煙霧對綠豆種子萌發的影響

二手煙對人體的傷害非常嚴重，那么二手煙對植物有沒有影響呢？帶著這個問題，我們開始了實驗之旅。

一、材料及時間

1.實驗材料：

①材料：香煙、普通綠豆種子；

②試劑：龍膽紫溶液，潔凈自來水，1mol/LHCl，95%、85%、70%乙醇；

③器材：潔凈的礦泉水瓶、小勺、餐巾紙、標簽紙、膠水、注射器、保鮮袋、萬用表、電流表、電壓表、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。

2.實驗時間：2010年9月～2011年1月。

二、實驗方法及結果

實驗一：香煙煙霧對綠豆種子發芽率影響的探究

（1）主要實驗步驟

①將綠豆種子隨機平均分為9組，每組10粒；

②取潔凈的礦泉水瓶9個，分別去掉上半1/3的部分，并在每個瓶子中放入兩張吸水紙，并分別依次編號為1-9；

③向瓶中加入適量潔凈自來水，剛好浸濕吸水紙即可；

④在每個瓶中均勻地放置步驟①中隨機選取的10粒綠豆種子；

⑤1-4號瓶每天均用200ml的香煙煙霧分別煙熏2、4、6、8小時，5- 8號瓶每天分別用100ml、200ml、300ml、400ml的香煙煙霧煙熏4小時；9號瓶不作煙熏處理（詳見表1）；

⑥在室溫下培養，每天觀察記錄種子萌發和生長情況。

表1

（2）實驗結果（詳見表2）

表2

（3）實驗結論

①在低濃度（濃度低于200ml）時，香煙煙霧對綠豆種子的萌發有促進作用，而且會隨著煙熏時間的延長，促進作用加強；

②高濃度（濃度高于200ml）時，香煙煙霧對綠豆種子的萌發有抑制作用；

③隨著煙熏時間的加長，種子幼根的生長受到的影響越大；

④隨著煙霧濃度加大，對幼根生長的抑制作用則不斷加強；

⑤無論香煙煙霧濃度的大小，還是煙熏時間的長短，新生幼根的均會變紫或變黑，濃度越大，時間越長顏色越深。

（4）實驗說明：

①第一次實驗設計采用分組實驗，1-4組和對照組為一組實驗；5-8和對照組為一組實驗；最后一次設計了綜合對照實驗；

②本次實驗共重復了三次，表2中記錄數據是三次實驗的平均值。

實驗二：有無過濾嘴的香煙煙霧對綠豆種子的萌發的影響的對比

（1）主要實驗步驟

①將綠豆種子隨機平均分為17組，每組10粒；

②取潔凈礦泉水瓶17個，分別去掉上半1/3的部分，并在每個瓶子中放入兩張吸水紙，并分別依次編號為1-17；

③向瓶中加入適量潔凈自來水，剛好浸濕吸水紙即可；

④在每個瓶中均勻放置步驟①中隨機選取的10粒綠豆種子；

⑤1-8號瓶每天均用200ml的香煙煙霧分別煙熏2、2、4、4、6、6、8、8小時，9-16號瓶每天分別用100ml、100ml、200ml、200ml、300ml、300ml、400ml、400ml的香煙煙霧煙熏4小時；17號瓶不作煙熏處理（詳見表3）；

表3

⑥在室溫下培養，每天觀察記錄種子萌發和生長情況。

（2）實驗結果（詳見表4）

表4

（3）實驗結論

表4與表2數據對比分析可知：

①有無過濾嘴，香煙煙霧對綠豆種子萌發和發育的影響無明顯差異；

②無過濾嘴香煙煙霧與有過濾嘴香煙煙霧同濃度、同時間煙熏實驗比較，新生幼根變紫或變黑的顏色更深；

③香煙無過濾嘴，僅能減少煙霧中的固體顆粒和焦油含量，其他有害物質差異不明顯，所以煙霧中危害最大的物質還會隨著煙霧進入植物體。

（4）實驗說明：

①表4所記錄的數據所用煙霧是不帶過濾嘴香煙煙霧；

②本次實驗共重復了三次，表4中記錄數據是三次實驗的平均值。

實驗三：香煙煙霧對綠豆幼根電阻阻值影響的實驗探究

（1）主要實驗步驟

①主要實驗步驟如“《香煙煙霧對綠豆種子發芽率影響的探究》實驗步驟①—⑤（每組綠豆種子數為20粒）”；

②從第四天開始，每天在每組中隨機選取一粒萌發的綠豆種子，截取根尖5mm的幼根，用萬用表測量電阻；

③用電壓表和電流表測電壓和電流，并計算出電阻。

（2）實驗結果（詳見表5，注：表中電阻單位為KΩ；對表5平均值進行繪圖分析見左下圖。）

表5

（3）實驗結論

①香煙煙霧對剛萌發的綠豆幼根的電阻具有較明顯的影響；

②隨著煙霧濃度的增加，綠豆幼根電阻阻值減小；

③隨著煙霧煙熏時間增加，綠豆幼根電阻阻值也減小；

④香煙煙霧煙熏時間長短，比煙霧濃的對綠豆幼根電阻阻值的影響更大。

（4）實驗說明：

①本實驗連續監測了綠豆幼根四天的電阻變化情況；

②幼根切下10分鐘后進行電阻測量，10分鐘內其電阻阻值變化非常明顯。

實驗四：香煙煙霧對綠豆幼根根尖細胞染色體變異影響的實驗探究

（1）主要實驗步驟

①主要實驗步驟如“《香煙煙霧對綠豆種子發芽率影響的探究》實驗步驟①—⑤”；

②綠豆幼根長到2cm長時，在上午8:00—10:00之間制作綠豆根尖臨時裝片（解離→漂洗→染色→壓片）；

③用顯微鏡觀察染色體變異情況，并統計結果。

（2）實驗結果（詳見表6）

（3）實驗結論

①經過查閱資料發現：綠豆體細胞中共有11對22條染色體，其中3對染色體為亞中部著絲粒染色體，8對染色體為中部著絲粒染色體；

②隨煙熏時間加長，發現細胞中染色體變異數略有增加；

③隨煙熏濃度加長，細胞染色體中變異數略有增加。

（4）實驗說明：

①每組實驗做臨時裝片10個；

②上表記錄數據為10個臨時裝片觀察的總數據。

表6

三、思考與分析

1.“在低濃度時香煙煙霧對綠豆種子的萌發有促進作用；

高濃度時香煙煙霧對綠豆種子的萌發和生長均有抑制作用”這一作用特點和生長素的作用特點相似，由此我提出兩種假想：

①香煙煙霧中應該有一種或多種物質，能對植物生長既具有低濃度促進作用，又具高濃度抑制作用（簡單的概括為“低促高抑”）；

②香煙煙霧中存在一種或多種可以促進植物種子萌發的物質，當煙霧濃度增加到一定濃度或煙熏時間加長，這類物質的作用被煙霧中另外一類物質代替，進而抑制植物種子萌發和生長。

2.香煙煙霧會導致綠豆電阻減小的主要原因可能是綠豆組織吸收了香煙煙霧，導致代謝加快所致。一般情況下，“受到逆境傷害時，植物組織電阻變化的總趨勢是降低，而外滲電導值升高”，這可能與植物內部疏導組織的變化有關。

3.香煙煙霧中的致癌物質導致染色體出現了“缺失、重復、易位、倒置等的結構變異”，或出現“染色體數目增減的數量變異”，這些變異類似于香煙煙霧對人體細胞的作用，由此可以推測，香煙煙霧引起生物體癌變的一個重要原因就是遺傳物質的變異。

通過這次實驗，讓我們明白吸煙除了對吸煙者有直接的危害外，“二手煙”對人和植物都有非常大的危害。因此，為了人們的健康，為了美好的環境，我們準備向社會、家庭、學校發出倡議——“珍愛生命，拒絕香煙”。