关于植物向光性原因的探究.DOC

关于植物向光性生长原因的探究 高二（19）班 林勰宇 选题原因 在一次生物课上讲到植物激素时，老师介绍到了生长素（IAA、PAA、IBA）对植物向光生长的影响，向光一侧的生长素多，所以植物向光一侧的生长速度比背光一侧要快，所以植物会向光生长。 但是老师同时又提到关于植物向光生长的另一种观点：二十世纪八十年代有学者根据用胡萝卜和向日葵所做的实验结果提出，植物向光生长是由于单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀引起的。 最后老师告诉我们：关于植物向光生长的原因，目前还无定论，有关的研究还在继续。这引起了我的极大兴趣，于是我想做一番探究。 探究过程 （1）查找资料 我从相关书籍和网络上查找有关资料，进行了初步的猜想，并打算在假期通过实验和观察来探究正确的答案，提出自己的观点。 （2）进行实验 寒假的到来让我有充裕的时间来完成我的课题，我决定观察蒜苗的生长并做好记录，用进行对照试验的方法来导出最终的结论，因为用蒜苗来进行试验既方便又便宜，便于观察和记录。 我设置了一个实验组和三个对照组，并对变量进行了控制。实验组的大蒜生长在土壤中和阳光下，我把它编号为①，其余三个对照组大蒜的生长条件分别为有土无光、无土有光、无土无光，编号为②、③、④。我每天观察蒜苗的生长并认真做好记录： （3）整理数据 从表中可以很明显地看出，在有光情况下生长的蒜苗，都很明显地出现了向光生长的趋势，而在黑暗中生长的蒜苗无明显向光现象；在土壤中生长的蒜苗比在水中生长的蒜苗更粗壮且向光现象更明显（这可能是由于在水中种植时未加入营养液而导致的营养不良和无法合成所需的某些物质所造成的，也可能是由于放置实验组和对照组时的疏忽而造成的阳光照射角度差异而导致的）；最值得注意的是，在黑暗中生长的蒜苗普遍比在有关条件下生长的蒜苗长得高。 （4）得出结论 于是我开始进行推论： 我们知道蒜苗在生长拔高是生长素和抑制生长素相互作用的表现。首先，蒜苗在黑暗中长得快、直立、瘦弱，说明蒜苗生长均匀无向光，相比之下蒜苗在阳光下长得较矮而茎杆却十分粗壮且出现了向光生长现象，这说明在阳光下抑制生长素分泌量增加、生长素分泌减少或是抑生长素增加幅度比生长素增加幅度大，抑生长素所占的比重增加，这时抑生长素的效果比生长素更加明显，我们看到的主要是抑生长素的作用效果。蒜苗向光一面长得慢，这说明生长素分布不均匀或是抑制生长素分布不均，也可能是两者都有。生长素的运输是极性运输，属于主动运输，需要消耗能量。 到底是什么原因呢？这时我从网上找到的资料让我眼前一亮： 关于植物向光性原因的争议 　　长期以来，人们认为植物向光性生长是由于生长素分布不均匀造成的。有关原因课本和上述资料中已有详细介绍。 　　20世纪80年代以来，有学者在对向光性生长的植物器官向光和背光面生长素含量进行精确测定后，发现两侧并没有差别，如下表。 IAA在向光和背光面的含量比较 器官 IAA分布 测定方法 向光一侧 背光一侧 黑暗对照 绿色向日葵下胚轴 51 49 48 分光荧光法 绿色萝卜下胚轴 51 49 45 电子俘获检测法 黄花燕麦芽鞘 49.5 50.5 50 电子俘获检测法 　　因此，有人提出，是单侧光刺激导致生长抑制物质在向光一侧积累,从而造成植物向光性生长的。例如，引起萝卜下胚轴向光性的抑制物质可能是萝卜宁和萝卜胺，引起向日葵下胚轴向光性的抑制物质可能是黄质醛。但是，至于这些抑制物质究竟是什么，目前还没有定论。 终于找到了有关于课本上提到的实验相关的数据。 根据这则资料，我重新把思路理清：在阳光照射下，植物的生命活动加强，生长素和抑生长素分泌量都增加，或者是抑生长素分泌量增加得快，或者是抑生长素作用的效果更加明显。 而从上表来看，植物之所以会产生向光现象，主要是因为抑生长素。从另外一方面看，1910年詹森和1914年拜尔的实验中并未考虑到抑制生长物质所产生的影响（科学界当时对抑制生长物质的了解还不多，所以詹森和拜尔以及其他同时代科学家都将抑生长素对植物产生影响的可能性排除在外），所以是不完善的。 再后来，课本上介绍到这方面的实验时，提到了一种在植物茎中央插上云母片阻断生长素的运输使植物直立生长的情况来向同学们展示生长素的作用效果。但是课本同样忽视了插入云母片对抑生长素的运输同样有阻碍作用，所以同样有所欠缺。 所以如果按照上面所说，抑制生长素在向光中期主要作用，那么植物向光面长得慢就说明向光面抑生长素多（主要原因），从而导致植物向光生长。虽然还有很多情况，但是从实验和所找到的数据来看，上三段所得出的结论：“植物的相关性生长，是由于单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀引起的”可能性是最大的，因此我将它作为我的探究的最终结果。 （5）进行总结 我的课题是在做实验观察的基础上，利用