旋转导致植物生长变向的问题

精彩教师之家 2012-04-25

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生长素能够促进生长，生长素分布不均匀，就会导致植物生长方向的改变，如植物的向光生长，茎背地生长等。影响生长素分布不均匀的因素很多，本文我们主要讨论旋转对生长素分布的影响，从而导致对植物生长方向的影响。

1．在方形暗箱的右侧开一小窗，暗箱外的右侧有一固定光源，在暗箱内放一盆幼苗，随着转动物体的不同（转动速度要慢），幼苗应如何生长：

（1）花盆匀速转动，暗箱不动：_____________

（2）暗箱匀速转动，花盆不动：_____________

（3）花盆与暗箱沿同一方向，按照同一速率匀速转动：_________

（4）花盆与暗箱沿不同方向，按照同一速率匀速转动：_________

（5）花盆与暗箱转动速率不同（也不是整数倍）：___________________________

对于上面这个问题，如果我们仔细分析，还是很容易得出结论的：

由于是慢速转动，可以忽略转动离心力带来的影响。

（1）幼苗受光均匀，幼苗直立生长不弯曲

（2）花盆不转，暗箱转动，每次旋转到对光部位，都能够得到短暂的单侧光，所以向光生长

（3）花盆与暗箱沿同一方向按照同一速率匀速转动，也可以得到单侧光定期照射，所以可以受到光照影响，由于是同步旋转，所以幼苗一直对着小孔方向

（4）花盆与暗箱沿不同方向，按照同一速率匀速转动，每次得到光照都是幼苗的同一部位同一方向，所以幼苗弯曲，由于一直旋转，又不是对着小孔，不便明确表述方向

（5）花盆与暗箱转动速率不同（也不是整数倍），每次转到向光区，光照射部位不同，所以应该直立生长，不弯曲

2．把栽有小麦幼苗的小花盆放在右图所示的装置中，装置按图示方向作匀速圆周运动，则一段时间后，整个小麦幼苗的形状在图示位置时为（ B ）

花盆放在圆盘上，匀速转动，由于离心作用，远心侧生长素浓度高，近心侧生长素浓度低，茎生长素浓度高，生长快，而根正好相反，所以植物的生长应该如B。

3．对燕麦胚芽鞘进行如右图处理：若电机以低速匀速旋转，一星期后胚芽鞘能够发生弯曲的是（ D ）

A．胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽

B．胚芽鞘下部用锡箔纸遮住

C．在胚芽鞘尖端插入云母片（不透水）

D．胚芽鞘放在一侧开有一小窗的暗箱内

本题是一个综合性比较强的题目。既有单侧光照射，又有转动，锡箔遮盖，暗盒遮盖和云母片切割等。由于转速比较低，还是可以忽略离心力带来的影响。对于A，由于有锡箔小帽，所以单侧光对其没有影响；B由于转动，胚芽鞘尖端受光均匀，所以不弯曲；C一是受光均匀，二是云母片切割，所以不会弯曲；D每次转动到光照方向时，都收到单侧光定向照射，所以会向小孔弯曲生长。

如果将转速提高，则A和B都会由于转动，离心力对生长素分布产生影响，都能弯曲，而D则要考虑究竟是单侧光影响大还是离心力影响大，如果影响一样大，就不会弯曲，如果影响不一样大，就会发生弯曲。

4．右图花盆放在A斜面上，而A放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。请问A花盆中的植株的茎和根将向什么方向生长? 。

本题关键是对生长素分布有影响的两个因素：重力和旋转离心力。重力导致生长素向上运输，而离心力则导致生长素向外运输，而这两种力共同作用于植物的根和茎，因此茎和根将向什么方向生长取决与合力方向。茎生长方向与合力方向相反，而根将向离心力和重力的合力方向生长。

5．若上一题中盆底与地面成45?/SPAN>角。然后旋转圆盘使花盆水平方向所受的力与垂直方向相同。最后，保持圆盘旋转的速度长期不变，观察植物的根部生长的方向。如果要证明“旋转的力量对植物根部生长的影响同重力的影响相同”的话，植物根部生长的方向应当是下列的哪一项？

因为花盆在旋转过程中，植物根部的生长素将转移到根部的外侧，相当于根部受到的离心力水平向外，重力垂直向下，如旋转的力量对植物根部生长的影响同重力的影响相同，则这二个力的合力垂直于斜面，即植物根部垂直于斜面（如图A）。

6．有人设计了一个证明植物生长具有向性的实验（如右图所示）：把一些湿棉絮固定在木板A和B上；把三株已长出垂直胚根的幼苗按图示方式固定在木板上；把木板A垂直放在支架上，B固定在旋转器的旋转盘上（旋转盘如图示垂直放置）。把两组装置分别放在两个不透光的箱内。启动旋转器，使它沿垂直轴以每小时约四周的速度旋转。两天后观察两组装置的结果。