高中生物研究性学习课题报告

高中生物研究性学习课题报告

塘沽区第一中学

高二、一班

二00一年十一月

实验研究课题：植物极性现象的观察

实验思考：生物课本在第四章第一节《植物的激素调节》中提到“生长素在生物体内的运输，主要是从植物形

态学的上端向下端运输，而不能倒转过来运输。”为

了验证这一理论，我们组设计了这个证明植物极性生

长的实验。

实验原理：植物的生长是有极性的。生长素（对植物的生长有调节作用）在茎内总是按一定方向从形态学上

端（原长叶的一端）输送至形态学下端（原生根的一

端），无论将茎怎样放置，给予怎样的外部条件，如

果能生长，则必在形态学上端长叶，形态学下端生根。实验材料：绿箩的茎，吊兰的茎，红线，培养盘，剪刀。

实验步骤：

1、剪取绿箩和吊兰茎，将原有根、叶除去。

2、把绿箩和吊兰的茎在节处用剪子沿斜着的方向剪断，以确保每

节茎上都留有待生根处和待长叶处。

3、在原长叶一端（形态学的上端）用红线系了几圈，作为标记，

以备实验证明。

4、接着把作好标记的一节节茎平躺着放在盛有水的培养盘中，使

其两端都泡在水中。

5、将培养盘放在阳光、温度等适宜的条件下。

6、 1到3天换一次水。不能直接用自来水，因为其中有消毒用

的氯气对植物生长不利，要在阳光下晒一晒，既可以保证水的质量，又可以保证水的温度适宜，观察其生长情况。

实验改进：

* 将一部分茎放在琼脂中培育，因为琼脂营养丰富，但效果不佳。* 剪吊兰茎时，把以前剪绿箩时每一节剪一段改为每两节剪一段，

有助于成活率提高，实际效果良好。

* 培养盘面积大，水蒸发得快，尤其是双休日两天不方便换水，植物常处于缺水状态，为解决此问题我们每天晚上把透气性好的沙布盖在培养盘上，减慢其蒸发。结果起到了一定作用。

实验结果：七根绿箩茎和两根吊兰的茎在系红线一端长叶；

三根绿箩茎和十根吊兰的茎在远离红线一端生根；其

余的未生根或长叶。

实验结论：证明植物确实具有极性生长现象。

参加实验人员：

组长：秦雯

组员：李慧、马秋玉、曲静洋、卢小川、文诣炜、王林

重力对根的影响的验证

实验思考：尽管这项实验周期较长，但实验操作简便，实验现象明显易于观察，小组成员对此项实验有浓厚的兴趣。因此，我们组决定一试。

实验原理：根在重力作用下会向重力方向生长。

实验假设：根会因重力的影响而竖直向下生长。因此，随着蚕豆的被旋转，根会绕蚕豆生长形成环形根。

实验材料：泡沫小块，刚刚浸泡发芽的蚕豆，大头针几枝，带盖广口瓶一个。

实验步骤：首先，将蚕豆四粒分别固定在泡沫块的垂直四面上，并使蚕豆芽保持水平 (如图1)。

之后，将泡沫块放入水中，使水恰好浸到蚕豆的1/2处,最后盖上瓶盖。为防止蚕豆根萎蔫，注意每天换一次水。并始终保持蚕豆的根的顶端处于水平位。即要每隔一定时间转动蚕豆种子，大约每次逆时针转45°。

实验结果观察：由于长期浸泡，大部分蚕豆都已开始腐烂，少量已长出幼根，并开始沿着蚕豆向下的蚕豆已停止生长，根尖出现锈色，并也已出现腐烂现象。因此虽个别实验材料观察到了现象，但并没有全部成功。多数因生长过程中腐烂而无法继续进行。

我组决定改进方法，重新开始实验。并用琼脂代替水作为营养基，重新验证假设。

最后结果：明显观察到蚕豆环形根的生长现象。（如图2）

实验结论：证明植物根受重力因素的影响，具有向地性。

实验人员：

组长：邵文君

组员：王哲、侯嵩臻、马婵、胡娜、孙莹、孙雪丹

实验研究课题：植物的根趋向营养土

实验的思考：通过自学，我们了解到植物体受到单一方向的外界刺激会引起定向的运动，称为向性运动。运动的方向随刺

激的方向而定。在水和肥的刺激下，植物的根会向含水

和肥量多的方向生长，称为向水性、向肥性。由此我们

设计了这个实验来验证植物的根趋向营养土。

实验原理：植物体受到单一方向的外界刺激会引起定向的运动，称为向性运动。运动的方向随刺激的方向而定。在肥的刺

激下，植物的根会向含营养量多的方向生长，称为向肥

性。

实验材料：营养土校园内普通土玻璃箱蚕豆种子（种前要泡1-2天）

实验步骤：把干土倒入玻璃箱中，并铺成与水平面成45°角，然后把蚕豆种子种入箱中，每侧各种4—5颗，每颗间距

4 厘米左右。（见图示）

实验注意：（1）种植时要贴壁种，这样便于观察。

（2）不能种得太深，深处含氧量少，不利于种子的萌发，

影响效果。然后在上面覆盖好营养土，适量浇水。

实验结果：蚕豆的根多数朝向营养土生长，有些根沿斜面生长，其实验现象非常明显的。

实验分析：通过这次实验验证了植物的根的向肥性，达到了预期的实验目的。但有的种子没有成功。主要原因是有的水浇

得太多，使普通的土区水分充足甚至多余营养土，使种

子在水分充足的条件下快速萌发，受重力因素影响，朝

下生长，从而干扰了实验。另外，一些种子种得稍深影

响生长也是原因之一。

实验结论：植物的根趋向营养生长，具有向肥性。

实验成员：

组长：李晨

组员：袁长锐、宋雨玲、高鑫、张斌、史建琦

植物根的趋向水源法

实验思考：通过自学得知，植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动，称为向性运动。如：植物幼苗的向光性生长，根的向重力性生长，等等。那么，如果在一容器的一端提供丰富的水源，植物的根一定会向水源处生长，且靠近水源处的幼苗高挺、茁壮、嫩绿，而远离水源的幼苗矮小、蔫萎、发黄。

实验原理：向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动。它的运动方向随刺激的方向而定。在单侧水源丰富的刺激下，植物的根表现出向水性生长的现象。

材料用具：浸泡过的蚕豆种子（其它豆类种子也可），玻璃缸，营养土，在盒底两侧对称扎眼的胶卷盒或其他塑料小瓶（眼不要过多、过大）。

──玻璃缸

方法步骤：

①在擦拭干净的玻璃缸中倒入营养土，摇平，使土占据玻璃缸的2/3。

②将扎好眼的塑料小盒放进玻璃缸的一端塞进土中，保证所扎眼对准玻

璃缸两侧且进入土一定距离（约3-5厘米）。

③择选两组种子，每组4～7个，且每一组种子的种类及发育程度相近。

④将种子相隔相同距离，贴着玻璃缸壁塞进土中。（见图示）

⑤把一定量的水注入胶卷盒里，尽量避免将水撒在塑料小盒外。

⑥最后将玻璃缸放置在温暖的地方，并每天浇大约半瓶的水。

实验结果分析：通过这几天的观察和测量得出：虽然植物的根同时也向两侧生长，但总体上还是向水生长。一些同学的实验结果为：从第一颗种子

到第三颗种子，无论是根还是幼芽，其长度都是呈依次递增的趋势，而第四颗却很矮小。而一些同学的实验结果显示，第三颗生长的最好，第二颗次之，第一颗和第四颗发育的都不太好，其表现为矮小，发黄。对于这种状况，我们结合书本知识分析其原因：是因为种子离水源太近，会导致种子因水分过多对氧气吸收不足生长缓慢，因此第一颗没有第二颗发育的好；而只是氧气充足，水分不够，种子依旧不会发育的很好，因此第四颗种子远不及第三颗长的好。而几个同学的不同结果的产生是由于我们摆放的种子的距离和所浇的水量个不相同造成的。但总体来说，在靠近水源的地方，植物的幼芽生长的迅速，且健壮、绿嫩；在离水源远的地方，植物的幼芽生长的缓慢，且发黄、矮小。

实验结论：充分证实了植物根的向水性，说明了植物具有向性运动。

实验小组成员：

组长：冯莹

组员：白瞳、崔胜刚、崔雅洁、何双魁、王磊、李俊、赵徽

植物向光性实验的验证

实验思考：植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动称为向性运动。向光性使植物的茎、叶处于最适宜利用光能

的位臵，有利于接受充足的阳光而进行光合作用。由

此可以设计两组实验进行对比。第一组植物受单向光

刺激；第二组植物不受单向光刺激。结果应该发现胚

芽鞘在受到单侧光照射时，弯向光源生长；如果将胚

芽鞘的尖端用一个锡箔小帽罩起来，胚芽鞘则直立生

长。

实验原理：向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动。它的运动方向随刺激的方向而定。在单侧光刺

激下，植物表现出向光性运动。

实验用具：小麦种子、琼脂、清水、培养皿、锡箔纸、天平和砝码、大烧杯、不透光的纸盒(可用黑纸贴在纸盒表面)、

塑料小盒、剪刀、解剖针、胶带。

实验步骤：

1、实验前一、二天将干燥的小麦种子放入盛有清水的培养皿中浸

泡。

（浓2、用天平称量出3.6克琼脂粉，用大烧杯量取400毫升清水，

度为0.9%）将琼脂倒入烧杯，加热至杯中无沉淀物。

3、将熬好的琼脂倒入塑料小盒中，稍静臵，将泡好的小麦种子撒

入琼脂中，盖上盒盖，放在不透光的纸盒中，蔽光四天。

4、用锡箔纸围绕解剖针卷成长约2厘米、顶端封闭的小帽，套在

已长成的其中一些胚芽鞘顶端（对照组）。其余胚芽鞘保持原

样（实验组）。

5、在不透光的纸盒与胚芽鞘高度相近的地方挖一个的小孔，把塑

料小盒放入其中，封住纸盒口。

6、两天后，取出塑料小盒，观察现象。

实验结果：植物向光性生长现象不明显。

实验分析：实验失败主要有以下几点原因：

1、播撒小麦种子无规则，致使长出的胚芽鞘位臵混乱，不便分组对照。

2 、小麦种子蔽光生长时间过长，使胚芽鞘生长过长并且尖端已长出幼苗，致使后面的向光性实验现象不明显。

对下一轮实验的改进：

通过第一轮的实验经验及所犯的错误，我们对第二轮实验的进行有了一些改进。首先，挑选种子时，挑选一些饱满的种子。其次，在播种小麦种子的时候，使其之间有一定间距，并且使之横成行、纵成列排列，保证每颗种子的生长空间。在给胚芽鞘分组时，去除劣质的和长势不好的，保留优质的粗壮的胚芽鞘，并以塑料小盒的中线为边界，一边罩上锡箔小帽，而另一边则保持原样，以便对照。再次，对小麦种子的蔽光生长时间进行限制，由4天缩短为2天，即在胚芽鞘长出1到2厘米时，停止蔽光，以便使接下来的向单侧光照方向弯曲现象更加明显。

实验小组成员：

组长：信彧组员：曹宁、邵洁、王宁、王辉春、杨东峰

重力对根的作用反应在伸长区部分的验证

实验思考：在初中生物课中，我们曾接触过关于植物的根的有关知识。并在这一章节的动手实验中曾要求验证“根的生长主要作用在伸长区”，但由于条件制约我们并没有付诸实验。高中生物课又涉及到了关于根的向地性生长的知识，所以我们做了这样一个实验，不仅验证重力对根的影响，而且可见其作用主要反应在伸长区。

实验原理：植物的根具有向地性。

实验材料：已发育约1cm长的根的蚕豆种子、浓度为0.9%琼脂块、清水、君子兰土、空玻璃瓶、碳素笔。

方法步骤：取根长约1cm左右的蚕豆种子，用碳素笔在其根部约每隔1mm处作一标记，共作10处标记。（见图示1）

然后分别放入装有琼脂、水、土的玻璃瓶中，将瓶盖盖好。放于温度适宜、避光的环境中，简单的实验操作结束了。接下来的任务便是静观其变了。

结果分析：蚕豆种子在琼脂中早期长势良好，这是由于空气与水份的比例恰好适宜种子的生长，而水中的空气较少，所以蚕豆种子在水中生长得很慢。土壤中由于各种养料齐全，虽在前期较琼

脂中种子生长速度缓慢，但后期长势良好。基于以上因素，由于我们所做的是短期实验，观察现象需要明显，所以选择种子在琼脂中生长较为适宜。

蚕豆种子的根的伸长部分主要集中在第一个标记处，第二条标记以上部分有明显凸起（即根毛），所以确定这一部分为成熟区，由根尖处成熟区往下即为伸长区，所以确定蚕豆种子根的受重力因素的影响主要反应在伸长区部分。（见图示2）

结论：重力对根的作用主要反应在伸长区

实验组成员：

组长：刘婷婷

组员：周爽、岳海鹰、王英龙、唐平凡、唐昭

植物根向地性的验证

实验思考：在书中“植物向性运动”一课中，提到植物根的向地性生长，讲到植物根的向地性生长属于植物的向性运动，在植物生长中具有重要作用。并在课本中有此插图。我们决定选做此实验，亲手验证向地性运动的存在。

实验原理：通过不同位置的种子生长出的根都指向重力方向，证明植物根向地性运动的存在。

实验器材：24个培养皿，一个500毫升的烧杯，玻璃棒，天平，电炉子，胶带。

实验材料：琼脂粉末，48颗经水浸泡过的黄豆种子。

实验过程：

1）首先配置0.9%的琼脂溶液，在大烧杯里配置大约400毫升，经计算得出x / 400g =0.9% x=3.6g 用天平称取3.6g琼脂粉末倒入烧杯中加少量凉水搅匀，之后再加入热水至400ml（为了缩短加热时间）。

2）把烧杯放到电炉子上面加热，并用玻璃棒不断搅拌。加热20～30分钟，至琼脂溶液较粘稠为止，取下烧杯。

3）将加热好的琼脂溶液倒入12个玻璃皿中，放在一边晾凉。

4）待琼脂还未完全凝固时，将黄豆按每个培养皿4颗分别放入，并且放于培养皿的不同位置上（如图）。琼脂凝固后便可将豆子固定住了。

5）将另外12只培养皿当作盖子放上去，并用胶布将两只培养皿的接口粘好。并在胶布上写一个“上”字，方便以后的观察。在标签上写上日期及组号，贴在玻璃皿底部。

6）将12套培养皿竖直放入纸盒中，保持“上”字朝上，避光保存。

实验结论：种子的根全都向重力方向生长。充分验证了植物的根向地性生长，在不改变其他条件的情况下，植物的根向重力生长，这样有利于根向土壤深处生长，有利于植株的固定，有利于植物从土壤中吸收水和无机盐。

实验延伸的思考与实践：在试验过程中，我们注意到要想实验成功的关键就是注意不要转动培养皿。这样，我们想到如果将一组培养皿经几天顺时针转动一次，使种子的方向不断变换，经过几次的转换位置，根苗不受培养皿转动影响，始终向下生长，不久根苗就可绕成圈儿形，更加验证了植物根的向地性生长。我们尝试验证想法，结果取得成功。

实验成员：

组长：曹永根

组员：杨磊、阚光远、胡崇相、李骞、赵鹏

激素对植物生长的影响

实验思考：通过自学，我们对标题《植物激素调节》产生了兴趣。植物产生向性运动的原因既有外界原因又有内在原因。其内在原因是否受激素的调节呢？我们想通过实验进行验证。书中提到生长素，但实验用它不好获得，可用人工生长素类似物替代。我们选用了萘乙酸（实验药品商店或实验室就有）。

实验原理：利用植物的向光性。

实验假设：若涂抹适量浓度的萘乙酸后，植物生长有明显的向光性，则说明植物激素对植物生长有作用。

实验器材：烧杯、天平、剪刀、药匙、牙签、玻璃棒、塑料盒（带盖）

实验药品：琼脂粉、萘乙酸

实验材料：浸泡过两三天的小麦种子或玉米种子

实验过程：

1、配制0.9%的琼脂溶液：称量、加水、熬至稀糊状，大约半小

时。分装在几个小塑料小杯中。

2、冷却后放入几粒小麦种子或玉米种子。

3、将种子保持在合适的温度下并避光，让其生长。

4、配制一定浓度的萘乙酸溶液

5、玉米开始发芽，胚芽鞘竖直向上。挑取一竖直胚芽鞘剪去其上

部2-3mm,将萘乙酸涂于胚芽鞘一侧。

实验应有的现象：一段时间后，胚芽鞘出现向未涂萘乙酸的一侧弯曲，证明涂萘乙酸一侧胚芽鞘生长速度比未涂萘乙酸的一侧生长得快。从而得到结论：植物激素对植物的生长有影响。

对实验结果分析即展望：我们的实验没有看到预期的结果。分析原因，主要是萘乙酸的浓度掌握不好。因其浓度非常低，配制时量很难掌握。书本中记载：生长素有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。所以，常老师和实验室宋老师帮助我们到环保局用分析天平称量固体萘乙酸的量。正在继续实验中。虽然我们还没有取得最后的成功，但我们不气馁，一定会进行到底。

实验成员：

组长：刘畅

组员：赵晟、李斌、赵易新、周庆亮、白瞳

*在汇报前一天该组经过努力取得了成功。萘乙酸浓度为10-6mol/l 时，对去除胚芽鞘尖端的玉米幼苗和去除顶端的蚕豆幼苗有明显的促进生长的作用。