是誰操縱植物的生長方向

1樓：

陽光，刺激生長素的分佈

2樓：完顏沐野

植物對周圍環境的反映，最奇妙的莫過於它的生長方向。比如向日葵總是圍繞著太陽轉，又如一

粒小小的植物種子從萌芽開始，它就知道：根部應該往地下生長，而莖幹則伸向天空。這是一個極

普通的現象，可植物為什麼這樣生長，要回答還真不容易呢。

向日葵，是人人熟悉的植物。清晨，當太陽從東方生起時，它會自然而然地迎向東昇的旭日；當

日落西山時，它又轉向西方，彷彿在歡送著太陽離去。

早在100多年以前，英國著名生物學家達爾文，就在對向日葵圍繞太陽轉的現象發生了興趣。

他很想知道其中的奧祕，便做了一系列實驗，其中有個實驗很簡單，但很說明問題。

達爾文在房間裡培育了花草，當幼苗從盆中破土而出後，都會朝著透光的窗子那邊傾斜，很顯

然，光線對植物的生長方向有關係。達爾文感到很奇怪，植物的向陽生長究竟受什麼控制？

根據直覺，這種奇怪的東西可能在植物頂芽附近。於是，達爾文把幼芽的頂部削去一塊，結果情況

完全變了，幼苗雖然還朝上長，但再也不會彎向太陽光方向了。這個使達爾文相信，在幼苗的頂

端，肯定有一種神奇的物質在操縱植物的生長方向。很可惜，在當時的研究條件下，還沒等達爾文

發現這種物質，他就與世長辭了。

關於植物生長方向的研究，卻一直也沒有停止，其他科學家仍在探索中的奧祕。直到2023年，

人們終於找到了這種神奇的物質。

發現者是美國的植物學家溫特，他做了這樣一個實驗，就是將植物的胚芽鞘進行了特別處理，從中

分離出一種新奇的化合物，取名為植物生長素。生長素最大的作用是指揮生長。它在植物物體中，

根據所處的環境條件不同，如不同的光線、不同的溫度、不同的地點等，及時「釋出」命令，決定

植物各個器官應該怎樣生長，或者生長到什麼程度最適宜。由於生長素對胚胎的反映很敏感，當胚

芽鞘受到光照時，它就聚集到陰面的一側，這樣，生長素的增長和積累，就使陰面部分生長大大加

快，而受光部分則由於缺少生長素而生長較緩慢，結果導致彎曲發生。溫特斷言，植物莖或葉片的

彎曲，完全是因為生長素在組織內的不對稱分佈而造成的。

植物的向光性生長是由於生長素控制的，那麼，它又是怎樣懂得「上」和「下」的概念呢？又是

由什麼力量促使它選擇根朝下、莖朝上的生長方向？科學家們首先想到的是重力，他們認為，地球

的引力肯定是影響植物生長方向的重要原因。

人們開始在宇宙空間站栽培植物，看看植物是否還知道「上」和「下」的概念。從理論上說，在

太空失重的環境下，再加上一天24小時都有充沛的陽光，植物生長的條件比地球上優越得多。科學

家期望，空間站能結出紅棗一樣大小的麥粒，西瓜般的茄子和辣椒。但最初的實驗結果實在糟糕透

了。那是2023年在前蘇聯「禮炮——4」號宇宙飛船上，宇航員播下小麥種子後，一開始情況良好，

小麥出芽比在地球上快得多，僅僅15天，就長了30釐米長，雖然是不懂「上下」、沒有方向目標

地亂長，但終究是一個可喜現象。可是在這之後，情況越來越不妙，小麥不僅沒抽穗結實，反而枝

葉漸漸枯黃，顯示出快要死亡的症狀。

很顯然，給植物生長造成麻煩的關鍵是失重。為什麼植物對重力這麼依戀呢？按照溫特的生長素

理論可以這樣解釋：長期生活在地球上植物，形成了一種獨特的生理功能，當它受到重力刺激時，

在植物組織下部的生長素含量會大大增加，於是就使植物的根朝下生長，而莖則朝上生長。一旦失

去了重力，生長素無法彙集在適合的部位，使幼莖找不到正確的生長方向，只能雜亂無章地向下伸

展，最終導致死亡。

如果解決了失重問題，是不是能使生長素迴歸合適的位置呢？科學家決定進行深入的實

驗。要解決失重問題，最直接的方法是建立人工重力場，但在小小的空間站用這個辦法，實在很難行

通。這時，有個名叫拉西剋夫的前蘇聯生理學家提出一個建議，他說：「電對整個世界起著巨大的

作用。在地球表面，每時都通過事物的莖和葉，向大氣發射一定量的電子流。這時植物營養成分和

水的**產生很大影響。另外，地球上的土壤和植物之間，存在著明顯的電位差，有利於植物從土

壤中吸收營養。在失重情況下，植物與土壤中之間沒有了電位差，也不在向空中發射電子流，所以

就難以生存了。根據這個建議，科學家設計了一種轉向器，每兩秒中改變一次方向，也就是在兩秒

鍾內，植物從正常狀態到反方向。這就相當於在失重狀態下，植物沒有了「上」和「下」之分。回

向器上的兩個蔥頭，一個被通上電源，受到一定的電壓刺激，另一個則不通電源。結果，那個沒接

通電源的蔥頭，到了第四天。便出現葉子開始向四處分散的現象，雜亂無章；又過了2天，葉子出

現枯黃萎縮，趨向於死亡。而另一個受電刺激的蔥頭，恰恰與它的夥伴相反，就向長在菜田中一

樣，綠油油的，顯得挺拔而粗壯。

後來，科學家們將這兩隻蔥頭調換，不到一星期，奇蹟發生了。那隻快要死去的蔥頭，脫去了枯

萎的葉片，重新長出新嫩綠葉；而原先充滿生機的蔥頭，因為失去了電刺激，很快停止了生長，葉

梢變得捲曲。

電刺激實驗的成功，不僅給宇宙員帶來福音，使他們能吃到新鮮的蔬菜瓜果，同時也使科學家對

植物生長方向受誰控制的問題，有了更深刻的瞭解。

正當大家都把注意力在植物生長素身上時，美國俄亥俄州州立大學的植物學家邁克*埃文斯，提

出一個嶄新的理論。他認為，無機鈣對於植物的生長方向，起著舉足輕重的作用。因為他在研究中

發現，植物在彎曲生長過程中，無論是根冠下側部位，還是芽的上側部位，都存在著高含量的無機

鈣。那麼，無機鈣又是如何使植物辨別方向的呢？

埃文斯解釋說，因為根冠內有極為豐富的含澱粉體的細胞，而澱粉體是一種貯存大量無機鈣的場

所，在重力的作用下，澱粉會把內部的鈣送到根冠下側。這時，如果用特殊的實驗手段去阻止鈣的

移動，植物馬上會表現出不正常的生長方式。同樣，植物的芽雖然沒有冠部，但也含有豐富的澱粉

體，澱粉體也能將內部的鈣送到上側細胞裡。由於細胞的上端和下端之間，有不同的電荷，兩端電

荷的不一致引起細胞化。結果，大量被極化的細胞排列在一起，總電荷就很強，足以能吸引任何相

反電荷的鈣原子，驅使它們在體內移動，引導植物的莖幹總是向上生長，根朝下生長。

由誰控制植物生長方向？這種神奇的力量取決於什麼是無機鈣？或者是兼而有之？目前依然是一

個有待於探索的謎。

3樓：滑艾香雪

陽光啊，植物一般是趨向陽光生長的，但也有背向陽光的

4樓：登舟巴半煙

植物對周圍環境的反應，最奇妙的莫過於它的生長方向，比如從一粒小小的植物種子萌發開始，它就知道根應該往地下生長，而莖幹則伸向天空。這是一個極為普通的現象，然而植物為什麼要這樣呢?它是怎樣懂得「上」和「下」的概念呢?

又是由什麼力量促使它選擇根朝下、莖朝上的生長方向呢?怎樣解釋這種生理機制?對此懷著強烈的興趣。

科學家們首先想到的是重力，他們從物理學想到，地球的引力一定是影響植物生長方向的重要因素。當時，進化論的鼻祖達爾文曾觀察到，植物的芽和根在改變生長方向時，各部分細胞的生長速度不同，但這一切又是由誰來決定的呢?達爾文無法做出更進一步的解釋。

自從溫特發現植物生長素的祕密後，很多科學家投入到這一研究領域。他們發現，植物根總是朝著地心引力的方向生長，這同樣通過生長調節劑在根細胞裡不同的分佈來實現，於是這些學者們提出，也許有一種被稱為「平衡面」的重力感應物流向根細胞的底部，從而影響生長調節劑在細胞中的分佈。水平放置的根，其上面比下面生長快，致使根向下生長，可是這種「平衡面」究竟屬於何物?

又是如何起作用的呢?學者們一時無法知曉。

不久前，美國俄亥俄州立大學的植物學家邁克爾·埃文斯以及他的同事，提出了一個嶄新的理論：無機鈣對於植物的生長方向起著舉足輕重的作用。因為他們在研究中發現，植物的彎曲生長過程中，無論是根冠下側部位還是芽的上側部位，都存在著高含量的無機鈣那麼無機鈣又是如何使植物辯別方向的呢?

埃文期解釋說，因為根冠有著極為豐富的含澱粉體的細胞，而澱粉體是一種貯存澱粉和大量無機鈣的大莢膜，在重力的作用下，澱粉體就會把其內部的鈣送到根冠下側。這時，如果用特殊的實驗手段去阻止鈣的移動，植物馬上就會表現不按正常的方式去生長。同樣，植物的芽雖然沒有冠部，但也含有豐富的澱粉體，澱粉體也能將其內部的無機鈣送到上側的細胞中，這顯然說明，無機鈣對植物生長方向有著不可忽視的重要作用。

那麼，即然澱粉體內有許多無機鈣，而無機鈣又能在植物體內來去自如，除了重力之外，又是哪一種力量使無機鈣如此方便地上下移動呢?最近，美國德克薩斯州立大學的研究人員斯坦利·魯，在研究中發現，這是由於細胞的上端和下端之間的電荷不同，兩端電荷的不一致引起細胞極化。結果，為數眾多被極化的細胞排列在一起，總電荷就強到足夠吸引任何相反電荷的鈣原子，驅使它們在體內移動。

於是斯坦利·魯提出，由於細胞的極性帶動鈣的移動，從而導致植物莖幹總是向上生長，而根則朝地下生長。

目前科學家們的研究和爭論不在繼續，看來由推控制植物生長方向依然是一個有待於探索的謎。

是誰操縱植物的生長方向？

5樓：匿名使用者

地球的引力是影響植物生長方向的重要因素。無機鈣對植物生長方向也有著不可忽略的作用。由於細胞的上端和下端之間帶的電荷不同，兩端電荷的不一致引起細胞極化。

細胞的極性帶動鈣的移動，從而導致植物莖總是向上生長，而根則總是朝下生長。

6樓：匿名使用者

植物的枝幹為什麼往上長，根卻往地下扎，或許很少有人去思考。目前，科學家希望藉助空間科學，揭示植物的生長奧祕。

農民播種時，從來不會考慮種子在土壤裡的狀態，沒有人在意種子萌芽之後，為什麼根總是往下長，而莖幹卻是往上長。我們知道，人很容易分辨方位，因為人有一套非常複雜的感覺系統，那麼，植物怎麼分清方向呢？植物也有感覺器官嗎？

這些問題在很長時期困擾著科學家。

達爾文也沒有找到答案

當植物長到一定的高度後，把花盆傾斜，但植株仍朝上生長。

科學家們首先想到的是重力，他們從物理學角度認為，地球的引力一定是影響植物生長方向的重要因素。當時，進化論的鼻祖達爾文曾觀察到，植物的芽和根在改變生長方向時，各部分細胞的生長速度不同，但這一切又是由誰來決定的呢？達爾文無法做出更進一步的解釋。

2023年，美國植物生理學家弗裡茨·溫特做了一個實驗，他使植物的胚芽鞘一面受光，另一面對著無光的黑暗處。結果胚芽鞘的生長髮生了有趣的變化，漸漸朝著有光的方向彎曲。後來，溫特從胚芽鞘中分離出一種化合物棗植物生長素，它具有促使植物生長的功能。

當胚芽鞘受到光照時，生長素就聚集到遮蔭的一側，而生長素的積累使遮蔭部分生長加快，受光部分則由於缺少生長素而生長較慢，導致植物生長彎曲。

於是溫特認為，植物莖或葉片的彎曲是由於生長素在組織內的不對稱分佈造成的。

許多植物的生長都有向光性，但在北半球許多森林中的樹木，其主幹都是筆直朝上生長的，而太陽從來沒有在它們的正上方光顧過，況且有些樹木還是從一些被埋在見不到陽光的土壤裡萌發出來的。

重力是否為幕後的操縱者

自從溫特發現植物生長素的祕密後，很多科學家都投入到這一研究領域。他們又發現，植物根總是朝著地心引力的方向生長，通過植物生長素在根細胞裡不同的分佈來實現，於是這些科學家提出，也許有一種被稱為「平衡面」的重力感應物流向根細胞的底部，從而影響生長調節劑在細胞中的分佈。可是這種「平衡面」究竟屬於何物？

又是如何起作用的呢？科學家們一時無法知曉。

科學家認為，重力在植物的方向感知方面充當了某種重要角色，並且影響著植物的諸多表現行為，但植物究竟怎樣「感覺」到重力的牽引，並以何種方式迴應重力的牽引作用尚不清楚。

重力的牽引是如何導致植物在生長過程中的生化反應變化，又成為科學家感興趣的研究內容。

無機鈣引起了科學家的興趣

試管裡的澱粉顆粒及澱粉沉澱物被強磁場「逼」到一個遠離磁場的狹長地帶

不久前，美國俄亥俄州立大學的植物學家邁克爾·埃文斯以及同事提出了新的理論：無機鈣對於植物的生長方向起著舉足輕重的作用。他們在研究中發現，植物的彎曲生長過程中，無論是根冠下側部位還是芽的上側部位，都存在著高含量的無機鈣。

那麼，無機鈣又是如何使植物辯別方向的呢？埃文斯解釋說，因為根冠有著極為豐富的含澱粉體的細胞，而澱粉體是一種貯存澱粉和大量無機鈣的大莢膜，在重力的作用下，澱粉體就會把內部的鈣送到根冠下側。這時，如果用特殊的實驗手段去阻止鈣的移動，植物就不會按正常的方式去生長。

同樣，植物的芽雖然沒有冠部，但也含有豐富的澱粉體，澱粉體也能將其內部的無機鈣送到上側的細胞中，這說明，無機鈣對植物生長方向起著不可忽視的重要作用。

航天技術或許能揭開謎底

一些科學家推測，當植物細胞中的流動物質（原生質）在重力的作用下向下流動的時候，細胞壁上的壓力會相應地發生變化併產生某種訊號，來辨別哪是「上」，哪是「下」。

據悉，美國宇航局計劃近期用太空梭把植物種子送上天，希望揭開植物生長的奧祕。美國宇航局「生命／磁場」實驗的主要負責人卡爾·哈森斯坦說：「太空梭將把亞麻種子送上地球軌道，在那裡，將由計算機控制種子萌發時所需要的水與溫度。

種子在這種環境中，重力已經變得微乎其微了，同時，植物細胞中的原生質，以及澱粉顆粒的運動也將發生變化。」

植物在太空中生長已經不是新鮮的實驗，但這項實驗是植物首次在「人造重力」環境下生長的實驗。它將給植物生長環境提供人造磁場（相當於人造重力環境），細胞中的原生質將在人造磁場的影響下運動，包括澱粉顆粒也將「感覺」到這種磁力。科學家介紹說，顆粒本身並沒有磁性，但它們可以被磁化，如果把磁鐵靠近它們，它們會產生一個微弱的磁場，科學家可以籍此來移動澱粉顆粒。

科學家指出，研究澱粉顆粒在不同環境下的運動狀態可能有助於揭開種子萌發方向的祕密。

是誰操縱植物的生長方向

植物纏繞的方向之謎閱讀答案，植物生長方向之謎閱讀答案

植物生長方向之謎閱讀答案

植物的生長方向跟什麼有關，植物的根向什麼方向生長與種子放置的方向有關係嗎

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