探究吲哚-3-丁酸对蚕豆、大蒜根和芽生长的影响

周臻华

(江苏省前黄高级中学 213161)

不同浓度的吲哚-3-丁酸都能促进植物生长吗？是否吲哚-3-丁酸浓度越大，促进效果越明显？在学习完“人教版必修3的第3章第2节生长素的生理作用”后，兴趣小组的学生想知道除了燕麦胚芽鞘做实验效果良好外，按照容易取得、操作简单、效果明显的原则进行选择，还可采用哪些材料？笔者和兴趣小组一起采用蚕豆芽尖、蚕豆根尖和大蒜根尖，尝试进行探究实验。

1 材料和方法

1.1 仪器准备 电子天平、100 mL小烧杯、玻璃棒、移液管、洗耳球、100 mL的容量瓶、量筒、250 mL的棕色磨口瓶、直尺、剪刀、绘图纸、标签纸、蒸馏水、蚕豆和大蒜、1g小瓶装的吲哚-3-丁酸粉末。

1.2 材料培养 蚕豆的培养：上年生干蚕豆用清水浸泡48h，在此期间换水2～4次。待蚕豆吸水饱满后，挑除坏豆，倒掉清水，剩余少量在容器底部，上面用湿毛巾覆盖，每天用清水清洗蚕豆1次，在室温下培养(10℃～25℃)4～5d，待根长至5 cm左右，可以进行实验。

大蒜的培养：市场上采购的大蒜通常都是用抑芽丹处理过的，处于休眠期，为了打破休眠期可以采用如下方法：用低浓度的赤霉素浸泡大蒜的鳞茎座或将大蒜浸泡在清水中24 h，然后将大蒜的形态学下端浸没在清水中进行培养。每天添加适量的清水，3～4 d后，根长至5 cm左右，可以进行实验。

1.3 试剂配制 称取0.01 g吲哚-3-丁酸，倒入100 mL小烧杯中，加少量的无水乙醇用玻璃棒进行搅拌直到完全溶解，加入蒸馏水定容至100 mL，配制成0.1 g/L即(10-1g/L的吲哚-3-丁酸母液。取10 mL母液加蒸馏水定容至100 mL，就配制成0.01 g/L即10-2g/L的吲哚-3-丁酸溶液。再依次配制成10-4、10-6、10-8、10-10、10-12系列浓度梯度的吲哚-3-丁酸溶液。分别装入不同标签的棕色磨口瓶中待用。进行生长长度的判断还需要有一个对照，故需要设置一个不添加吲哚-3-丁酸的清水作为对照组。

1.4 实验步骤 ①剪取材料：将长势良好的蚕豆或大蒜的幼根或幼芽的尖端4 mm切下(产生生长素的部位)，将剩余的10 mm的根或者芽(与尖端接近的一端)剪下待用；②将备用的实验材料每5个为一组分别放进盛有不同浓度吲哚-3-丁酸溶液的小烧杯中，保持室温条件下避光培养2 d，间隔12 h进行生长长度的测量；③统计数据和绘制曲线；④分析数据，得出结论。

2 结果和分析

2.1 不同浓度吲哚-3-丁酸对蚕豆根生长的影响 分别对一段时间后不同材料生长长度进行测量，计算生长长度的平均值。

图1 吲哚-3-丁酸对蚕豆幼根的生长的影响

图1 为在不同浓度吲哚-3-丁酸溶液中培养2 d后蚕豆幼根生长情况，初始长度为10 mm。从图1可以看到，在0→10-10g/L浓度范围内，随着吲哚-3-丁酸溶液浓度继续增大，促进作用逐渐加强；超过10-10g/L，随着浓度继续增大，促进作用逐渐减弱。浓度增大为10-2g/L时，表现为抑制效应。

2.2 不同浓度吲哚-3-丁酸对蚕豆幼芽生长的影响 分析蚕豆芽生长长度柱形图(图2)，得出：从0→10-6g/L浓度范围内，随着吲哚-3-丁酸溶液浓度继续增大，促进作用逐渐加强；超过10-6g/L，随着浓度继续增大，促进作用逐渐减弱。但在实验中始终未出现抑制效应。

图2 吲哚-3-丁酸对蚕豆幼芽生长的影响

2.3 不同浓度吲哚-3-丁酸对大蒜幼根生长的影响 图3 显示了各实验组大蒜幼根的生长长度，从图中可以看出，大蒜幼根的生长与吲哚-3-丁酸浓度呈倒U字形关系。低浓度(<10-12g/L)时促进生长，高浓度(>10-8g/L)时抑制生长。

图3 吲哚-3-丁酸对大蒜幼根生长的影响

综合上述实验结果可以看出，以蚕豆幼根和大蒜幼根为实验材料的小组均能得出实验结论是生长素类似物的生理作用具有两重性，即在一定范围内，低浓度的生长素类似物促进植物生长，高浓度生长素类似物抑制植物生长。以蚕豆幼芽做实验的小组，能得出实验结论是一定浓度条件下，随着生长素类似物浓度改变都促进其生长，关于能否抑制其生长还将进一步的探索。将蚕豆的幼根和幼芽实验结果进行对比得出结论：同种植物不同器官对生长素类似物的敏感性不同，根较敏感，芽较迟钝。将蚕豆幼根和大蒜幼根实验结果进行对比得出结论：不同的植物生长所需要的生长素类似物的最适宜浓度是不同的。