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植物的向光性运动实验设计

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2013年6月17日

植物的向光性运动
一 摘要：
向性运动是植物受单向外界的刺激而引起的定向运动，其运动的方向随刺激的方向而定，单侧光刺激下，植物表现出向光性运动,本文主要通过设计全光照和单侧光照对向日葵的定期处理，体现出光照对植物的影响，以及阐明植物的向光性运动机理。
关键词：植物；向光性；单侧光；全光照；生长素；
课题组成员： 李红艳 兰丽君 陈双翠 马淑媛 刘惠林 黄彩萍
二、选题背景及论证
生物科学是一门实验性很强的学科，在生物教学中离不开生物实验。人教社出版的高中《生物》教材中除编写了验证类实验外还有探究性实验，注意了科学发现过程的教学，试图通过探究性实验培养学生初步具有实验设计能力。其中的“植物向性运动的实验设计和观察”就是其中一例。因为这部分的内容资料比较少，也缺乏现成的经验，在教学中把握困难，所以在学校的研究性学习课程开设中设此题目。为教学积累经验、素材，在实践中使学生对教材知识更加理解，通过模仿、探究，学会设计植物向性运动实验方法，学会观察植物的向性运动。所选用的葵花在市场中很容易买到，并在实验室中栽培管理方便。见效快，效果明显。在对原实验的改动中有利于培养学生的实践能力和创新精神。
植物的向光性反应的机理至今仍未完全揭示和证实。植物生长发生定向弯曲的现象称为向光性(phototropism)。植物感受光的位置主要有茎尖、根尖、胚芽鞘尖端、叶片或生长中的茎。本文主要介绍绿色植物向日葵在单侧光下和全光照下的不同生长状况，从而得出光照及植物的向光性运动对植物的生长发育有重要的作用
三、研究过程及结果
（一）课题组所制定的研究计划
1、 研究的目的与意义
（1） 设计植物的向光性和根的向地性的设计方案
（2） 观察植物的向光性和根的向地性现象并记录分析。
（3） 通过共同设计和研究观察，使学生学会合作、交流、互相学习。
（4） 培养动手能力、科研意识、创新精神。
2、 研究步骤
（1）使学生明确研究学习本课题的目的。.
（2）组织同学阅读教材和相关书籍。
（3）上网查询，了解相关信息。
（4）咨询老师，讨论研究。
（5）设计出方案定稿。
3、 任务分工
（1）研究讨论实验设计方案，日常观察：全组同学
（2）资料查询：陈双翠 兰丽君 李红艳
（3）实验报告撰写：刘惠琳 黄彩萍
（4）摄影、打印：马淑媛
（二）实验方法及结果
1、实验材料用具：葵花种子若干、锡纸、不透光的纸盒2个，营养钵4个、剪刀、胶带、培养土等。
2、实验原理简述：植物的向性运动是植物受到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方向而定。在单侧光刺激下，植物表现出向光性运动。
3、实验设计及观察结果 ：
（1）准备好4个装满泥土的营养钵，把葵花种子均匀地播种在土壤中，浇水。放在温暖、光线充足之处，等待发芽。五天后，幼苗从土壤中钻出来，如图-1-。

图-1-

（2）再三天后把实验组与对照组的营养钵放入纸盒中，用锡纸封存好，如图-2-。

图-2-
（3）再三天后打开盒子观察，所有的幼苗均直立生长。但出现叶子干枯，茎个别萎焉的现象，如图-3-。

图-3-(左边为对照组，右边实验组)

（4）把实验组幼苗放入纸盒中，用锡纸封存好， 在向光处挖一个直径3厘米的小洞，对照组幼苗放在全光下，如图-4-。

图-4-(左边为对照组，右边实验组)

（5）五天后打开盒子观察，实验组的幼苗向小洞方向弯曲生长，对照组的幼苗直立生长，如图-5-。

图-5-（左边为对照组，右边实验组）

上述现象是单侧光能引起生长素分布不均造成的，向光一侧生长素分布得少，背光一侧生长素分布得多，生长得快，所以弯向光源生长。
四、结论与分析
经过一个月的培养处理，实验组与对照组相比较，实验组幼苗发生了不同程度的向着单侧光照射方向的弯曲，对照组在直立生长。并且完全遮光植物幼苗，直立生长，但由于纸盒中的空气流通性差，温度低，植物生长速度很慢，时间长后出现叶子干枯，茎个别萎焉的现象。
所以，植物的生长具有向光性，植物的向光性是因为生长素分布不均匀而引起。生长素能促进植物的生长速度，背光的一面生长素分泌过多，植物的生长速度就加快，因而植物就会向光弯曲生长。
为此我们进一步理解了向性运动是植物受外界刺激而引起的定向运动。向性运动是植物对外界环境的适应性。
参考文献
[1] 《植物生理学》高校板
[2] 《教学参考书》人教板上册
[3] “研究性课题”的教学组织.党凤良.《生物学通报》2001.4
[4] 植物的向性运动和生长素的发现.王春易.《生物学通报》2001.9
[5] 如何指导中学生从事研究性课程的理论性课题研究.张力.《生物学教学》2001.6
[6] 研究性和探究性问题提出的若干原则.许长广.《生物学教学》2001.8
[7] “ 水分和无机盐通过导管向上运输”实验探究的设计 陈铎 杨丽娟《生物学教学》2001.8
[8] 植物光敏素的生理作用.邢勇.《生物学教学》2001.1
[9] 《植物光形态建成》.（日）尾田伊治著

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