探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验教学

考问1 实验原理

(1)生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响。

(2)用生长素类似物在不同浓度、不同时间下处理插条，其影响程度不同。

(3)存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。

考问2 实验步骤

(1)制作插条：把形态、大小基本一致的枝条平均分成10组，每组3枝。

(2)分组处理：生长素类似物按不同比例稀释成9份，第10份用蒸馏水作为空白对照。把10组枝条基部分别浸入浸泡液中，处理1天。

处理方法：

①浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天。(要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。)

②沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5 s)，深约1.5 cm即可。

(3)实验培养：把每组处理过的枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入盛清水的托盘中浸泡，放在适宜温度下培养，每天观察一次，记录生根情况。

(4)结果记录：小组分工，观察记录。

(5)分析结果，得出实验结论：按照小组分工观察记录的结果，及时整理数据，绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致，得出探究实验的结论。

考问3 在正式实验前需要先做一个预实验的原因

为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。

考问4 实验中蒸馏水的作用

(1)作为空白对照。

(2)用来配制不同浓度的生长素类似物溶液。

(3)处理过的插条下端需浸在蒸馏水中有利于生根。

考问5 选择插条时需带有一定的芽或叶的原因

凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率都比不带芽或叶的插条生根成活率高，但二者并非越多越好。留叶过多，亦不利于生根，这是由于叶片多，蒸腾作用失水多，插条易枯死。留芽过多，分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。

考问6 控制本实验的无关变量的方法

选用相同的花盆、相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。

考问7 如果观察到插条不能生根，可能的原因分析

有可能枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；有可能枝条幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态；有可能没有分清形态学的上端与下端。

易错警示

实验中需要关注的5个问题

(1)配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要小，组别要多。

(2)在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。

(3)实验中需设置空白对照组，即不加入生长素的蒸馏水。

(4)实验的自变量为不同浓度的生长素类似物，其他因素，如取材、处理时间、蒸馏水、温度等都是无关变量，实验中的处理都采用等量原则。

(5)实验的因变量是插条生根的情况。

【题组跟进】

高考题组——研考向

探究植物生长素及类似物对枝条生根的影响

1．[2018·浙江卷，9]某同学进行了2,4-D对插枝生根作用的实验，结果如图所示，其中丙是蒸馏水处理组。下列叙述正确的是(  )

A．图中纵坐标的名称只能用根数量表示

B．2,4-D的浓度是该实验的可变因素

C．由图中可知甲组的2,4-D浓度高于乙组

D．达到a点的生根效果，甲组处理时间比乙组长

解析：依题意可知：本实验的目的是研究2,4-D对插枝生根的作用，因此图中纵坐标所示的因变量的名称既可用生根数量表示，也可以用根长度表示，A错误；该实验的自变量是2,4-D浓度，换言之，2,4-D的浓度是该实验的可变因素，B正确；因2,4-D属于生长素类似物，其生理作用具有两重性，所以甲组的2,4-D浓度不一定高于乙组，C错误；该实验的处理时间为无关变量，因此达到a点的生根效果，甲组与乙组的处理时间应等长，D错误。

答案：B

2．[2017·江苏卷，13]研究小组探究了萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是(  )

A．自变量是NAA，因变量是平均生根数

B．不同浓度的NAA均提高了插条生根率

C．生产上应优选300 mg/L NAA处理插条

D．400 mg/L NAA具有增加生根数的效应

解析：由图可知，该实验的自变量是NAA的浓度，A错误；与NAA浓度为0时比较，浓度低于300 mg/L时能提高生根率，浓度高于300 mg/L时会降低生根率，B错误；320 mg/L NAA处理插条时，生根率过低，不能用于生产，C错误；与NAA浓度为0时比较，400 mg/L的NAA具有增加生根数的效应，D正确。

答案：D

3．[2017·海南卷，26]为探究植物生长素对枝条生根的影响，研究人员在母体植株上选择适宜的枝条，在一定部位进行环剥去除树皮(含韧皮部)，将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条的生根情况，实验的部分结果如表所示。

回答下列问题：

(1)据表可知，生长素用量为0时，有些枝条也生根。其首次出根需要天数较多的原因是______________________________________。

(2)表中只提供了部分实验结果，若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量，你认为需要提供的根的观测指标还有________(答出两点即可)。

(3)从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长，故首次出根需要天数较多。(2)一定浓度的生长素能够促进枝条生根，可以从每个枝条的生根数量、根的长度、首次出根需要时间等指标观测。(3)生长素浓度高时会促进乙烯的合成，而乙烯能够抑制生长素促进细胞伸长的作用，故高浓度生长素抑制植物生长。

答案：(1)枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长

(2)每个枝条的生根数量、根的长度

(3)生长素浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够抑制植物的生长

归纳提升

1.实验设计时生长素类似物的浓度梯度的确定

(1)查找有关资料，确定应设计什么样的浓度梯度。

(2)先设计一组浓度梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计浓度梯度较小的实验。

2.实验总结

(1)预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。

(2)浸泡法处理并非是将插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中让其生根，而是把插条的基部浸泡在配制好的溶液中(深约1.5 cm)处理几小时至一天，然后再将其扦插到完全培养液中让其生根。

(3)实验的测量指标可以是枝条的生根数目，也可以是生根的长度。

(4)在实验过程中，可能会出现不同浓度的生长素类似物对促进生根的效果相同的情况。

植物相关激素的实验探究

4．[2017·全国卷Ⅲ，30]干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成，取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长量，结果如图所示：

回答下列问题：

(1)综合分析上图可知，干旱条件下，ABA对野生型幼苗的作用是________________________。

(2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA，推测植物叶片的蒸腾速率会________，以对环境的变化作出反应。

(3)ABA有“逆境激素”之称，其在植物体中的主要合成部位有________(答出两点即可)。

(4)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有____________________(答出两点即可)。

解析：(1)由图可以直接看出，与突变体(不能合成ABA)相比，野生型(能合成ABA)植株茎叶生长受到抑制，根的生长被促进；因此，ABA对野生型幼苗的作用是促进根的生长，抑制茎叶的生长。(2)干旱处理后植物会缺水，若要适应此种环境，需减少水分散失，所以降低蒸腾作用。(3)ABA主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成。(4)根细胞内水分的主要作用有作为化学反应的溶剂、参与细胞的生化反应、维持细胞渗透压、提供反应的原料、组成细胞的结构等。

答案：(1)促进根的生长，抑制茎叶的生长

(2)降低

(3)根冠、萎蔫叶片

(4)水是根细胞的重要组成成分、水参与根细胞内的生化反应

5．[2018·海南卷，26]激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响，某同学将生长状态一致的豌豆苗随机分为A、B、C三组，实验处理如表。处理后，定期测量侧芽的长度，结果如图所示：

回答下列问题：

(1)从实验结果可知，顶芽能抑制侧芽生长，这种现象称为________。

(2)A组侧芽附近的生长素浓度________(填“高于”“低于”或“等于”)B组相应侧芽附近的生长素浓度，原因是

________________________________________________________________________。

(3)为了验证激动素对A组侧芽生长有促进作用，还应该增加一个处理组D，D组的处理是____________________________，预测该处理的实验结果是：D组侧芽生长量__________(填“大于”“小于”或“等于”)A组的生长量。

解析：(1)顶芽能抑制侧芽生长，即顶芽优先生长的现象称为顶端优势。(2)顶芽是产生生长素的场所，去除顶芽后没有生长素向下运输，故A组侧芽附近的生长素浓度低于B组相应侧芽附近的生长素浓度。(3)为了验证激动素对A组侧芽生长有促进作用，还应该增加一个处理组D，D组的处理是去除顶芽，用蒸馏水涂抹侧芽，预测该处理的实验结果是：D组侧芽生长量小于A组的生长量。

答案：(1)顶端优势

(2)低于 顶芽是产生生长素的场所，去除顶芽后没有生长素向下运输

(3)去除顶芽，用蒸馏水涂抹侧芽 小于

课堂总结 网络建构

[网络建构]