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34届内蒙古自治区青少年科技创新大赛

 

青少年科技创意申报书

 

    锡林郭勒    盟(市)

 项目名称:关于植物向光性生长的原理的推测 

 申 报 者:       齐俊华                 

 所在学校(全称):   锡林郭勒盟第二中学     

     辅导教师:      闫冬     赵成       

 

 

项目所属学科:(请在确认的学科上划“√”,只能选择一项)


□数学(MA)

□物理与天文学(PH)

□化学(CH)

√生命科学(LS)

□能源科学(ES)

 

□医学与健康学(ME)

□环境科学与工程(EE)

□计算机科学(CS)

□工程学(EN)

□行为和社会科学(SO)


 

参赛类别:(请在确认的类别上划“√”)


□小学作品

□初中作品

√高中作品

 

 

 

内蒙古自治区青少年科技创新大赛领导小组办公室制



1.对所提出问题的描述

(要求:字数不超过200字)

植物的向光性是生物学研究的一个课题,目前争论众多,传统观点认为原因是因为植物的生长素在向光背光俩侧分布不均造成的,但后来又有观点认为向光性是因为抑制生长的物质分布不均造成的。目前,科学界对此争议很大。这个问题引起了我的好奇心。在好奇心的驱动下,也为了锻炼自己解决问题的能力和获取更多的知识,我对该问题进行了探究。

2.对所提出的问题相关的背景综述和分析

(要求:包括选题的目的意义,国内外相关领域的现状分析,附主要的参考文献,字数不超过800字)

选择这个选题的目的是对植物向光性生长的原理提出自己的看法,植物的向光性是生物学研究的一个课题,清楚植物向光生长的原理不仅可以完善人类对于生物界的看法同时也有助于人类更好的利用该原理来发展更多有利于人类的技术。目前国内外对此提出了众多假说,有传统的温特假说,生长抑制剂作用观点,横向转移观点等。这些观点都对植物的向光性原理做了一定解释,但都缺乏更具说服力的证据,因此植物的向光性原理至今未有定论。国内外学者所做的实验都有自己的依据和见解,但通过实验得出的结论却各有不同。对于造成这样的结果我认为和各实验的相对独立性有关,目前的学者对向光性的推测都是通过自己的实验结果来得出的结论,仅仅考虑了自己实验中的现象,却忽略了其他实验中的现象,而且实验对象也仅仅是一种或俩种植物,不具有普遍性。因此得出来的结论很可能是片面的。于是我将前人所做实验的结果进行了整合比较,提出了自己的想法,我的创新点主要在于将每一个实验统一起来而不是独立来看的。因此结论可能更具统一性。

主要参考文献有:

1、百度百科-向光性;百度百科-玉米;百度百科-温特实验;百度百科-燕麦;百度百科-向日葵;百度百科-萝卜。2、《人教版标注实验教科书-生物学  必修三》《高中同步学考-优化设计  生物 必修三》

3.设计模型/解决方案、思路

(要求:包括拟采用的设计模型和解决方案、思路等,字数不超过1000字)

对于向光性的原理,我的思路是这样的:通过W.Briggs和他的同事们利用玉米的实验中确实观察到了生长素在胚芽鞘中的移动这一结果可知,生长素确实在植物的向光性中发挥着作用,温特的实验也能说明这一点而且温特的实验可以清楚地发现物质多的那一侧长势旺。同时,我在生物教辅书中看到的金丝雀虉草实验也是这样的结果。可是问题在于其他一些学者利用萝卜和向日葵做实验得出的结论却与上述实验结论不同,用萝卜向日葵做的实验中生长素在俩侧含量无明显区别,但抑制生长的物质含量却不同。这个实验的结果同样不可忽视。鉴于此,我将几个实验进行了比较,发现区别较大的是所选植物的分类上。首先,玉米,金丝雀虉草这类植物属于禾本科,在这些禾本科植物中发现生长素在俩侧分布不均,而向日葵,萝卜虽然不属于同一科但显然它们都不属于禾本科,而这些植物中是抑制生长的物质分布不均。因此我提出的假设是:生物界中植物虽然普遍具有向光性,但它们的原理却不相同,有的通过生长素的移动实现,有的通过生长抑制剂的移动来实现,甚至可能还有些植物通过别的方法来实现。

这样的原因可能是很久以前在刚出现一些植物的时候,一些植物有向光性,而其他种类的一些植物可能因为结构的不同而没有向光性,但显然有向光性的植物肯定在竞争中优越于没有向光性的植物。而在漫长的进化中,一些没有向光性的植物的后代中出现了有向光性的植物,那么这些植物在种内竞争中会占据优势,那么那些没有向光性的同类慢慢被淘汰,久而久之就出现现在这样植物都有向光性,但它们的原理却未必相同。解决方案则是在温特的实验基础上,多增加几个实验对象,及禾本科的植物若干,菊科植物若干,十字花科植物若干,来分别进行实验,得出结论。具体过程为:首先准备不同植物的多株胚芽鞘,来进行培养,然后在胚芽鞘下放琼脂片,之后将胚芽鞘放入单侧光下照射。一段时间后取出琼脂片,观察琼脂片中分布不均的物质究竟为那种物质。比较相同科和不同科植物实验后的现象即可得出结论。我的创新点在于将几个相对独立的实验结果统一起来进行分析比较,这是前人没有做的,并且在验证实验中进行多个实验对象,而不是像前人只用少数实验对象进行实验,这样结果更具普遍性。

但见冰舌处雪消融
保护了北平人民生命财产免受损失

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关于植物向光性生长的原理的推测——齐俊华



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2019/4/3 10:45:00

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