4-D溶液或水來培養(yǎng)，在統(tǒng)計實驗結(jié)果時采用分類比較的方法，并以第二十天的實驗結(jié)果作為分析依據(jù)。結(jié)果如下表（單位：mm）：

從實驗結(jié)果看：（1）富貴竹是最易生根的植物，且市場上各大小花店均有銷售，容易獲得，是進行該實驗的絕佳材料。（2）有氣生根的植物從莖節(jié)處長根的速度，比沒有氣生根的植物從枝條上生根的速度要快得多，實驗結(jié)果也更明顯。所以在實驗時最好選擇有氣生根的植物作為培養(yǎng)材料，比如迎春、凌霄、葡萄等。（3）沒有氣生根的木本植物中最較易生根是柳樹和臘梅，在無法獲得更易生根的植物時也可以選擇這兩種。（4）植物生長需要適宜的溫度，三月份浙江的溫度基本都在5～15℃之間，不適于植物的發(fā)芽生根。本活動最好在四五月份開展，實驗結(jié)果會比較明顯。

（作者單位 浙江省杭州市塘棲中學）