綠豆芽失重時“何去何從”

李帛霖

太空中失重狀態下的綠豆芽將如何生長？是不是像習題里所講的那樣沿水平方向生長？

為弄清這個問題，我在生物老師的幫助下進行了探究。

一、制作簡易回轉器培養箱

為了完成太空中失重狀態下的綠豆芽實驗，我設計制作了用不銹鋼管（或PVC水管）、不銹鋼條、螺絲、培養水槽組成的回轉器培養箱。

1.培養器

旋轉培養器和固定培養器最初設計時打算從直徑為45mm的不銹鋼管截下長度為20mm的兩段后，再用3根不銹鋼條把這兩段連起來，后來在實際制作時，改成了直接在不銹鋼管上挖孔留條。

2.培養水槽

用透明的亞克力板作為制作材料，然后用502膠水粘接。

3.旋轉培養器動力

4.綠豆芽固定生長裝置

在海綿的中心劃出一道縫，把綠豆芽放入其中。海綿有彈性，不僅能“藏”水分，還能很好地固定綠豆芽。

5.恒溫、定時灑水裝置

將豆芽機改裝成恒溫、定時灑水裝置。該裝置每10分鐘灑一次水，同時將溫度控制在25℃左右。為了讓它在培養箱內也能保持恒溫，我在該裝置內加了一塊PTC加熱片，并在培養箱的內壁加了一層隔熱泡沫。

6.培養箱中的氧氣供應

為了保證生長中的綠豆芽能有充分的氧氣供應，在培養箱蓋上鉆一個孔，讓箱內的空氣保持對流。

二、探究過程

1.利用豆芽機培育綠豆芽。

2.將長約1cm的綠豆芽固定在海綿上，再把它固定在回轉器上。

3.安裝設備，插電工作。

4.每天觀察、記錄試驗結果。每天上午10點左右觀察試驗組和對照組綠豆芽的根和莖的生長情況，用相機拍攝儲存在電腦內，并標明拍攝日期。

5.多次平行試驗。每次培養周期內的對照組和試驗組分別設置三個平行組，至少進行五個周期的培養觀察試驗。每個周期按天分別用相機記錄試驗結果，并及時存入電腦。

6.分析結果，得出結論。對電腦內貯存的圖片進行對比分析，得出結論。

三、實驗結果

對照組中，綠豆芽的莖表現出明顯的背地生長特性，幾乎發生了90°的彎曲，而根的向地性在種子萌發初期表現出很明顯的向地生長特性，當根長到1cm左右后，根向地生長的特性表現不是特別明顯。

試驗組中，綠豆芽的莖的生長與對照組中的形成鮮明對比——沿水平中軸方向生長，幾乎沒有彎曲現象；而根的生長方向與對照組的區別不明顯。

四、實驗結論

1.本裝置雖然結構簡單，但經濟實用，將高端的模擬微重力裝置簡單化，使同學們也能近距離地觀察太空失重狀態下的種子生長發育情況。

2.在回轉器以5轉/分鐘左右旋轉的情況下，綠豆芽根的向地性和莖的背地性幾乎看不出來，都沿水平方向生長。

3.通過反復試驗，我還發現了一個很有趣的現象——綠豆芽根的向地性在種子萌發初期表現得很好，當根長到一定長度后，根的向地性表現得不明顯。而綠豆芽莖的背地性無論是初期還是后期，都表現得很明顯。

五、不足與改進

1.利用海綿將綠豆芽固定在一個標準的水平中軸線上很困難。因此，在試驗過程中，旋轉組的綠豆芽在生長方向上有時會出現誤差。

2.培養箱的恒溫處理不理想，遭遇寒冷天氣時，溫度達不到綠豆芽生長的最佳設計溫度，導致綠豆芽的生長緩慢，影響試驗進程。

3.為什么根長到一定長度后，其向地性表現得沒有莖的背地性那樣突出？是不是根長到一定長度后主要表現為向水性和向肥性？未來我將繼續對此進行探究。（指導老師：匡昭澤）endprint