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磁力對右螺旋植物纏繞特性影響的實(shí)驗(yàn)探究
研究背景 學(xué)校的植物園里有幾塊菜地，我們植物小組經(jīng)常去進(jìn)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(shè) 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(shè)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(xí)性的影響。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與設(shè)備 實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)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�；�、刀豆、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(yīng)強(qiáng)度測量儀為WT—3A型毫特斯拉計(jì)。測得實(shí)驗(yàn)所用強(qiáng)磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度為269mT。測量探頭距離磁鐵1cm時(shí)，測得磁感應(yīng)強(qiáng)度值為119mT——這個(gè)距離就是我們在實(shí)驗(yàn)裝置中磁鐵與植物螺旋莖之間的實(shí)際距離。 結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磁力對這7種右螺旋植物的右螺旋習(xí)性都有明顯的影響：受磁力干擾影響，菜豆和牽牛花的纏繞莖放棄右旋（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(shí)驗(yàn)選擇的右螺旋纏繞植物為四季豆，將它們分別種在30個(gè)一樣大小、有肥料的花盆里，每盆1株；其中24盆為實(shí)驗(yàn)組，6盆為空白對照組。實(shí)驗(yàn)組24盆中隨機(jī)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(gè)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(shí)驗(yàn)組，右為空白對照組。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組的四季豆莖都出現(xiàn)了暫時(shí)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(shí)驗(yàn)中設(shè)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(xí)性，見圖5。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四季豆的莖不能越過磁力作用區(qū)，它會(huì)一直向上生長，最后在重力作用下出現(xiàn)彎折。 結(jié)論與體會(huì) 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，7種實(shí)驗(yàn)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(kuò)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(huì) 通過探究，我學(xué)會(huì)了如何通過實(shí)驗(yàn)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(xí)性的改變。同時(shí)，我還學(xué)會(huì)了查找文獻(xiàn)資料的方法，學(xué)習(xí)了大量相關(guān)知識。非常感謝老師的大力幫助和指導(dǎo)，讓我不僅僅收獲了一條“魚”，而且還學(xué)會(huì)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(yīng)指的是磁性物質(zhì)對生物的作用和影響，涉及物理學(xué)和生物學(xué)的交叉，是生命科學(xué)中值得探究的問題。作者通過實(shí)驗(yàn)，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(jié)論，研究方案設(shè)計(jì)較為合理，建議今后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步揭示磁力對植物生長的影響。
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