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绿萝吐水
绿萝吐水的探究
河南省濮阳市油田第六小学陈钦钦
辅导教师杨建庄
【摘要】我家的绿萝每次浇足水后,叶尖就流泪吐水(植物泌水现象),观察很多植物确没有吐水现象,为究其绿萝吐水原因,我栽培绿萝做了种种探索和研究。
探索1:
绿萝滴水与供水多少研究,通过对比实验发现,给绿萝浇水500毫升以上出现吐水,除天南星科外其它植物浇水多少都无滴水现象;探索2:
多数植物靠叶片气孔蒸腾水分,猜测绿萝吐水可能是自身叶片上没有气孔,通过探索得知,绿萝叶片表皮细胞有清楚可见的大量气孔,说明绿萝滴水不是因为叶片没有气孔引起的;探索3:
列举多种植物叶片作对比观察,发现绿萝叶片布满有特殊的环型叶脉,其叶脉形状不同于别类植物;探索4:
将绿萝叶尖两侧环型叶脉剪断,浇水10分钟后看到豁口处泌水流出,而叶尖处不再出现泌水,发现绿萝滴水与环形叶脉中导管大量输水有关;探索5:
用显微镜观察绿萝环形叶脉结构,发现叶尖空腔(水孔)与叶脉中许多导管相通,这是排放植物体内多余水分的渠道。
通过上述探究发现三点:
一是绿萝叶脉布满环形叶脉,二是绿萝环形叶脉内有较粗较大导管与叶缘尖处的空腔(水孔)相连,三是气孔和水孔不是同一个孔。
气孔产生植物的蒸腾现象,水孔产生植物的吐水现象。
由此,我们研究认为:
绿萝滴水与叶片的环形叶脉内有较粗大的导管有关,当水分充足时,茎输送到叶的水分,除供给叶肉细胞外,一部分由叶的气孔散发到大气中,大部分由大大小小叶脉导管汇集到环形叶脉的导管中,最后汇集到叶缘尖处的空腔(水孔)再由叶尖处排出体外。
这是绿萝叶片环形叶脉(内有粗大导管与叶缘尖处的空腔(水孔)相连)结构区别于其它植物叶片结构不同所在。
绿萝叶片之所以有这样的结构,与它原产地的生存环境有关。
绿萝原生长在热带雨林地区,喜好温暖潮湿的环境,可是,绿萝在潮湿很大环境中很难通过气孔蒸腾水分,不利于体内水分的运输与循环,当绿萝吸水量大于蒸腾量时,叶片尖端出现水分外溢的现象,因而形成“吐水”现象。
这一结论给我们研究滴水观音(海芋)、马蹄莲属、绿霸王等属于天南星科的叶缘滴水或“吐水”现象,提供了科学理论。
【关键词】绿萝吐水实验探索天南星科
一、选题背景
:
室内养花能草,普遍成为居民赏花观叶的闲情雅趣和业余生活重要内容。
我家新房放养了花草,为房间增添了活泼线条和明快色彩。
尤其几盆绿萝更让人上眼,清秀端庄,终年翠绿,宛如翠色浮雕,摆放各个房间更显美丽秀雅,色彩明快的绿饰极富生机,给居室平添融融情趣,惹人喜爱;爸爸称她“春姑娘”,妈妈称她“守望幸福”,我叫她“绿色天使”更是细心呵护与关照。
通过长期观察真是让我开了眼,不仅欣喜发现绿萝会开出形态奇异的花朵,伴有淡淡清香味;更希奇的是每次给它浇足水后叶尖还会流出“眼泪”。
素来只知滴水观音(海芋)的叶片会滴水,却不想我家的绿萝也会有“吐水”现象。
为什么其它植物的叶片不能吐水,而绿萝叶片能滴水呢?
我怀着强烈好奇心和探求欲,先查阅了许多资料得知:
绿萝又名黄金葛,原产热带雨林地区,喜好温暖潮湿的环境,是天南星科喜林芋属植物,叶绿全缘是卵心形,属于攀藤观叶花卉,有很高观赏价值,但遇到水多就从叶尖吐水或流泪现象就不得而知。
为此,我栽培了几种绿萝,通过观察实验与探究来揭示绿萝吐水秘密。
二、探究目的:
亲自栽培绿萝进行观察探索,通过对比实验、叶脉制片观察,探究并发现绿萝吐水现象与叶脉组织特征的关系。
三、探究时间:
2007年4月1日-10月30日,选择绿萝作对比实验,进行反复取证或验证,叶脉组织观察并拍照记录;11月1-30日,归纳、总结、撰写研究报告,12月1-30日请专家指教、梳理。
四、探究方法:
查阅文献,上网咨询,种养观察,实验对比,叶片组织制片观察探究。
五、探究材料:
绿萝两盆、月季、洋紫荆、蔷薇等植物的叶片、放大镜、显微镜(必要时TV数码显微镜观察拍照)、盖玻片、载玻片、纱布、剪子、镊子、双面刀片两个、培养皿、解剖针、水、吸水纸、数码相机等。
六、探究过程:
(一)探究绿萝滴水现象与供水多少的关系
1、问题与假设:
在培养绿萝过程中,我发现如果浇水较少,绿萝叶片就不吐水。
于是,我假设:
绿萝吐水现象与供水量有关。
2、实验过程:
培养两盆绿萝植物,进行对比观察,采用不同的浇水量,探究绿萝吐水与土壤供水量之间的关系。
3、观察结果:
如果给绿萝浇少量的水(150—300毫升),叶片不会吐水;浇水500毫升以上,叶片才会吐水。
(注:
我实验时所量绿萝叶片平均宽度为长约15厘米,宽约10厘米。
花盆上缘直径为27厘米、高17厘米)
(二)探究绿萝吐水现象与自身叶片组织结构的关系
1、探究绿萝吐水是否因自身叶片上没有气孔
(1)问题及假设:
大多数植物依靠叶片的气孔蒸腾水分,绿萝叶片滴水是因为它的叶片没有气孔吗?
假设:
绿萝的叶片可能没有气孔。
(2)实验:
观察叶表皮临时装片
①取绿萝叶片,叶背面对着自己,两手轻轻撕叶片,(用力方向左手为右上方,右手为左下方,图5),直到有透明表皮出现为止。
②取下透明表皮,作临时装片(图6),进行观察。
③观察结果:
用显微镜观察(如图7),不但发现绿萝叶片表皮细胞有大量的气孔(如图8),而且清楚可见。
可见我原来的假设与猜想绿萝叶片没有气孔是错误的。
也就是说绿萝吐水不是因为叶片没有气孔引起的。
2、通过对比观察发现绿萝叶脉环形有些特殊
(1)问题及假设:
通过以上观察、实验发现:
绿萝的叶片和其它植物叶片一样有大量的气孔,也就是说绿萝是可以通过叶片气孔蒸腾水分的,吐水现象可能另有原因。
由此我假设:
绿萝叶子可能和其它植物不一样,叶片组织可能有特殊结构。
(2)、实验过程:
采集绿萝的叶片,同时也采集一些外形与绿萝叶形相似的植物叶子,如月季、玫瑰、扶桑、洋紫荆、蔷薇,滴水观音(海芋)、马蹄莲等八种植物用放大镜进行观察、比较(如图9)。
从中选出月季、洋紫荆、蔷薇和绿萝作比较观察。
(3)四种叶脉观察观察比较结果:
叶片种类
大(主)叶脉
小叶脉
环形叶脉
绿萝
√
√
√
月季
√
√
×
洋紫荆
√
√
×
蔷薇
√
√
×
通过对比观察发现绿萝的叶片边缘有两圈环形叶脉,而且,叶片上大大小小的叶脉最终都会与环形叶脉相连通,上网咨询和多次到市植物园观察,而其它植物的叶片不具有环形叶脉(如图10和图11)。
3、探究绿萝环形叶脉与吐水现象之间的关系
(1)问题及假设:
通过对四种植物叶片进行对比观察,我产生了新的疑问。
于是假设与猜想:
绿萝吐水与叶片的环形叶脉有关,水可能是由环形叶脉汇集到叶缘或叶尖处后滴出的。
(2)设计对比实验:
①选择一盆绿萝植物,给绿萝浇水450-550毫升。
②选择绿萝长势较好的一个叶片,用放大镜观察叶片叶尖的变化并记录。
③擦掉叶尖处的水滴,然后在叶尖两侧1厘米处剪断环形叶脉,并剪成一个豁口(如图13),用放大镜观察叶片的豁口处叶脉的变化。
(3)实验结果:
给绿萝浇水10分钟后,叶片的叶尖处由小到大有水滴出现(如图12),叶片被剪断环形叶脉后,在豁口处远离叶尖被剪断的环形叶脉处由小到大有水滴出现(如图14),而叶尖处不在有水滴出现。
4、探究绿萝叶片叶尖的结构特点
(1)问题及假设:
通过以上研究得知,绿萝由叶尖处滴水或泌水。
我假设与猜想:
绿萝叶尖处有孔或大的细胞间隙。
(2)实验过程:
①用放大镜观察叶尖处,没有看到叶尖处有小孔。
②做叶尖横切徒手切片,用显微镜进行观察(图5、6、7、8)。
(3)观察结果:
绿萝叶缘的环形叶脉之间都有空腔(水孔)相连接,而且绿萝叶尖有一个较大的空腔(水孔)更为明显突出(如图15、16)。
图15绿萝叶横切面低倍镜图片 图16绿萝叶横切面高倍镜镜图片
5、探究绿萝叶片环形叶脉与叶尖空腔(水孔)处的结构特特点
(1)问题及假设:
通过探究3我得知:
叶片被剪断环形叶脉后,在豁口处远离叶尖被剪断的环形叶脉处由小到大有水滴出现(如图14),叶尖处不在吐水,也就是说叶尖处的水是由环形叶脉输送到叶尖处的。
通过探究4得知:
绿萝叶尖处有明显空腔(水孔)。
所以,我假设:
环形叶脉尖端与叶尖空腔(水孔)相通。
(2)实验过程:
做叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切徒手切片,用显微镜进行观察(图7、8)。
(3)实验结果:
通过叶尖与环状叶脉尖端相交处的叶片横切徒手切片,用显微镜进行观察,我发现:
在叶尖空腔(水孔)的一侧有许多导管(如图17、18),叶脉中的所有导管与叶尖空腔(水孔)相通,植物体内的水分通过导管输送空腔(水孔)排出体外,叶尖空腔(水孔)是排放植物体内多余水分的渠道。
图17叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切 图18叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切右侧框内放大图片
五、研究结论:
通过对绿萝对比实验与观察探究,我们发现三点:
一是绿萝叶脉布满环形叶脉,二是绿萝环形叶脉内有较粗较大导管与叶缘尖处的空腔(水孔)相连,叶尖空腔(水孔)是排放植物体内多余水分的渠道。
三是气孔和水孔不是同一个孔。
气孔产生植物的蒸腾现象,水孔产生植物的吐水现象。
由此,我们认为:
绿萝滴水与叶片的环形叶脉内有较粗大的导管有关,当水分充足时,茎输送到叶的水分,除供给叶肉细胞外,一部分由叶的气孔散发到大气中,大部分由大大小小叶脉导管汇集到环形叶脉的导管中,最后汇集到叶缘尖处的空腔(水孔),由叶尖处排出体外。
这是绿萝叶片环形叶脉(内有粗大导管与叶缘尖处的空腔(水孔)相连)的特殊性区别于其它植物叶片结构的不同点。
六、分析与讨论:
绿萝叶片之所以有这样的结构,与它原产地的生存环境有关。
绿萝生长在原产中美、南美的热带雨林地区热带雨林的环境中湿度大,植物很难通过气孔蒸腾水分,不利于体内水分的运输与循环,当植物吸水量大于蒸腾量时,叶片尖端出现水分外溢的现象,因而形成“泌水”或“吐水”的现象。
海芋人称滴水或泌水观音、马蹄莲属、绿霸王等属于天南星科,它们都有从叶片尖端或边缘“泌水”或“吐水”现象,这次探究首次发现马蹄莲属、绿霸王也和绿萝叶脉有相似结构(内有粗大导管与叶缘尖处的空腔(水孔)相连),它们叶缘尖处也常吐水,其原因探究是我们下轮研究性学习的首选课题。
七、收获与体会:
通过绿萝吐水现象实验探究,从“发现问题、提出问题、进行假设、设计实验、实施实验与观察、对结果分析、得出结论”过程中,我们都在积极地参与,亲自制作绿萝叶的横切面装片,亲自动手操作实验,亲身体验获取知识,感觉既有趣又愉快。
这不仅有效激发了我们学习生物的兴趣和热情,也在探究实验中培养了我们多种能力。
首先是培养了我们培养了我们发现问题和解决问题、探究精神和实践能力;其次是培养了我们制作临时装片和使用显微镜能力──即实验操作能力和对比观察能力。
探究学习不仅让我们通过实验与观察获得有关科学结论,还学习了科学的研究方法和思维方法,懂得了科学研究的一般过程,体验到了观察和实验是获得知识的基本方法。
活动过程中我们积极、踏实地探究,为观察早晨的吐水现象,为了弄清露水和吐水的区别,并锲而不舍坚持近一年时间早起床,进行观察记录,通过老师多次对实验操作规范要求和强调,培养了科学素养和严谨的科学态度。
通过探究植物吐水意义和吐水本质,培养了我们对科学探究的责任心和使命感,相信今后会有更多的自然奥秘,等着我们去探究去发现!
参考书目:
1、《植物学》强胜著,高等教育出版社,2008年12月版.
2、《植物生理学实验指导》陈建勋王晓峰华南理工大学出版社2006年2月版.
3、《初中生物教学与指导》生物室著,人民教育出版社,2008年出版
4、《植物生理学》王忠编,高等教育出版社,2006年版.
5.《植物生理学实验》张志良瞿伟菁编.高等教育出版社2004年3月版.
6.《植物学实验指导》高俊凤著.高等教育出版社.2006年5月版.
7.《现代植物生理学实验指南》中国科学院编.科学出版社.2004年5月版
观察实验探究掠影照片
观察滴水或泌水现象切叶片
制作临时装片用显微镜进行观察
绿萝种养部分照片
我家绿萝成了滴水观音也会吐水
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2008-8-1310:
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