植物为啥茎向上根向地？

薛　岗

自从接触《生物学》这门课程后，我就非常热爱这门学科。为什么含羞草的叶片受到刺激时它会“弯腰低头”害羞起来?为什么向日葵金黄色的圆盘总是朝着太阳微笑?为什么捕蝇草会像机灵的青蛙一样捕捉叶子上的昆虫?这些都是生物电的功劳。更有意思的是，如果我们把一个生长的植株横向或倒立放置时，茎端弯曲后永远向上生长，根永远向地生长。带着好奇和疑问，我查阅了相关的资料，原来植物发芽后在处于直立状态时，对称的两侧之间不产生电位差，但如果保持水平状态，则下侧对上侧可产生10mV的正电位差，这种现象称为“地电效应”。

通过实验来研究植物芽的“地电效应”。开展钙离子积累的实验研究，解释地电效应产生的原因及过程。

1选用颗粒饱满、均匀的玉米、小麦、豌豆和黄豆4组(每组20粒)种子，并用80％的酒精浸泡消毒10分钟，再用蒸馏水反复冲洗至干净。然后将种子均匀放在下面铺有吸过饱和自来水滤纸的带孔塑料筐上，1组1个塑料筐，并在温度20℃、相对湿度为80％的黑暗中培养。植物芽去除顶端后，对地电效应的影响研究。测定其竖直和水平放置时的地电效应数值。

生长素和钙离子对植物芽地电效应的产生都具有非常重要的作用。当植物芽水平放置时，受到重力的影响，其钙离子向下侧运输、积累。这个过程中需要消耗大量的能量，生长素的作用就在于促进细胞的呼吸作用产生大量能量，加速钙离子向下侧的运输、积累，进而引起地电效应。钙离子在下侧面的积累又吸引更多的生长素到芽的下侧面。没有生长素或植物芽尖端就没有能量来完成钙离子向下侧的运输、积累，也就不能产生地电效应。

通过实验，我们可知地电效应的成因有3个要素：生长素、重力和钙离子。它们分别扮演着各自的角色。启动地电效应这个植物生命运动的钥匙是重力，为这个植物生命活动过程提供能量的是生长素，电位差的直接产生者是钙离子。这3个要素齐心合力，共同作用，就形成了所谓的“地电效应”。