磁力對右螺旋植物纏繞特性影響的實驗探究

研究背景 　　學校的植物園里有幾塊菜地，我們植物小組經(jīng)常去進行田問管理。四季豆田里的一種奇特現(xiàn)象引發(fā)了我的好奇心：怎么四季豆的莖都是沿著右螺旋方向繞在竹竿上呢？我好想知道是為什么！ 　　研究目的與假設 　　研究目的是了解磁場對右螺旋植物有沒有影響，影響有多大。我假設磁力對右螺旋纏繞植物有影響，并且磁力越大影響越大。 　　研究內(nèi)容 　　觀察右螺旋植物是否受磁場的影響。 　　觀察單塊磁鐵的磁力對纏繞植物兩螺旋間距的影響。 　　觀察按一定方式排列的多塊磁鐵對右螺旋纏繞植物纏繞習性的影響。實驗內(nèi)容與設備 　　實驗分為3個環(huán)節(jié)：①觀察、探究自然生長的7種右螺旋植物，包括打碗花、菜豆、牽�；ā⒌抖�、羊角角、野大薯和大薯。觀察這7種右螺旋纏繞植物在磁力作用下的右螺旋特性變化。②探究單塊磁鐵的磁力對四季豆的兩螺旋間距及螺旋方向的影響。③探究多塊縱向排列的磁鐵組合對四季豆兩螺旋間距、螺旋方向的影響。 　　我使用的磁感應強度測量儀為WT—3A型毫特斯拉計。測得實驗所用強磁鐵的磁感應強度為269mT。測量探頭距離磁鐵1cm時，測得磁感應強度值為119mT——這個距離就是我們在實驗裝置中磁鐵與植物螺旋莖之間的實際距離。 　　結果與分析 　　磁力對7種自然生長的右螺旋纏繞植物的干擾研究 　　實驗結果表明，磁力對這7種右螺旋植物的右螺旋習性都有明顯的影響：受磁力干擾影響，菜豆和牽�；ǖ睦p繞莖放棄右旋（圖1），可以看出莖的變化痕跡；打碗花在磁力干擾下，放棄右螺旋并向著磁鐵方向生長（圖2）；大薯在磁力干擾下，右螺旋路徑有明顯的改變痕跡（圖3）。 　　單塊磁鐵的磁力對四季豆的螺旋間距及螺旋方向的影響。 　　實驗選擇的右螺旋纏繞植物為四季豆，將它們分別種在30個一樣大小、有肥料的花盆里，每盆1株；其中24盆為實驗組，6盆為空白對照組。實驗組24盆中隨機以每3盆為1小組，共分為8組。磁鐵分別放在植株的東西南北4個方向。另外6株健康植株，插1根竹竿讓其自然纏繞生長，作為空白對照組。圖4中，左為實驗組，右為空白對照組。 　　實驗結果表明，實驗組的四季豆莖都出現(xiàn)了暫時停止右旋、豎直向上的生長現(xiàn)象：豎直生長距離平均約15cm，超過了這段距離以后又開始了右旋，即在單塊磁鐵影響下，四季豆莖螺旋間距平均為15cm。而對照組的螺旋間距只有8cm。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，單塊磁鐵對四季豆莖的螺旋間距產(chǎn)生了顯著的影響。 　　多塊豎向排列的磁鐵組合對四季豆莖螺旋間距及螺旋方向的影響。 　　我在實驗中設置了并列的多塊磁鐵，以便觀察四季豆莖還能不能越過磁力作用區(qū)，繼續(xù)它的右旋習性，見圖5。結果發(fā)現(xiàn)，四季豆的莖不能越過磁力作用區(qū)，它會一直向上生長，最后在重力作用下出現(xiàn)彎折。 　　結論與體會 　　結論 　　實驗結果表明，7種實驗的右螺旋植物都受到磁力的影響；在單塊磁鐵磁力的作用下，四季豆莖的螺旋間距明顯擴大；在多塊磁鐵連續(xù)磁場的作用下，四季豆的右螺旋無法繼續(xù)，改為豎直向上生長。 　　收獲與體會 　　通過探究，我學會了如何通過實驗揭示自然界的秘密。本次探究讓我了解了右螺旋纏繞植物在磁場作用下纏繞習性的改變。同時，我還學會了查找文獻資料的方法，學習了大量相關知識。非常感謝老師的大力幫助和指導，讓我不僅僅收獲了一條“魚”，而且還學會了“釣魚”！本次大賽過后，我還想繼續(xù)研究我的發(fā)現(xiàn)，看它是否有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 　　磁生物效應指的是磁性物質(zhì)對生物的作用和影響，涉及物理學和生物學的交叉，是生命科學中值得探究的問題。作者通過實驗，觀察了8種右螺旋植物在磁力作用下的表現(xiàn)，取得了一些可靠的結論，研究方案設計較為合理，建議今后重復實驗，進一步揭示磁力對植物生長的影響。

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