綠豆芽失重時“何去何從”

李帛霖

太空中失重狀態(tài)下的綠豆芽將如何生長？是不是像習(xí)題里所講的那樣沿水平方向生長？

為弄清這個問題，我在生物老師的幫助下進(jìn)行了探究。

一、制作簡易回轉(zhuǎn)器培養(yǎng)箱

為了完成太空中失重狀態(tài)下的綠豆芽實(shí)驗(yàn)，我設(shè)計(jì)制作了用不銹鋼管（或PVC水管）、不銹鋼條、螺絲、培養(yǎng)水槽組成的回轉(zhuǎn)器培養(yǎng)箱。

1.培養(yǎng)器

旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器和固定培養(yǎng)器最初設(shè)計(jì)時打算從直徑為45mm的不銹鋼管截下長度為20mm的兩段后，再用3根不銹鋼條把這兩段連起來，后來在實(shí)際制作時，改成了直接在不銹鋼管上挖孔留條。

2.培養(yǎng)水槽

用透明的亞克力板作為制作材料，然后用502膠水粘接。

3.旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器動力

4.綠豆芽固定生長裝置

在海綿的中心劃出一道縫，把綠豆芽放入其中。海綿有彈性，不僅能“藏”水分，還能很好地固定綠豆芽。

5.恒溫、定時灑水裝置

將豆芽機(jī)改裝成恒溫、定時灑水裝置。該裝置每10分鐘灑一次水，同時將溫度控制在25℃左右。為了讓它在培養(yǎng)箱內(nèi)也能保持恒溫，我在該裝置內(nèi)加了一塊PTC加熱片，并在培養(yǎng)箱的內(nèi)壁加了一層隔熱泡沫。

6.培養(yǎng)箱中的氧氣供應(yīng)

為了保證生長中的綠豆芽能有充分的氧氣供應(yīng)，在培養(yǎng)箱蓋上鉆一個孔，讓箱內(nèi)的空氣保持對流。

二、探究過程

1.利用豆芽機(jī)培育綠豆芽。

2.將長約1cm的綠豆芽固定在海綿上，再把它固定在回轉(zhuǎn)器上。

3.安裝設(shè)備，插電工作。

4.每天觀察、記錄試驗(yàn)結(jié)果。每天上午10點(diǎn)左右觀察試驗(yàn)組和對照組綠豆芽的根和莖的生長情況，用相機(jī)拍攝儲存在電腦內(nèi)，并標(biāo)明拍攝日期。

5.多次平行試驗(yàn)。每次培養(yǎng)周期內(nèi)的對照組和試驗(yàn)組分別設(shè)置三個平行組，至少進(jìn)行五個周期的培養(yǎng)觀察試驗(yàn)。每個周期按天分別用相機(jī)記錄試驗(yàn)結(jié)果，并及時存入電腦。

6.分析結(jié)果，得出結(jié)論。對電腦內(nèi)貯存的圖片進(jìn)行對比分析，得出結(jié)論。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對照組中，綠豆芽的莖表現(xiàn)出明顯的背地生長特性，幾乎發(fā)生了90°的彎曲，而根的向地性在種子萌發(fā)初期表現(xiàn)出很明顯的向地生長特性，當(dāng)根長到1cm左右后，根向地生長的特性表現(xiàn)不是特別明顯。

試驗(yàn)組中，綠豆芽的莖的生長與對照組中的形成鮮明對比——沿水平中軸方向生長，幾乎沒有彎曲現(xiàn)象；而根的生長方向與對照組的區(qū)別不明顯。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.本裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單，但經(jīng)濟(jì)實(shí)用，將高端的模擬微重力裝置簡單化，使同學(xué)們也能近距離地觀察太空失重狀態(tài)下的種子生長發(fā)育情況。

2.在回轉(zhuǎn)器以5轉(zhuǎn)/分鐘左右旋轉(zhuǎn)的情況下，綠豆芽根的向地性和莖的背地性幾乎看不出來，都沿水平方向生長。

3.通過反復(fù)試驗(yàn)，我還發(fā)現(xiàn)了一個很有趣的現(xiàn)象——綠豆芽根的向地性在種子萌發(fā)初期表現(xiàn)得很好，當(dāng)根長到一定長度后，根的向地性表現(xiàn)得不明顯。而綠豆芽莖的背地性無論是初期還是后期，都表現(xiàn)得很明顯。

五、不足與改進(jìn)

1.利用海綿將綠豆芽固定在一個標(biāo)準(zhǔn)的水平中軸線上很困難。因此，在試驗(yàn)過程中，旋轉(zhuǎn)組的綠豆芽在生長方向上有時會出現(xiàn)誤差。

2.培養(yǎng)箱的恒溫處理不理想，遭遇寒冷天氣時，溫度達(dá)不到綠豆芽生長的最佳設(shè)計(jì)溫度，導(dǎo)致綠豆芽的生長緩慢，影響試驗(yàn)進(jìn)程。

3.為什么根長到一定長度后，其向地性表現(xiàn)得沒有莖的背地性那樣突出？是不是根長到一定長度后主要表現(xiàn)為向水性和向肥性？未來我將繼續(xù)對此進(jìn)行探究。（指導(dǎo)老師：匡昭澤）endprint