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向日葵是怎样转头的?

2019-01-13 22:20:27 来源:亮剑军事网

  网上流传着一个有趣的笑话:“其实我一直有个疑问,都说向日葵跟着太阳转,那么太阳从西边下去又从东边出来的时候,向日葵会怎么样,一个猛甩头?你想想,你漫游在向日葵丛里,在太阳即将升起时,几十万棵向日葵一个猛甩头,从此以后你被吓得生活不能自理。”看完这个笑话,有人就要问了:晚上向日葵真的会齐刷刷地转头吗?aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站

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这个答案其实非常简单:第二天太阳出来以后,向日葵才慢慢转回去,自然也就没有“唰地一回头”这种事。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站
想要解释这种现象,就得从任何生物现象背后都有的复杂的生化机制说起。初中生物介绍过,植物生长素的浓度控制着地上部分的向光性和地下部分的背光性,这种植物激素由分裂旺盛的组织产生,同时受光照影响在背光侧富集,让植物的向光侧和背光侧表现出不同的生长速度,发生定向弯曲。而植物不同部位的细胞对生长素的敏感程度不同,超过最适浓度的生长素反而抑制生长,所以植物的不同部位在光照下的弯曲方向也不相同。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站
复习过初中知识点,我们不难明白,植物只有生长点周围才能表现出明显的向光性,比如叶芽、花芽、根尖,所以“葵花朵朵向太阳”的现象也只有在向日葵初开的生长阶段才能看到,授粉完成开始结实之后,向日葵就再也不会跟着太阳转,而是受重力影响低下了头,但有观察者称,成熟的向日葵向东低头者偏多。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站

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为了进一步地了解其背后机制,我们不妨涉猎一下生长素的生化作用机理。最常见的植物生长素是3-吲哚乙酸,具有低浓度时芳香如茉莉、高浓度时恶臭如大粪的奇特性质,现在人工合成的1-萘乙酸或者3-吲哚丁酸也有同样的作用,都是结构类似的羧基杂环化合物。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站
作为一种激素,与受体结合成复合物之后能发生一系列反应,主要包括两种:一种是与细胞膜上的蛋白质作用,向细胞膜外侧泵出更多的氢离子,过程较快,十分钟就有效果;另一种是激活或抑制特定的基因,影响细胞的发育命运,过程较缓慢。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站
对于前者,我们知道氢离子的相对浓度越高溶液的酸性越强,而植物的细胞壁会随着酸性增强而软化,减弱了对细胞形状的约束,这些细胞吸水后在内部压力下扩张变大。特别的是,细胞膜上的载体蛋白只分布在背向生长点的一侧,同时受光照影响而迁移,这就让生长素总能精确地分布到远离生长点的背光侧,也只让那里的细胞壁酸化扩张,宏观上就表现成了向光性。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站

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对于后者,生长素激活和抑制特定基因以后,在叶芽中可以促进细胞生长、叶片扩大、维管束分化,在花芽中可以让植物形成更多雌花、促进雌花子房壁形成,甚至在未受精的情况下单性结实,这对农业生产,尤其是水果种植有着重要意义,人工合成的1-萘乙酸等比天然的3-吲哚乙酸更加稳定,所以采用喷洒的外施方法即可见效。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站
然而这也在公众信任危机下滋生出了一系列恶意的谣言:大个水果、无籽水果都是打了激素的,会影响孩子发育,甚至有避孕药催熟的说法广泛流传。这也都是初中生物忘干净的后遗症:激素是高度专一的调节物质,没有专门的受体就没有专门的功效。生长素与脊椎动物的生长激素(蛋白质)没有任何共性,对人体也没有任何影响,催熟水果用的乙烯与性成熟也不会有任何关系;同时动物激素对植物生长也没有任何功效。aq7亮剑军事网-打造专业的军事历史门户网站

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