探究生根劑促進(jìn)洋蔥水培生根的最適濃度

舒端陽(yáng)

1 教材分析

“探究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”是高中生物中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，也讓學(xué)生明確預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)于開(kāi)展科學(xué)探究的重要性。人教版教材中是選擇當(dāng)?shù)氐木G色植物或花卉進(jìn)行扦插生根，筆者也翻閱了其他版本的教材，如浙教版是采用盆栽植物，蘇教版選用了山茶花、桂花或月季。筆者通常就是以榕樹(shù)或迎春為材料，這些材料對(duì)于完成實(shí)驗(yàn)本身沒(méi)有問(wèn)題，但經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)無(wú)論是月季或是迎春都屬于木本，生根的速度比較慢，前后所需的時(shí)間比較長(zhǎng)。另外，結(jié)合筆者所在學(xué)校的教學(xué)進(jìn)度，一般必修3的課程都是在每年的11、12月進(jìn)行，氣溫比較低，導(dǎo)致迎春或榕樹(shù)的生長(zhǎng)比較慢，扦插生根的效果不是特別理想，往往一次探究實(shí)驗(yàn)要持續(xù)10多天才能觀察到結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

為了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，筆者查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，并在與花木市場(chǎng)的花農(nóng)進(jìn)行溝通后受到啟發(fā)，想到了利用洋蔥來(lái)代替教材中的榕樹(shù)、迎春。洋蔥是生活中常吃的蔬菜，學(xué)生對(duì)其有著較好的感性認(rèn)識(shí)。在先前“觀察細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中選用了洋蔥根尖分生區(qū)為材料，原因就是其細(xì)胞周期比較短、生根速度快。其次，它的生長(zhǎng)周期不受季節(jié)的限制，并且價(jià)格便宜，秋冬季節(jié)也能購(gòu)買。利用水培法培養(yǎng)洋蔥，可以每天對(duì)其生根狀況進(jìn)行觀察、拍照與分析。另外，實(shí)驗(yàn)選擇的863生根劑是在普通2，4-D的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，其生根效果更佳。

3 實(shí)驗(yàn)材料

生長(zhǎng)狀況相同的新鮮洋蔥若干、燒杯若干、量筒、玻棒、生根劑、蒸餾水、標(biāo)簽紙等。

4 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

4.1 配制母液

將25 g生根劑倒入1 L蒸餾水中搖勻，配制質(zhì)量濃度為2.5×10-2 g/mL母液1 L，再?gòu)哪敢褐幸迫?0 mL溶液加入另一只新的燒杯中，同時(shí)加入90 mL蒸餾水，玻棒搖勻稀釋后得到濃度為2.5×10-3 g/mL工作液。根據(jù)此方法，依次配制2.5×10-12～2.5×10-4 mol/L的工作液，備用。

4.2 預(yù)實(shí)驗(yàn)

① 為了探究生根粉對(duì)洋蔥生根的最適濃度，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，先取5只50 mL的小燒杯，依次倒入蒸餾水和濃度為2.5×10-3、2.5×10-6、2.5×10-9、2.5×10-12 g/mL的生根劑溶液，并做好相應(yīng)標(biāo)記A、B、C、D、E（注：倒入的液體液面與燒杯口齊平）。

② 將5個(gè)生長(zhǎng)狀況基本相同的洋蔥剪去底部的根須，分別放入對(duì)應(yīng)的5只燒杯中，洋蔥底部一定要位于液面以下，浸泡0.5 h。

③ 浸泡處理后將洋蔥基底的生根劑溶液沖洗干凈，轉(zhuǎn)移至另5只盛滿蒸餾水的50 mL小燒杯，依次做好標(biāo)記。

④ 學(xué)生興趣小組對(duì)以上實(shí)驗(yàn)再重復(fù)2次，每隔24 h觀察一次并記錄每個(gè)洋蔥的生根狀況（包括生根的數(shù)量和根的長(zhǎng)度）。

4.3 正式實(shí)驗(yàn)

通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，在生根劑濃度為2.5×10-12～2.5×10-6 g/mL之間，洋蔥生根效果較好，為進(jìn)一步探究適合其生根的最佳濃度，依次選擇濃度為2.5×10-6、2.5×10-7、2.5×10-8、2.5×10-9、2.5×10-10、2.5×10-11、2.5×10-12 g/mL的生根劑，對(duì)洋蔥做類似的處理后觀察、記錄生根狀況。重復(fù)2次，取平均值。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)

5.1 預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表1）

5.2 正式實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表2）

6 結(jié)果分析與討論

（1） 通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)初步探明促進(jìn)洋蔥生根的生根劑溶液濃度大致在2.5×10-12～2.5×10-6 g/mL區(qū)間。當(dāng)濃度為2.5×10-12～2.5×10-10 g/mL時(shí)，洋蔥生根數(shù)量與長(zhǎng)度隨濃度升高不斷增加，到2.5×10-10 g/mL時(shí)，效果最佳，說(shuō)明這一濃度是促進(jìn)洋蔥生根的最佳濃度。而濃度增至2.5×10-9、2.5×10-8、2.5×10-7、2.5×10-6 g/mL時(shí)，生根效果又逐漸下降（但也優(yōu)于蒸餾水處理過(guò)的對(duì)照組），說(shuō)明在這一濃度區(qū)間都能夠有效促進(jìn)洋蔥的水培生根。當(dāng)濃度為2.5×10-3 g/mL時(shí)生根效果最差，甚至弱于對(duì)照組，說(shuō)明較高的濃度可能對(duì)洋蔥有抑制作用。因此本探究實(shí)驗(yàn)說(shuō)明生根劑在低濃度下可以有效促進(jìn)洋蔥生根，而較高濃度下則會(huì)產(chǎn)生抑制作用，印證了教材中描述生長(zhǎng)素具有兩重性的特點(diǎn)。

（2） 生根劑處理后的洋蔥經(jīng)水培培養(yǎng)2、3 d就可以明顯看到底部生根的現(xiàn)象，尤其是當(dāng)生根劑濃度為2.5x10-10 g/mL時(shí)，促進(jìn)生根的效果最佳。即使經(jīng)蒸餾水處理過(guò)的對(duì)照組，也能在水培后的2～3 d生出4、5條不定根，說(shuō)明洋蔥生根的效果比較好，明顯高于大多數(shù)的木本植物，也優(yōu)于一些容易生根的百合科植物。周余清利用大蒜頭為材料，水培經(jīng)生長(zhǎng)素類似物處理后的蒜頭，經(jīng)5、6 d培養(yǎng)后觀察到蒜頭基底明顯生根，而通過(guò)本次探究發(fā)現(xiàn)，洋蔥的效果更佳，筆者建議以后的教學(xué)實(shí)驗(yàn)也可以選用洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料，效果明顯且時(shí)間比較短。

（3） 本實(shí)驗(yàn)有效地利用了50 mL小燒杯對(duì)洋蔥進(jìn)行水培培養(yǎng)，洋蔥的基底浸沒(méi)于液面以下即可以吸收水分。相比于教材中推薦的土壤扦插法，水培培養(yǎng)可以每天實(shí)時(shí)地對(duì)洋蔥生根現(xiàn)象進(jìn)行觀察和記錄，而土壤扦插則無(wú)法及時(shí)對(duì)生根狀況進(jìn)行跟蹤（若將植株從土壤中拔出，則可能會(huì)破壞植物的根系，影響到植物后續(xù)的生長(zhǎng)）。

（4） 不過(guò)本實(shí)驗(yàn)也存在一些不足，如生根劑對(duì)洋蔥浸泡處理的時(shí)間設(shè)定為0.5 h，那么這個(gè)時(shí)間是否是實(shí)驗(yàn)處理的最佳條件？如果浸泡時(shí)間更長(zhǎng)或更短洋蔥生根的效果會(huì)不會(huì)更好？這些都應(yīng)該是后續(xù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該進(jìn)一步探究和完善的。

參考文獻(xiàn)：

周余清.對(duì)“探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究[J].生物學(xué)通報(bào)，2014（4）：50-52.endprint