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探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
一、学习目标
1．了解植物生长调节剂的作用2．进一步培养进行实验设计的能力
二、课前预习
实验原理：
植物插条经植物生长调节剂处理后，对植物插条的 情况有很大的影响，而且用不同 、不同 处理其影响程度亦不同。其影响存在一个 浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最 ，生长最 。
方法步骤：
1.选择生长素类似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。
2.配制生长素类似物母液：5 mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。
3.设置生长素类似物的浓度 ：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应 。NAA有毒，配制时最好戴 和 。剩余的母液应放在4 ℃保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则 (能、不能)继续使用。
5．选择插条：以 年生苗木为最好（1年或2年生枝条形成层细胞 能力强、发育快、 成活）实验表明，插条部位以种条 剪取的插穗为最好，基部较差，梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5～7 cm，直径1～1.5 cm为宜。
6．处理插条：枝条的形态学上端为平面，下端要削成 ，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。每一枝条留3-4个芽，所选枝条的芽数尽量 。
处理方法：
1）浸泡法：把插条的基部 在配制好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天。（要求的溶液浓度较 ，并且最好是在 和空气 较高的地方进行处理）
2）沾蘸法：把插条基部在浓度较 的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可。
7．探究活动：
提出问题→作出 → （包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施 →分析与结论→ 。
注1：可先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计缩小 的实验。
2.实验材料：可以用杨、加拿大杨、月季等的枝条。
3.实验用具：天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方带流水孔）、盛水托盘、矿泉水瓶。
实例如下：
1.提出问题
不同 的生长素类似物，如2，4-D或NAA，促进杨插条生根的最适浓度是多少呢？
2.作出假设
适宜浓度的2，4-D或NAA可以使杨或月季插条基部的薄壁细胞恢复 能力，产生 组织，长出大量不定 。
3.预测实验结果
经过一段时间后（约3～5 d），用适宜浓度的2，4-D或NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处（插条下1/3处）出现白色根原体，此后逐渐长出大量不定根；而用较 浓度、较 浓度或 处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。
4.实验步骤
（1）制作插条。
（2）分组处理：将插条分别用不同的方法处理（ 、 等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h。如果有这样几种不同的处理时间，应该分成 个小组分头实验。）。配制不同浓度梯度时，需要设置空白组吗？
（3）进行实验：将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度（25～30 ℃）。
（4）小组分工，观察记录：前三天每天都要观察记录各小组实验材料的生根情况。自行设计记录表格，记录用不同 生长素类似物处理后枝条生根情况，如 ，最长与最 根的长度等。（浓度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根；时间长一些会在枝条下端斜面树皮与木质部之间长有白色根原体）。每隔2～3 d记录也可。
如果你是甲组的成员，请根据上述的处理时间的不同，设计一张用于你所在组的实验记录表
这样得到的最适浓度是指 情况下的最适浓度。
如果你是四个小组的最终协调和汇总人，请设计一张表格，能用于汇总四个小组的调查结果
这样得到的结论应该是：在试验所得到的各个最适浓度处理 ，生根效果最好。
三、重点探究
（5）研究实验中出现的问题。
① 分析不同插条的生根情况。
不能生出不定根：有可能是 。
都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出 ，而不是刺激根 。不同的枝条可能生出的不定根的 多少不一样，如枝条上芽多，则产生的 就多，就容易促使不定根的萌发。
②分析与本实验相关的其他因素。
A. 要一致；B.设置 组。即每组不能少于 个枝条；
C.设置 组。清水空白 ；设置浓度不同的几个实验组之间进行 ，目的是探究2，4-D或α-萘乙酸促进扦插枝条生根的 浓度。
5.分析实验结果，得出实验结论
按照小组分工认真进行观察，实事求是地对实验前、实验中（包括课内、课外）和实验后插条生根的情况进行记录，并及时整理 ，绘制成 或 。最后分析实验 与实验预测是否 ，得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致，但要求有分析研究。
6.表达与交流
实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的 ，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。
7.进一步探究：进行扩展性的探究和实践，大多数需要在课外完成。
四、巩固反馈
1、根据右图回答下列问题：植物的向性示意图
（1）图中根和茎的生长现象称为_________。
（2）图中ABCD四处，生长素浓度比较高的是_________处，
细胞生长较快的是________处，引 起这种变化的原因是________。
2、图表示不同器官对生长素浓度变化的反应，请根据图解回答下列问题：
不同浓度的生长素对植物的影响
（1）不同浓度的生长素对植物影响是_______，不同器官对不同浓度生长素的反应________。
（2）扦插繁殖时，适宜的生长素浓度是_________，处理方法是_________。
（3）若使甘薯迅速育扦插的实验，插条ABCD的不同情况说明如下：
A无侧芽，扦插后不产生不定根；B有侧芽扦插后长出少量不定根；
C有四个侧芽，扦插后长出许 多不定根；
D无侧芽，用吲哚乙酸处理下部分切口后，也长出不定根。回答下列问题：
①根据A、B、C的实验现象，你能够提出的问题是_____ ____；针对该问题，你做出的假说是____ ____。
②本实验得出的结论是_____ ____。
3、植物为什么会有顶端优势的现象?请设计实验证明你的观点，要求包括如下环节：研究问题、问题假设、实验方案（材料用具、实验步骤）、预期结果。
答案：生根 浓度 时间 最适 多 快 梯度 标签 手套 口罩 不能 1 分裂 易 中部 斜面 相等 浸泡 低 遮阴 湿度 高 假设 设计实验 实验 表达与交流 梯度 浓度 分裂 愈伤 根 低 高 清水 药物浓度 浸泡时间 6 需要 浓度 生根条数 短 处理1h
扦插枝条在不同浓度的生长素类似物溶液中处理1h根的数量
用相同的生长素浓度梯度处理不同时间后,生根情况汇总表
枝条上没有芽，枝条倒插等 不定根 生长 数目 生长素 温度 重复 3 对照 对照 对比 最适 数据 表格 图形 结果 一致 实验报告
巩固反馈：1、（1）向重力性（2）C和D；A和D；根对生长素的浓度比茎敏感，促进茎生长的最适生长素浓度抑制根的生长2、（1）低浓度促进生长；高浓度抑制生长；不同（2）10-10；用生长素溶液浸泡根一定时间（3）10-8①影响扦插枝条生根的因素是什么？侧芽可能产生某种物质并向下运输，促进生根。侧 芽产生生长素或和生长素具有相同作用的物质向下运输，促进生根。②顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，使侧芽的生长素浓度过高，从而使 侧芽的生长受抑制。3、实验设计：研究问题：顶端优势的原理 问题假设：顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，使侧芽的生长素浓度过高，从而使侧芽的生长受抑制。实验方案：材料用具：剪刀、生长状况一致的盆载……三株、10-3mol/L生长素（浓度可自行设计）实验步骤：①取侧芽生长受抑制的生长状况一致的甲、乙、丙三株植株②甲株不做任何处理，摘除乙植株顶芽，观察记录侧芽的生长状况；摘除丙植株顶芽， 并于顶芽伤口处涂以10-3mol/L生长素。观察侧芽生长状况。结果预测：乙植株侧芽开始生长，说明顶芽对侧芽生长有抑制作用；丙植株侧芽生长仍受抑制，说明顶芽对侧芽的抑制作用是由于顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，使侧芽的生长素浓度过高，从而使顶芽的生长受抑制。
稀土在农作物及果树上的使用
稀土肥是国家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”计划重点推广的农业高科技产品，曾荣获国家科技进步一等奖和联合国粮农组织金奖。国际著名科学家、杂交水稻之父、中国工程院院士---袁隆平教授提出：“稀土是农业之宝，是农作物的味精”，是农作物的生长调节剂。目前我国农用稀土面积已达到7000万亩，每年粮棉油等增产6-8亿公斤，直接经济效益10亿多元，目前稀土用于果树生产正在兴起，有着无比广阔的前景。
一、 什么是稀土
稀土是化学元素周期表中“镧系”元素中的15种元素和与其性质相似，并在一般稀土矿物质中都共存的钪、铱共17种元素的总称。这些元素存在于矿物质中，利用化学方法将其提取出来制成稀土化合物。杨凌依农农业科技有限公司生产的“依农”牌精品稀土是一种新型的植物生长调节剂。目前市场上花样繁多的植物生长调节剂从效果上来看，“依农”稀土植物生长调节剂的作用优于其它产品。
二、稀土对农作物及果树的作用
大量研究和实验结果证明：在一定条件下，农作物施用稀土后，能促进生长发育，提高生理活性，增加产量和改善品质等多种功能，适用于果树、粮食、棉、麻、油、蔬菜等多种农作物。
提高根系活动，促进农作物对营养元素的吸收
根系一个很重要的功能是合成细胞分裂素，这种物质在蛋白质合成中起决定性作用，是维持叶片不早衰所必需的物质。大量实验报告表明，施用稀土肥的农作物根系数量增加20--40%，根长增加24--43%，根重增加18--71%，可使衰弱与受伤的根系恢复生机。研究和实验表明，施用稀土后，植物叶片衰老缓慢，功能期延长。由于根系活动能力增强，根系吸收各种养分的能力也提高。植物的缺素症(如小叶病、黄叶病、花叶病等)得到改善。
提高叶绿素含量，促进光合产物运输和分配
根据大量的研究资料表明，作物施用稀土后，叶绿素含量提高20%，而且叶色翠绿，表面光滑、抗病虫害能力增强，延缓叶片衰老，同时作物体内光合产物运输速度增快10%，运往生殖器官的光合产物增多，而且营养器官的光合产物相应减少。调节生殖生长于营养生长，有效的控制植株和枝条的徒长。对果实有显著的膨大作用，对花芽分化有很大的促进作用。
提高植物体内酶的活性，促进新陈代谢，提高植株的抗逆性
酶是细胞产生的生物催化剂，没有酶的催化作用，就没有新陈代谢，生命也就不存在。施用稀土微肥的作物，根系脱氧酶活性提高30%，硝酸还原酶活性提高25%，固氮酶活性提高64%，过氧化氢酶提高14％，植物生命代谢旺盛。实践证明，施用稀土微肥后，植物的抗病、抗虫、抗寒、抗旱、防冻等抗逆性得到显著提高，植物的免疫能力提高，特别是早期落叶病得到彻底控制。显示了“枯木逢春”、“返老还童”的特殊功效。
提早开花、结实、成熟，果实产量、品质得到提高
施用稀土微肥的作物，开花结实时间提早1--3天，早着色5--7天，早熟7--15天，植物吸收稀土后，提高了花期授粉和坐果率，起到了保花促果的作用，又起到了净化果面的作用。可使果实膨大速度加快，同时可使果实含糖量增加15%--20%左右。维生素含量显著提高，红度增加30％左右，全红果增加15％，而且香气浓郁，使果实品质得到很大的改善。
稀土能够代替钙的功能
由于稀土金属离子半径与钙离子半径非常相似，植株缺钙时能够代替钙的功能，用来稳定细胞结构，使果实固形物含量提高29％，故果实的硬度增加，耐贮藏、储运能力增强。
三、果树施用稀土肥的方法、时期及次数
一般叶面喷施，用量少、投资小、见效快、利用率高
根据多方实验表明：果树喷施稀土可以从显蕾期开始喷施第一次，这次可提高果树的抗旱、防冻等能力，保花保果，提高花期授粉和坐果率。果膨大快，果梗粗硬，叶片肥厚，树势健壮，增强抗病能力，提高植物的免疫能力，同时也可净化果面。果实膨大期喷施第二次，可使果实迅速膨大，增强抗逆性。着色期喷施第三次，可使着色速度加快，着色均匀，色泽鲜艳，提早着色5--7天左右。
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