植物的向性

國中生物沿保留的莖中心線整合生長點的向光性和向重性

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關於此實驗

在定向光照下使莖生長,然後移動光源並觀察新的生長方向。保留燈光切換前形成的路徑,同時比較對光的反應、對重力的反應和初始傾斜角。

學習目標

  • 區分定向生長與旋轉已長成的植物。
  • 比較向光性轉向與向上生長的向重性轉向。
  • 設計一次燈光切換前後的對照試驗。

使用方法

  1. 1在側向光照下讓莖生長24小時。
  2. 2現在切換燈光,並繼續朝相反方向生長。
  3. 3關閉向光性反應後重複實驗。
  4. 4從黑暗中傾斜的莖開始,比較重力的影響。

模型

光照和重力都會影響頂端轉向。
頂端會新增一條中心線,而不是旋轉既有路徑。

假設

  • 二維生長點以選定的恆定速率伸長。其角速度由朝向光源的正弦反應和朝向垂直方向的正弦反應共同決定。
  • 採用固定步長為0.1小時的RK4方案對方向和位置進行積分,並在預定的燈光切換時刻精確地分割一個步長。
  • 僅支援一次切換。切換前的中心線保持不變;只有之後的頂端生長會跟隨新的光照方向。
  • 反應係數、幾何形狀和生長速率僅供示例說明。模型未解析生長素運輸、組織力學、環旋運動或生長區的重新分布。
  • 編輯預定切換可以比較不同的生長歷程。立即切換操作使用目前時間,並且在該事件已執行後會被停用。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1燈光換到另一側後,為什麼舊的下部莖段應該保持原位?
  2. Q2重力和光照如何相互競爭,從而決定非垂直的生長方向?

常見問題

改變光照會讓整個枝條旋轉嗎?

不會。預定切換會改變之後的生長方向,同時保留先前的中心線。

這是生長素運輸模擬嗎?

不。這是一個明確的定向生長模型。個別的激素實驗比較的是簡化的差異伸長處理。