探究生根劑促進洋蔥水培生根的最適濃度

舒端陽

1 教材分析

“探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度”是高中生物中一個非常重要的實驗，通過本實驗可以進一步鍛煉學生的動手操作能力，也讓學生明確預實驗對于開展科學探究的重要性。人教版教材中是選擇當地的綠色植物或花卉進行扦插生根，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或迎春為材料，這些材料對于完成實驗本身沒有問題，但經實踐發現無論是月季或是迎春都屬于木本，生根的速度比較慢，前后所需的時間比較長。另外，結合筆者所在學校的教學進度，一般必修3的課程都是在每年的11、12月進行，氣溫比較低，導致迎春或榕樹的生長比較慢，扦插生根的效果不是特別理想，往往一次探究實驗要持續10多天才能觀察到結果。

2 實驗改進

為了改進實驗中存在的問題，筆者查閱了相關文獻，并在與花木市場的花農進行溝通后受到啟發，想到了利用洋蔥來代替教材中的榕樹、迎春。洋蔥是生活中常吃的蔬菜，學生對其有著較好的感性認識。在先前“觀察細胞的有絲分裂”實驗中選用了洋蔥根尖分生區為材料，原因就是其細胞周期比較短、生根速度快。其次，它的生長周期不受季節的限制，并且價格便宜，秋冬季節也能購買。利用水培法培養洋蔥，可以每天對其生根狀況進行觀察、拍照與分析。另外，實驗選擇的863生根劑是在普通2，4-D的基礎上進行了改進，其生根效果更佳。

3 實驗材料

生長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、標簽紙等。

4 實驗方法及結果

4.1 配制母液

將25 g生根劑倒入1 L蒸餾水中搖勻，配制質量濃度為2.5×10-2 g/mL母液1 L，再從母液中移取10 mL溶液加入另一只新的燒杯中，同時加入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 預實驗

① 為了探究生根粉對洋蔥生根的最適濃度，優化實驗條件，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，并做好相應標記A、B、C、D、E（注：倒入的液體液面與燒杯口齊平）。

② 將5個生長狀況基本相同的洋蔥剪去底部的根須，分別放入對應的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，轉移至另5只盛滿蒸餾水的50 mL小燒杯，依次做好標記。

④ 學生興趣小組對以上實驗再重復2次，每隔24 h觀察一次并記錄每個洋蔥的生根狀況（包括生根的數量和根的長度）。

4.3 正式實驗

通過預實驗觀察發現，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，對洋蔥做類似的處理后觀察、記錄生根狀況。重復2次，取平均值。

5 實驗結果與統計

5.1 預實驗結果（表1）

5.2 正式實驗結果（表2）

6 結果分析與討論

（1） 通過預實驗初步探明促進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區間。當濃度為2.5×10-12～2.5×10-10 g/mL時，洋蔥生根數量與長度隨濃度升高不斷增加，到2.5×10-10 g/mL時，效果最佳，說明這一濃度是促進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，生根效果又逐漸下降（但也優于蒸餾水處理過的對照組），說明在這一濃度區間都能夠有效促進洋蔥的水培生根。當濃度為2.5×10-3 g/mL時生根效果最差，甚至弱于對照組，說明較高的濃度可能對洋蔥有抑制作用。因此本探究實驗說明生根劑在低濃度下可以有效促進洋蔥生根，而較高濃度下則會產生抑制作用，印證了教材中描述生長素具有兩重性的特點。

（2） 生根劑處理后的洋蔥經水培培養2、3 d就可以明顯看到底部生根的現象，尤其是當生根劑濃度為2.5x10-10 g/mL時，促進生根的效果最佳。即使經蒸餾水處理過的對照組，也能在水培后的2～3 d生出4、5條不定根，說明洋蔥生根的效果比較好，明顯高于大多數的木本植物，也優于一些容易生根的百合科植物。周余清利用大蒜頭為材料，水培經生長素類似物處理后的蒜頭，經5、6 d培養后觀察到蒜頭基底明顯生根，而通過本次探究發現，洋蔥的效果更佳，筆者建議以后的教學實驗也可以選用洋蔥作為實驗材料，效果明顯且時間比較短。

（3） 本實驗有效地利用了50 mL小燒杯對洋蔥進行水培培養，洋蔥的基底浸沒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，水培培養可以每天實時地對洋蔥生根現象進行觀察和記錄，而土壤扦插則無法及時對生根狀況進行跟蹤（若將植株從土壤中拔出，則可能會破壞植物的根系，影響到植物后續的生長）。

（4） 不過本實驗也存在一些不足，如生根劑對洋蔥浸泡處理的時間設定為0.5 h，那么這個時間是否是實驗處理的最佳條件？如果浸泡時間更長或更短洋蔥生根的效果會不會更好？這些都應該是后續實驗應該進一步探究和完善的。

參考文獻：

周余清.對“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”實驗改進的研究[J].生物學通報，2014（4）：50-52.endprint