植物的向性

初中生物沿保留的茎中心线整合生长点的向光性和向重性

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关于此实验

在定向光照下使茎生长,然后移动光源并观察新的生长方向。保留灯光切换前形成的路径,同时比较对光的反应、对重力的反应和初始倾斜角。

学习目标

  • 区分定向生长与旋转已长成的植物。
  • 比较向光性转向与向上生长的向重性转向。
  • 设计一次灯光切换前后的对照试验。

使用方法

  1. 1在侧向光照下让茎生长24小时。
  2. 2现在切换灯光,并继续向相反方向生长。
  3. 3关闭向光性反应后重复实验。
  4. 4从黑暗中倾斜的茎开始,比较重力的影响。

模型

光照和重力都会影响顶端转向。
顶端会添加一条新的中心线,而不是旋转已有路径。

假设

  • 二维生长点以选定的恒定速率伸长。其角速度由朝向光源的正弦响应和朝向垂直方向的正弦响应共同决定。
  • 采用固定步长为0.1小时的RK4方案对方向和位置进行积分,并在预定的灯光切换时刻精确地分割一个步长。
  • 仅支持一次切换。切换前的中心线保持不变;只有之后的顶端生长会跟随新的光照方向。
  • 响应系数、几何形状和生长速率仅供示例说明。模型未解析生长素运输、组织力学、环旋运动或生长区的重新分布。
  • 编辑预定切换可以比较不同的生长历程。立即切换操作使用当前时间,并且在该事件已执行后会被禁用。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1灯光换到另一侧后,为什么旧的下部茎段应当保持原位?
  2. Q2重力和光照如何相互竞争,从而决定非垂直的生长方向?

常见问题

改变光照会让整个枝条旋转吗?

不会。预定切换会改变之后的生长方向,同时保留此前的中心线。

这是生长素运输模拟吗?

不。这是一个明确的定向生长模型。单独的激素实验比较的是简化的差异伸长处理。