幼苗生长高矮对比实验报告

作者: 沈东瀛浙江省湖州市织里镇漾西小学

最近,学校的科学老师组织我们进行了种子发芽的实验研究。我们发现阳光下或土壤里的幼苗长得更健康,黑暗处及纸巾上的幼苗虽然还活着,但有点“营养不良”的感觉,好像随时会枯萎。对于幼苗的生长需要阳光和土壤这个结论,毋庸置疑,但是实验中的另一个现象吸引了我们,那就是黑暗处和纸巾上的幼苗比阳光下和土壤里的幼苗长得高很多。于是,我们决定针对这一现象展开研究。

幼苗生长之问

一般我们认为,有阳光和土壤的幼苗应该比黑暗处和纸巾上的幼苗长得更快。但是在实验中,我们发现,黑暗处和纸巾上的幼苗不仅比阳光下和土壤里的幼苗长得高,而且随着时间的推移,它们的高度差更加明显。具体数据如下:

幼苗高度与阳光关系记录表

幼苗高度与土壤关系记录表

以上数据让我们匪夷所思,为什么生长条件不优越的幼苗长势比较快,而条件优越的幼苗生长缓慢呢?

曲折的探究之路

1.猜测:叶绿素是否影响幼苗生长

通过查阅植物生长相关知识,我们猜测是叶绿素影响了幼苗生长。综合所有同学的实验现象,都可发现有阳光、有土壤的幼苗叶子更绿一些,相反黑暗处或纸巾里的幼苗叶子偏黄。于是我们将影响植物生长的因素锁定在叶绿素上。

2.验证:影响叶绿素合成的因素

再次查阅相关植物学资料,我们了解到叶绿素分布在叶绿体囊状结构的膜上,影响其合成的条件有光照、温度、矿质元素、水分和二氧化碳。这时我们豁然开朗了,我的研究终于找对了方向。

黑暗处的幼苗因为光照不足,所以叶绿素合成少,叶子颜色偏黄,相应的光合作用也就弱。纸巾里的幼苗因为矿质元素缺乏,影响了叶绿素的合成,叶子不那么绿,相应的光合作用也弱。

3.再次生疑:光合作用弱怎么会加速生长

研究到这里我们又犯迷糊了,光合作用能够制造养料,为什么叶绿素多、光合作用强的幼苗长不高,反而光合作用弱的幼苗长得快?

4.柳暗花明:呼吸作用与幼苗生长

接下来我们又查了很多关于光合作用与幼苗生长关系的资料,发现这其实是一个非常复杂的过程。光合作用会为幼苗储备一定的能量,但是光合作用的存在也抑制了呼吸作用的效率。对幼苗的生长来说,呼吸作用对其影响更大。

呼吸作用的生理功能是通过有机物的氧化产生大量能量,用于植物体内其他需要能量的生物化学反应,例如蛋白质和脂质合成。这些生物化学反应带来物质变化,造成生物细胞和形态的改变,例如细胞分裂、花芽分化等。

5.水落石出:影响幼苗生长的因素很复杂

幼苗的生长是茎内细胞快速分裂的结果,黑暗处或纸巾里的幼苗因为缺少叶绿素,光合作用弱,所以呼吸作用占优势,而呼吸作用产生的大量能量,促进蛋白质和脂质合成加速了细胞的分裂,这就是为什么条件不优越的幼苗反而长得更高的真正原因!

相反,生长条件适宜的幼苗,因为叶绿素合成、光合作用均得到了有效保障,为植物生长储备了一定能量,但是呼吸作用被抑制,因呼吸作用产生的能量不足,蛋白质、脂质等无法很好合成,以致细胞分裂和分化缓慢,所以合适条件下的幼苗长得较慢。

一周后纸巾中的幼苗(左)和土壤中的幼苗(右)

一周后阳光下的幼苗(左)和黑暗处的幼苗(右)

收获与体会

——万物生长自有道

虽然在条件不适宜的情况下幼苗长得更快,但是一周以后就可见到弊端——那些高高的幼苗“夭折”了,体内养料的匮乏无法支撑起高高的“身体”。而合适条件下生长缓慢的幼苗,因光合作用储备能量充足,其生长速度与能量储备相匹配,所以能够健康成长。

研究到这里,我们明白了一个道理:万物生长自有道。在合适的条件下发展起来的,才是长远的,像揠苗助长这类违背自然规律的,会毁了其生长。

(指导老师/芮玉利 插画绘制/三公主)