植物需要水分来维持生命活动,从根部吸收水分是植物的首要任务。然而,根部吸收的水分并不是直接被送到植物的每一个部位的,需要通过一种被称为“植物的水力升力过程”的运输过程将水分向上运输。
在接下来的实验中,我们将模拟植物的水力升力过程,了解植物如何运输水分,从而进一步了解植物生长的过程。
实验材料:
1.一个大黄瓜
2.一根半径比瓜果略小的外科手术管
3.一张透明塑料袋
4.一床草地
实验步骤:
1.清理黄瓜表面,将其一个头部切除,形成高3cm的碗型容器。
2.用外科手术管穿过黄瓜的底部,管子的一端紧贴黄瓜内壁,另一端向下墩出,管口约离黄瓜底面1cm。
3.将黄瓜口部和外科手术管的连接处用透明塑料袋密封,以保证密闭。
4.用细管将一定量的染料注入黄瓜碗底。
5.将黄瓜放入草地内,放置24小时后,用刀将黄瓜横着切开。
实验结果:
我们可以发现,黄瓜内部的染料已经向上漏出,表现为绿色、蓝色颜色的淡染。这表示,在实验的24小时内,黄瓜的水分已经得到了运输。
原理分析:
植物的水力升力过程,受到多个因素,例如重力、气压、地面质量等等影响。但是总体而言,基于以下两种机制,植物才能够运输水分:
1.水分贴着杆子的内壁移动:植物内部存在微小的“管道”,称为导管。它们是由植物细胞中的壁分离形成,形成一条蜿蜒的管道。植物的水分始终会沿着这些导管的表面流动,而不是均匀分布在导管内。
2.植物的细胞含有小孔,称为气孔。气孔可以调控植物的气体交换,同时还可以控制水分的流动方向和速度,以保证水分的均匀输送。
在实验中,我们用手术针让导管贴着黄瓜内壁,保证了水分沿着导管的表面往上运输。当然,植物的生长还牵涉到其他因素,例如压垮由于重力而导致的压力,以及植物细胞间渗透压的变化等等。
结论:
通过该实验,我们得以了解到植物运输水分的机制。虽然它可能听上去很神奇,但是如果我们秉承科学精神,借助实验的手段,我们就有机会观察到植物生长中的许多奇妙过程。