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教育教学资源：向日葵向日的生物学原因研究探讨.doc

花匠小妙招
2024-12-19 19:09

菊科向日葵属（Helianthus）有100多个物种，它们老家都在美洲。这些植物都有像太阳一样的头状花序，以至于人类在很早以前就把它们当成太阳的象征。在向日葵家族中，最重要的物种要数向日葵（H. annuus）和菊芋（H. tuberosus）。大约在5000年前，北美的印第安人就已经开始种植向日葵了，并把这些花朵的形象用来象征太阳。1510年的时候，西班牙探险家把向日葵的种子带回了欧洲，于是这种“太阳之花”开始了世界之旅。到18世纪，葵花籽油在俄罗斯开始流行，那可是教徒在斋戒期间少有的几种可以吃的油料哦。在明朝中期的时候，向日葵传入我国，逐渐成为我国北方的一种重要油料植物。时至今日，向日葵已经成为世界四大油料植物之一。毕竟向日葵种子的含油量可以高达51%。随着时间的推移，人类逐渐选育出不同的向日葵品种。而有些油用向日葵品种的果皮上带有花青素，它们就是让小朋友舌头变颜色的“罪魁祸首”。实验分析发现，染紫舌头的色素成分是一些矢车菊-3-葡萄糖苷[gān]。还好这种色素对我们人类没有坏处，只是让舌头有点难看而已。向日葵真的会转头吗？向日葵并非一直跟着太阳转。在花盘还没有绽放的时候，它们会随着太阳从东转到西。在太阳落山之后的几个小时内，花盘就会转回东边。所以向日葵是会掉头的，但速度很慢，不至于会吓到人。值得注意的是，在花朵完全开放之后，向日葵花盘基本上就固定不动了，并且绝大多数花盘都指向东方。看到这样的景象，大家的第一反应就是“向日葵总是朝着太阳的”。这个根深蒂固的认识，直到1597年才被打破，有个英国植物学家杰勒德（John Gerard）盯着向日葵看了好多天，才发现成熟开放的向日葵花盘是不会转的。那么，没有开放的花盘为什么会转动呢？很遗憾，到今天我们还没有一个确切的答案，光线和热都可能是原因。太阳光照会影响植物体内生长素的分布，茎秆受光照一侧的生长素浓度低，背光一侧的生长素浓度高。这样一来，背光一侧的细胞生长会更快一些，而受光一侧的比较慢。向日葵的嫩芽就弯向了光的方向。至于夜晚转回来，是由于重力影响生长素的分布。在向日葵花盘打开后，茎生长减缓，基本固定了，但是仍有很小范围的摆动。除了对生长素的影响，光照还可以影响细胞内水分多少，促使花瓣和叶片运动。如果我们观察一下蒲公英的花朵，就会发现，白天怒放的蒲公英花朵，在太阳落山后都闭上了，这就是因为细胞失去了光的刺激，改变了细胞膜的通透性，引发水分流动，从而造成两侧细胞压力的变化，最终使得花序闭合起来。当第二天太阳升起的时候，在光的刺激下，细胞膜的通透性再次发生变化，于是蒲公英的花序就再次打开了。至于热影响向日葵转动的观点则认为，光对向日葵没有影响。据说，一旦在向日葵旁边放置火盆，向日葵的花盘就会朝着火盆。但是未见到实验数据。不过，有些花朵确实会感受到温度变化，并且会根据气温的高低来决定自己的开花时间，郁金香和番红花皆是如此。这种运动的原因是，温度变化会引起花瓣不同面生长速度的变化。一般来说，处于夜晚低温环境时，花瓣外侧细胞的生长速度比较快，使花朵处于闭合状态，而当白天温度升高的时候，花瓣内侧的生长加快，促使花瓣向外打开。只不过，这样的猜测到今天还缺乏有效的实验证据。向日葵转头的具体原因还值得探索。