今天,我和爸爸到一個他的朋友家吃飯,只見這個叔叔家的陽臺上面有很多盆植物,其中有一盆長得很奇怪的草,我好奇得碰了它一下,只見它害怕的縮了縮葉子,仿佛怕我把它生吞活剝似的。我知道它是含羞草,但是從不知道它為什么會被我碰一下就會變成這樣,我跑過去問媽媽,媽媽說:“你已經長大了,該學會自己去尋找答案了!蔽抑缓蒙暇W去查,天哪!,沒想到一株小小的含羞草,竟然還蘊含著這么多科學原理。
原來,含羞草細胞是由細小如網狀的蛋白質“股動蛋白”所支撐。產生閉合運動時,股動蛋白的磷酸會脫落,只要讓含羞草吸收不讓磷酸脫落的化合物,經觸碰也不會起變化。土屋教授指出,當股動蛋白束散開時,細胞被破壞,結果水分跑出來,以致產生閉合運動。股動蛋白一般見于動物的肌肉纖維內,與肌肉伸縮有關。沒想到它也存在含羞草內,可說是相當罕見。
植物的運動通常是由細胞內膨壓改變造成的。大部分成熟的植物細胞都有一個很大的液泡。當液泡內充滿水分時,就壓迫周圍的細胞質,使它緊緊貼向細胞壁,而給予細胞壁一種壓力,使細胞硬脹,像吹滿了氣的氣球一樣。液泡內所含的有機和無機物質的濃度高低,決定滲透壓的高低,而滲透壓的高低可以決定水分擴散的方向。當液泡濃度增高時,滲透壓增加,水分由胞外向胞內擴散而進入液泡,增加細胞的膨壓,使細胞鼓脹;反之,細胞則萎縮。這種過程只能造成緩慢的運動,例如氣孔的開合。
含羞草的葉子如遇到觸動,會立即合攏起來,觸動的力量越大,合得越快,整個葉子都會垂下,像有氣無力的樣子,整個動作在幾秒鐘就完成。它并不是有神經系統(tǒng)支配,而是葉柄基部和小葉柄基部一些細胞的細胞膜的半透性發(fā)生霎時的變化,引致迅速膨壓變化之故。
在葉柄和小葉柄基部都有一個較膨大的部分,叫做“葉褥”。葉褥對刺激的反應很靈敏,在它中心的部分有許多薄壁細胞。這些細胞在靜止時會將帶負電荷的氯離子運向細胞內,而把氧離子向細胞外運送,使細胞膜和鄰近地區(qū)保持一定電位差,叫做靜止電位。當外界刺激超過某一定限度時,這種差異通透性會突然改變,帶正電荷的鈣離子大量涌進細胞,而鉀離子卻向反方向進行,使膜內電位增高,甚至成為正電位,于是產生了動作電位,這種現象叫做去極化。動作電位會傳遞,當細胞到達動作電位時,也就是產生去極化現象時,細胞膜的差異通透性會消失,使原來蓄存于液泡內之水分在瞬間排出,使細胞失去膨壓,變得癱軟。故當刺激小葉柄基部的葉褥,葉褥上半部薄壁細胞的膨壓降低,而下半部薄壁細胞仍保持原來的膨壓,引起小葉片沿著葉柄方向直立。而葉柄內的維管束,在葉褥合成一大管道,作容納葉褥排出的水分。
怪不得含羞草那么害羞,原來是這樣。
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