萘乙酸(NAA)对种子萌发和幼苗生长的影响

萘乙酸（NAA）对种子萌发和幼苗生长的影响萘乙酸（NAA）是一种生长素类似物，作用与植物生长素相似。本课题的相关理论位于人教版教材教材第一册第四章第一节《植物的激素调节》一课，是基于教材知识的基础上引申出来的题目。课题产生背景：在学习本节课内容时，有这样一个知识点：生长素类似物在生产上应用时可以促进扦插枝条生根、促进子房发育成果实、防止落花落果等。对学生来说，这部分内容只需识记，但学习这部分内容时，有些同学并没有停留在这个层次上，而是提出了相关的问题：生长素类似物在种子萌发方面有什么作用呢？问题提出后，有很多同学对这个问题感兴趣，为了让学生从课本内容中走出来，更好地丰富知识，开拓视野，提高能力，体验过程，获得更大的成就感，于是我建议同学们把这个问题作为一个课题利用课余时间在学校生物实验室研究论证，亲自体验研究过程，同学们的兴趣非常高涨，提出了很多实验方案，最后同学们经过讨论，确定了两个方案，于是同学们根据各自爱好分成两组，分别用不同作物的种子进行实验。分组情况：第一组：题目：探究生长素类似物萘乙酸（NAA）对西红柿种子萌发和幼苗生长的影响人员：金月等7人。目标：探究生长素类似物萘乙酸（NAA）对西红柿种子萌发和幼苗生长是否有影响，如果有影响，找出较适合的浓度范围。第二组：题目：探究生长素类似物萘乙酸（NAA）对白菜种子萌发和幼苗生长的影响人员：李欣欣等8人。目标：探究生长素类似物萘乙酸（NAA）对白菜种子萌发和幼苗生长是否有影响，如果有影响，找出比较适合的浓度范围。对两组同学的总体要求是：认真研究，总结在研究过程中的经验，梳理研究思路，准备研究成果交流答辩。以下是同学们研究过程和经验总结及答辩片段：一、实验题目：NAA（奈乙酸）对种子萌发和幼苗生长的影响。二、实验原理：NAA对种子萌发和幼苗生长有促进作用或抑制作用。三、目的要求：1、探索NAA对种子萌发和幼苗生长是否有影响。2、学会观察分析实验中的现象。3、掌握研究性学习的一般方法。四、材料用具：种子、试管、刻度试管、滴定管、培养皿、纱布、剪刀、恒温箱、0.2mg/ml的NAA溶液。五、实验假设：一定浓度的NAA溶液对种子的萌发和幼苗的生长有促进作用。六、实验预期：经不同浓度的NAA溶液处理过的种子，一段时间后种子萌发和幼苗生长有所区别。七、方法步骤：（一）查阅资料：经查找《绿色植物生长调节剂应用技术论文集》和《植物生理学》等相关资料，没有找到有关“NAA对种子萌发和幼苗生长的影响”的具体描述。（二）实验步骤：1、用2mg/ml的NAA溶液配制浓度为10-3mol/L、10-4mol/L、10-5mol/L、10-6mol/L、10-7mol/L、10-8mol/L、10-9mol/L、10-10mol/L、10-11mol/L的NAA溶液，用做培养液。2、取10个培养皿，底部铺3~4层纱布，用不同浓度的培养液分别润湿，在培养皿盖上标号。如：浓度单位mol/l：编号12345678910浓度清水10-310-410-510-610-710-810-910-1010-11选种：挑选子粒大小均匀饱满的种子，用培养液浸泡一段时间。然后在每个培养皿中放入相同的粒数，盖上培养皿盖，放入恒温箱中培养。（三）观察记录：为了方便观察，夜间恒温箱中的温度保持在100C左右，白天将恒温箱温度调到250C，每日早、中、晚各观察一次，记录发芽和胚轴生长情况。两组同学得到如下结果：1、西红柿种子发芽和胚轴生长变化情况及胚轴生长规律图线浓度日期发芽率清水10–910–810–710–610–510–410–311月29日10/3010/3011/3012/3010/309/309/306/3012月1日25/3025/3026/3028/3025/3024/3023/3022/30浓度日期胚轴长清水10–910–810–710–610–510–410–311月29日早2.54.54.55.03.52.81.71.211月29日中3.55.65.86.54.33.72.62.011月29日晚5.07.27.385.65.04.03.111月30日早7.810.110311.28.57.66.55.011月30日中9.111.611.812.79.89.07.76.111月30日晚10.213.013.314.210.810.18.77.012月1日早13.216.316.817.313.513.010.38.512月1日中13.616.517.217.813.813.310.58.712月1日晚13.816.717.518.114.113.710.68.8注：单位mm胚轴长度1816141210864210-910-810-710-610-510-410-3清水临界线临界线11月29日12月1日2、白菜种子发芽和胚轴生长变化情况及胚轴生长规律图线种子发芽比率胚轴长度（mm）26日27日28日26日27日28日9:2017:009:209:2017:009:2017:009:2017:00132/4039/4040/4059101313228/4034/4036/40——222327/4036/4036/40——333433/4038/4040/4023488535/4039/4040/404561111636/4039/4040/404571212736/4039/4040/4058101213837/4040/4040/40711141920937/4040/4040/40691317171035/4039/4040/4058121515八、结论从上述实验记录数据上可以看出，一定浓度的生长素类似物NAA对种子萌发和幼苗生长影响有双重作用。从出芽率和胚轴生长速度可以看出，浓度过高对种子萌发和幼苗生长有较为明显的抑制作用；适宜的低浓度的NAA对种子萌发有促进作用：其出芽率高，发芽快，幼苗生长也较快，长的也较为健壮。和清水比较，用10-6mol/L、10-7mol/L、10-8mol/L的NAA溶液处理西红柿，用10-8mol/L、10-9mol/L、10-10mol/L、10-11mol/L的NAA溶液处理白菜种子，无论是发芽率，还是幼苗生长，胚轴长度都更好一些。对西红柿来说10-9mol/L的NAA溶液处理后，促进效果最好；对白菜来说10-7mol/L的NAA溶液处理后，促进效果最好，建议在农业生产上育种时应用。九、研究过程分析：（一）选种：为了确保种子发芽率和幼苗生长，不受自身条件过大的影响，控制好实验变量，我们选择了子粒形状大小均匀、子粒饱满的种子进行实验。（二）配液：为了在配液中不引入其他物质，影响种子萌发及幼苗生长，我们用纯净的蒸馏水进行药品配制。（三）影响种子萌发的其他外界条件：1、水分：水分是种子萌发不可缺少的条件，每个培养皿中放入四层纱布，不仅包含NAA溶液，同时也浸润了足够的水分提供给种子萌发所用，培养皿的盖子也能有效防止水分蒸发。2、温度：我们采用了种子萌发较普遍的适宜温度250C，我们使种在250C的恒温箱中度过白天，使它们有较适宜的温度萌发生长，而在夜间则使恒温箱保持在100C左右，使其生长不要过快，便于我们观察。3、空气：种子萌发是一个非常活跃的生长过程，旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要强烈的有氧呼吸作保证，尤其当胚轴开始生长时，氧气吸收量明显增加，所以待发现种子萌发并出现胚轴后，我们增加了观察频率，每次观察时都将培养皿盖打开，使足量空气进入培养皿，为种子有氧呼吸提供充足的氧气。我们尽量保证使每种浓度的种子都在一个比较相似的外界环境中，排除其它影响因素对其干扰，突出NAA对种子萌发和幼苗生长的影响。（四）观察：我们做到及时观察，增加观察次数，记录各组数据求平均值。以便更好的了解、比较种子生长状况，而且夜间采用降温方式，减少因晚间不能进行观察而形成的误差。（五）培养液浓度保持：因为水分蒸发是时刻存在的，如何保证培养皿中NAA溶液的浓度，也是实验中的关键问题：1、盖上盖子，可以减少水分蒸发，即使有水分蒸发，也大多保留在培养皿中。2、保持恒温箱湿度，恒温箱内有一定湿度可以减缓水分蒸发。3、由于本实验时间较短，所以在实验前可以在培养皿中加入适量的NAA溶液，保证能供给这些天种子萌发所需的水分，减少培养皿中生长素溶液全部被吸收后再加水分造成的误差。（六）第一组第一次实验失败原因：1、泡种子：因为不了解白菜种子萌发速度，所以第一次用生长素溶液泡了24小时，而且在室温下，致使有些种子在未移入培养皿前就有萌发迹象。2、温度：第一次实验恒温箱内温度较高，而且夜间未降温，使种子夜间大量萌发快速生长，错过观察时间。3、观察：因不十分了解种子萌发周期，所以致使观察不及时，导致种子已经大量萌发，幼苗生长一段时间后，才开始进行记录，现象差别已经不十分明显了。4、对照不明显：第一次次实验是以10-6mol/L为最大浓度，依次递减造成高浓度不够高，对种子抑制现象不明显，也是影响上次实验不能取得成功的重要原因之一。借鉴第一组第一次实验失败后总结的经验，第二组实验某些相应步骤及时作了调整和改进，同时第一组的同学没有放弃他们的研究课题，又重新制定了相应的更为合理的实验改进措施，从而取得了很好的效果，和第二组的同学一样感受到了这份成功的喜悦。十、展示交流、答辩的片段：学生做完萘乙酸对种子萌发和幼苗生长影响的这个课题后，进行了展示和交流。在交流过程中，其他没有做这个课题的同学们和专家针对实验过程和实验结果提出了相应的问题，做这个题目实验的同学进行当场答辩：生：在实验过程中用到恒温箱，恒温箱中的湿度如何保持的？答辩生：对于这个问题，我们在进行实验时，想到几种解决方法，最终采取的办法是用烧杯装有纯净水放在恒温箱中，靠水分的蒸发来保持湿度。生：培养出的幼苗怎样保持到现在(上课当天)？答辩生：放入冰箱中低温，理论依据是教材中学过的影响酶活性的条件，在低温时，酶的催化能力降低，代谢十分缓慢，基本保持原样。专家：生长素类似物为什么与生长素有相近的作用？答辩生：可能有相似的化学结构。专家：之所以作用相近，是因为各种类似物和生长素都是芳香族化合物，具有相似的环状结构。在回答同学们和专家提出的问题过程中，学生需要积极思维，特别是专家提出的问题难度较大，原因是处在高二上学期的学生还没有学习有机化学的知识，当时学生的回答只是一种大胆的猜想。十一、思考与感悟高中的好胜心和问题意识都比较强，在高中生物课中有相当一部分题目可以提供给学生进行自主探究，通过个人研究和小组合作及教师及时提供相应的信息和指导，最后同学们完全可以达到成功，这样既锻炼了学生的研究问题的能力同时又学习到了研究问题的一般方法，在研究过程中培养学生的探索意识和创新精神。以下是我在指导学生做《萘乙酸（NAA）对种子萌发和幼苗生长的影响》这一研究性课题过程中对研究性学习的思考和感悟。对学生而言：第一，要掌握必要的基础知识和基本技能。在研究这个课题之前，学生需要掌握生长素的作用机理和作用效果，需要充分地学习生长素类似物的作用，便于学生开展研究。只有具备扎实的基础知识和基本技能的基础才能在研究过程中有所发挥，有所联想，有所拓展，有所创新，也能够充分的体现出学生在自己知识库中寻找知识和运用知识的能力。第二，要有坚定的意志。在研究过程中，失败是常见的，关键是面对困难应该持什么样的态度，比如，学生在做NAA（萘乙酸）对种子萌发和幼苗生长这个课题研究时，由于课题涉及的问题是在教材内容的基础上延伸出来的，需要学生设计研究过程，学生在实验探索过程中由于没有掌握好温度这一变量，导致实验失败。可贵的是同学们没有退缩，而是总结教训，进一步改进实验方法，最后获得成功。也就是说面对困难学生应该养成知难而进的精神和面对挫折不畏惧的品质，逐步形成敢于尝试、敢于挑战权威的良好心态，把发现问题、解决问题当作表现才能的机会，把善意的失败当成成功前的磨练，从中吸取经验，总结教训，从而改进研究方法，在失败中体验，这样会有更好的成功。第三，需要积极思维。研究性学习是对已有知识的批判性考察和对未知领域的探索，