羞或不羞,这值得细究
二(11)班
刘桐安
一、
研究背景和目的
1.
研究背景
我家里的阳台上妈妈养了很多绿植,妈妈每天都会给它们浇水并欣赏一番。这天我也跟着妈妈一起欣赏这些植物,可一不小心,我碰到了一株植物,它的叶子竟迅速地合拢了,仔细观察,就像一个害羞的小女孩低垂下头一样。我觉得很奇怪,就问妈妈这是什么,叶子为什么会合起来?妈妈也兴奋地要和我一起来探个究竟!于是,我们查阅资料,才知道原来它叫含羞草。
含羞草之所以会“害羞”,是因为它的叶柄基部有一个膨大的器官叫“叶枕”,里面含有充足的水分,生有许多薄壁细胞,这种细胞对外界刺激很敏感,一旦叶子被接触,刺激就立即传到叶枕,这时薄壁细胞内的细胞液开始向细胞间流动而减少了细胞的膨胀,里面的水马上流到别处去了,叶枕就瘪了,于是叶子垂了下来,就好像在向人鞠躬一样,是个彬彬有礼的植物。
我觉得它太好玩了,每天总要去触碰几次,可最后却发现,触碰的多了,它就不再“害羞”了,这真是太奇怪了,难道是死了吗?我问妈妈,妈妈帮我一起找资料,才发现,它不再害羞是因为触碰得多了,叶枕内的水分流光了,新的水分来不及补充,叶片就无法闭合。
据了解,含羞草的这个特点可以感知天气变化,有些研究说它还可以预测地震,这让我对它的兴趣更加浓厚了,我也有一个疑问:叶子需要多久才能闭合完成,过多久会重新扩展开呢?
2.
研究目的
①用相同的力量去碰含羞草,它的叶子,叶柄需要多少时间闭合?
②含羞草的叶子闭合后,他们的叶子需要多少时间才会重新打开?
③
含羞草为什么会不再害羞?
二、研究过程与方法
1、
研究材料
①长势相同的含羞草,五株。
含羞草(学名:Mimosa pudica Linn. ):为豆科多年生草本或亚灌木,由于叶子会对热和光产生反应,受到外力触碰会立即闭合,所以得名含羞草。形状似绒球。开花后结荚果,果实呈扁圆形。叶为羽毛状复叶互生,呈掌状排列。大约在盛夏以后开花,头状花序长圆形,2-3个生于叶腋。花为白色、粉红色,花萼钟状,有8个微小萼齿,花瓣四裂,雄蕊四枚,子房无毛。荚果扁平,每荚节有1颗种子,成熟时节间脱落。花期9月。
②秒表
胶头滴管、烧杯,操作台,塑料盒,实验记录单
2、研究过程
①在无风(其他外界因素)的环境中,将水滴从20cm高度滴下,触碰含羞草叶子,记录他从叶子到叶柄全部闭合的时间,并记录。
②持续观察。记录含羞草植株全部恢复原状,(叶子重新打开,叶柄的最佳角度)的时间,并记录
③连续三天,在同一时间,重复使用,每次将水滴加在相同部位,记录三天的数据,求平均值。
④
分析数据,撰写研究报告
3、研究方法
①实验法:我们在爸爸的指导下,
跟妈妈相互合作,确定实验研究目的,再拟定可行的实验方案,利用国庆假期5天时间完成实验。10月4、5、6日三天天气较好,变化不大,比较符合实验对天气因素的要求(见表一)
表一——10月4——6日上虞区天气情况
日期 | 最高温度 | 最低温度 | 白天 | 夜间 | 风向 | 风力 |
10月4日 | 30℃ | 18℃ | 晴 | 多云 | 北风 | 5-4级 |
10月5日 | 28℃ | 19℃ | 多云 | 多云 | 北风 | 5-4级 |
10月6日 | 29℃ | 17℃ | 晴 | 多云 | 北风 | 5-4级 |
在这之前,我们每天坚持给五铢含羞草浇适量、等量的水,还做了大量的实验,确定了能引起含羞草叶子闭合的接触力度,我和妈妈练习熟练使用秒表计时,对什么时候开始计时和结束计时的掌握上,进行了充分的讨论,每次实验,由三个人同时计时,然后计算平均值记录到表格中确保把实验误差控制到最低,实验装置如图所示:
图一:实验研究装置示意图

②文献法:含羞草是比较特殊的植物,从中小学到大学,都有比较全面的研究,据了解,含羞草能对外界接触做出十分迅速的反应,里面蕴藏着很多科学道理,有物理的,有化学的,所以我们查阅了一些植物相关的文献,尤其是研究含羞草这类植物的文献,确保我们的实验有意义的。
三、研究结果
1、用相同的力量去碰含羞草,它害羞所需的时间
在实验中,我们发现,含羞草的小叶在受到水滴接触后的0.09秒叶子开始闭合,然后羽状复叶闭合,叶柄下垂。如图二所示:
图二:含羞草触碰前后对比图

通过分析所记录的数据,我们可以推测,闭合过程需要1.7-2.0秒,当然植株间肯定会存在差异,这跟我们事先的一种水碰到含羞草的小叶时,小叶收到刺激闭合,刺激会快速传递下去,直到羽状复叶、叶柄。这其中我奥秘都是跟一种“”“小枕头”一样的结构有关,如图三所示,资料上说,它们叫叶枕,叶子一受到外界的刺激,在植株内会发生一系列复杂的反应,就像我们的手被针扎后,会立即缩回,并产生疼痛的感觉一样。
图三:含羞草叶枕结构分布图
不同植株在同一时间反应的快慢上存在差异,但相差并不是很大。值得关注的是,同一植株的反应速度在早中晚三个阶段表现出明显差异,从数据上看,早上7点钟,含羞草叶子完全闭合时间需要2.4秒左右,但在这之后,呈现下滑趋势,也就是说,含羞草在早晨的反应比较迟钝,到中午会加快一些,傍晚会更加敏感,在1.6秒左右就闭合了叶子,这应该说是这次实验最意外的收获。

为什么傍晚会出现这样的情况呢?我们查阅了很多资料,因为一天中,气温、湿度、光照强度都会发生改变,在这些因素的影响下,含羞草对刺激的反应速度也表现了“早慢晚快”的规律,它真是一个聪明的家伙!
2、含羞草从害羞到不害羞所需的时间
表二:含羞草叶子(叶枕)重新打开时间记录表
大概过了18-21分钟后,小叶子又重新展开,同时,叶柄竖立起来,整片叶子又变得精神起来。据了解,这是因为植物体内的沙发重新回到叶枕内,这个神奇的“小枕头”又让叶子们重新精神焕发。
3、含羞草也会不含羞
在实验中,我们还发现,如果我们持续不断地逗它玩,刺激它,它也会发脾气,产生“厌烦”之感,不再发生任何反应。当时还以为它快死了,出乎意料的是,过几个小时后,它又会慢慢舒展开叶子,根据我们的调查,这是因为长时间连续的刺激使得叶枕细胞内的细胞液流失了,不能及时得到补充的缘故。所以含羞草就不会再“害羞”了,是不是很有意思!
四、研究的收获和感恩
通过这次实验研究,我们还了解到含羞草还是一种能预测天气晴雨变化的奇妙植物,如果触摸含羞草时,其叶子收缩缓慢,下垂迟缓,甚至稍一闭合又重新展开,这说明天气将由晴转阴或者快要下雨了;如果它的叶子很快闭合起来,而张开时很缓慢,这说明天气会转晴。叶枕发出的作用与空气中的湿度密切相关,在空气湿度很小时,叶子的闭合与张开速度快,在空气湿度很大时,叶子的开合速度就会慢一些。所以含羞草叶子开合速度的快慢,也间接的反映了空气中湿度的大小,可以作为天气预报的参考。所以你们别小看这个爱害羞的小草,它也可能是天气预报专家,甚至有报道说,含羞草还能预测地震。
这次实验研究,我们收获了很多。这里虽有汗水,有争议,更有成功的喜悦。虽然我们的实验设备不够紧密,而且有很多因素没有控制好,但经过我和妈妈的共同努力,我们学会了像科学家们一样思考,比如实验中的五铢含羞草的长势是相同的,每次都在同一个位置进行实验(正对小叶片),做到这些还不够,风、晃动、呼吸都可能干扰含羞草叶子,我们最后决定把他们的周围用塑料板挡起来,然后用滴管从一定高度将水滴滴到叶子上,这些,都是我们共同讨论思考的结晶。每一次实验,我们都小心翼翼,生怕出现差错。
一株小小的含羞草就有这么多的科学道理,看来我们所掌握的知识还远远不够,值得高兴的是,我们通过努力,动手实验,解决了自己的疑团,而且通过这次的研究实验,我们也更有信心和动力去开展其他方面的小研究。