绿豆芽失重时“何去何从”

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  太空中失重状态下的绿豆芽将如何生长?是不是像习题里所讲的那样沿水平方向生长?
  为弄清这个问题,我在生物老师的帮助下进行了探究。
  一、制作简易回转器培养箱
  为了完成太空中失重状态下的绿豆芽实验,我设计制作了用不锈钢管(或PVC水管)、不锈钢条、螺丝、培养水槽组成的回转器培养箱。
  1.培养器
  旋转培养器和固定培养器最初设计时打算从直径为45mm的不锈钢管截下长度为20mm的两段后,再用3根不锈钢条把这两段连起来,后来在实际制作时,改成了直接在不锈钢管上挖孔留条。
  2.培养水槽
  用透明的亚克力板作为制作材料,然后用502胶水粘接。
  3.旋转培养器动力
  4.绿豆芽固定生长装置
  在海绵的中心划出一道缝,把绿豆芽放入其中。海绵有弹性,不仅能“藏”水分,还能很好地固定绿豆芽。
  5.恒温、定时洒水装置
  将豆芽机改装成恒温、定时洒水装置。该装置每10分钟洒一次水,同时将温度控制在25℃左右。为了让它在培养箱内也能保持恒温,我在该装置内加了一块PTC加热片,并在培养箱的内壁加了一层隔热泡沫。
  6.培养箱中的氧气供应
  为了保证生长中的绿豆芽能有充分的氧气供应,在培养箱盖上钻一个孔,让箱内的空气保持对流。
  二、探究过程
  1.利用豆芽机培育绿豆芽。
  2.将长约1cm的绿豆芽固定在海绵上,再把它固定在回转器上。
  3.安装设备,插电工作。
  4.每天观察、记录试验结果。每天上午10点左右观察试验组和对照组绿豆芽的根和茎的生长情况,用相机拍摄储存在电脑内,并标明拍摄日期。
  5.多次平行试验。每次培养周期内的对照组和试验组分别设置三个平行组,至少进行五个周期的培养观察试验。每个周期按天分别用相机记录试验结果,并及时存入电脑。
  6.分析结果,得出结论。对电脑内贮存的图片进行对比分析,得出结论。
  三、实验结果
  對照组中,绿豆芽的茎表现出明显的背地生长特性,几乎发生了90°的弯曲,而根的向地性在种子萌发初期表现出很明显的向地生长特性,当根长到1cm左右后,根向地生长的特性表现不是特别明显。
  试验组中,绿豆芽的茎的生长与对照组中的形成鲜明对比——沿水平中轴方向生长,几乎没有弯曲现象;而根的生长方向与对照组的区别不明显。
  四、实验结论
  1.本装置虽然结构简单,但经济实用,将高端的模拟微重力装置简单化,使同学们也能近距离地观察太空失重状态下的种子生长发育情况。
  2.在回转器以5转/分钟左右旋转的情况下,绿豆芽根的向地性和茎的背地性几乎看不出来,都沿水平方向生长。
  3.通过反复试验,我还发现了一个很有趣的现象——绿豆芽根的向地性在种子萌发初期表现得很好,当根长到一定长度后,根的向地性表现得不明显。而绿豆芽茎的背地性无论是初期还是后期,都表现得很明显。
  五、不足与改进
  1.利用海绵将绿豆芽固定在一个标准的水平中轴线上很困难。因此,在试验过程中,旋转组的绿豆芽在生长方向上有时会出现误差。
  2.培养箱的恒温处理不理想,遭遇寒冷天气时,温度达不到绿豆芽生长的最佳设计温度,导致绿豆芽的生长缓慢,影响试验进程。
  3.为什么根长到一定长度后,其向地性表现得没有茎的背地性那样突出?是不是根长到一定长度后主要表现为向水性和向肥性?未来我将继续对此进行探究。(指导老师:匡昭泽)
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