植物為啥莖向上根向地？

自從接觸《生物學(xué)》這門課程后，我就非常熱愛這門學(xué)科。為什么含羞草的葉片受到刺激時它會“彎腰低頭”害羞起來?為什么向日葵金黃色的圓盤總是朝著太陽微笑?為什么捕蠅草會像機靈的青蛙一樣捕捉葉子上的昆蟲?這些都是生物電的功勞。更有意思的是，如果我們把一個生長的植株橫向或倒立放置時，莖端彎曲后永遠(yuǎn)向上生長，根永遠(yuǎn)向地生長。帶著好奇和疑問，我查閱了相關(guān)的資料，原來植物發(fā)芽后在處于直立狀態(tài)時，對稱的兩側(cè)之間不產(chǎn)生電位差，但如果保持水平狀態(tài)，則下側(cè)對上側(cè)可產(chǎn)生10mV的正電位差，這種現(xiàn)象稱為“地電效應(yīng)”。

通過實驗來研究植物芽的“地電效應(yīng)”。開展鈣離子積累的實驗研究，解釋地電效應(yīng)產(chǎn)生的原因及過程。

1 選用顆粒飽滿、均勻的玉米、小麥、豌豆和黃豆4組(每組20粒)種子，并用80％的酒精浸泡消毒10分鐘，再用蒸餾水反復(fù)沖洗至干凈。然后將種子均勻放在下面鋪有吸過飽和自來水濾紙的帶孔塑料筐上，1組1個塑料筐，并在溫度20℃、相對濕度為80％的黑暗中培養(yǎng)。植物芽去除頂端后，對地電效應(yīng)的影響研究。測定其豎直和水平放置時的地電效應(yīng)數(shù)值。

生長素和鈣離子對植物芽地電效應(yīng)的產(chǎn)生都具有非常重要的作用。當(dāng)植物芽水平放置時，受到重力的影響，其鈣離子向下側(cè)運輸、積累。這個過程中需要消耗大量的能量，生長素的作用就在于促進(jìn)細(xì)胞的呼吸作用產(chǎn)生大量能量，加速鈣離子向下側(cè)的運輸、積累，進(jìn)而引起地電效應(yīng)。鈣離子在下側(cè)面的積累又吸引更多的生長素到芽的下側(cè)面。沒有生長素或植物芽尖端就沒有能量來完成鈣離子向下側(cè)的運輸、積累，也就不能產(chǎn)生地電效應(yīng)。

通過實驗，我們可知地電效應(yīng)的成因有3個要素：生長素、重力和鈣離子。它們分別扮演著各自的角色。啟動地電效應(yīng)這個植物生命運動的鑰匙是重力，為這個植物生命活動過程提供能量的是生長素，電位差的直接產(chǎn)生者是鈣離子。這3個要素齊心合力，共同作用，就形成了所謂的“地電效應(yīng)”。