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關鍵概念
植物生物學
毛細作用
水
染料
顏色
引言
你有沒有聽人說過,“那株植物渴了”或者“給那株植物喝點水”?我們知道,所有的植物都需要水才能生存,即使是插花和生活在沙漠中的植物也一樣。但是,你有沒有想過水是如何在植物體內移動的?在這個活動中,你將把康乃馨放在染色水中,以找出水去哪裡了。你認為染色水會流向哪裡,這能告訴你關於水在切花中如何移動的什麼資訊?
背景
植物利用水來保持其根、莖、葉和花朵的健康,並防止它們乾燥和枯萎。水還用於將溶解的營養物質輸送到整個植物。
大多數時候,植物從地下獲取水分。這意味著它必須將水從根部向上輸送到植物的其餘部分。它是怎麼做到的?水透過毛細作用在植物中移動。當將液體結合在一起的力(內聚力和表面張力)以及將結合的液體吸引到另一個表面的力(粘附力)大於重力時,就會發生毛細作用。透過這些結合力和表面力,植物的莖基本上會吸水——就像用吸管喝水一樣!
觀察毛細作用的一個簡單方法是用一茶匙水,輕輕地倒在臺面上形成一小池。你會注意到,水會聚在一起形成一小池,而不是在臺面上鋪開。(這是因為內聚力和表面張力。)現在,輕輕地將紙巾的一角浸入水池中。水會附著在紙上並“爬”上紙巾。這就是所謂的毛細作用。
材料
• 水
• 量杯
• 玻璃杯或花瓶
• 藍色或紅色食用色素
• 幾朵白色康乃馨(至少三朵)。提示:新鮮的花朵比老的花朵效果更好
• 刀
• 相機(可選)
準備
• 量取半杯水,倒入玻璃杯或花瓶中。
• 在玻璃杯中的水中加入 20 滴食用色素。
• 在成人的幫助下,用刀將幾朵(至少三朵)白色康乃馨的底部莖尖以 45 度角切開。提示:請務必不要使用剪刀,它們會壓碎莖,從而降低它們的吸水能力。此外,較短的莖比長的莖效果更好。
• 將康乃馨放入染色水中。在執行此操作時,用康乃馨的莖攪拌水,直到染料完全溶解。
步驟
• 將花朵放入水中後立即觀察它們。如果您有相機,請給花朵拍照。
• 將花朵放入染色水後兩小時、四小時、24 小時、48 小時和 72 小時觀察它們。請務必同時觀察它們的莖,尤其是葉子從莖上分叉出來的凸起部分,以及顏色較淺的綠色部分(這裡可能更容易看到染料)。如果您有相機,請在這些時間點拍攝花朵和莖的照片。
• 兩個小時後,花朵看起來怎麼樣?四小時、24 小時、48 小時和 72 小時後呢?在這段時間內,它們的外觀是如何變化的?
• 花朵外觀的變化告訴你關於水如何穿過它們的什麼資訊?
• 額外:在這個活動中,你使用了康乃馨,但是你認為你在其他花卉和植物上會看到相同的結果嗎?用另一種白色花朵(例如雛菊)或主要由莖組成的植物(例如芹菜莖)嘗試此活動。
• 額外:再次嘗試此活動,但使用濃度更高或更低的食用色素,例如一半、兩倍、四倍或十倍的量;請務必將每種染料量與相同量的水混合。如果您增加或減少水中食用色素的濃度,會發生什麼?
• 額外:你將如何製作一朵多色康乃馨?提示:您可以嘗試 (1) 將花在一種顏色的水中放置一天,然後在第二天將其放入另一種顏色的水中,或者 (2) 將莖的末端分成兩半,並將每一半浸入不同顏色的水中。
觀察和結果
當你把花放入染色水中時,你是否看到一些花在兩個小時後開始出現染料斑點?你是否也在莖中看到了一些染料?24 小時後,花朵的整體是否呈現出彩色色調?48 小時和 72 小時後,這種色調是否變得更加明顯或更深?
水透過毛細作用在植物中移動。具體來說,水被拉過莖,然後向上到達花朵。在染色水中浸泡兩個小時後,一些花朵的花瓣邊緣應該已經清楚地顯示出染色斑點。被拉上來的水會經歷一個稱為蒸騰作用的過程,即來自葉子和花瓣的水會蒸發。但是,它帶來的染料不會蒸發,而是會留下來給花朵著色。水的流失會在葉子和花瓣中產生低水壓,導致更多的有色水被拉過莖。到 24 小時時,花朵應該已經獲得了整體的染色色調,並且隨著時間的推移,這種色調會稍微變深。莖的某些部位,特別是葉子分支的地方也應該略微染色。
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此活動由科學夥伴合作推出