组织探索科学奥秘/四特教育系列丛书

学校科学技术普及的目的是使广大青年学生了解科学技术的发展，掌握必要的知识、技能，培养他们对科学技术的兴趣和爱好，增强他们的创新精神和实践能力。引导他们树立科学思想、科学态度，帮助他们逐步形成科学的世界观和方法论。《组织探索科学奥秘》针对学校如何组织探索科学奥秘活动进行了系统而深入的分析和探讨，并给予了切实的指导，对中小学生颇有启发意义，具有很强的系统性、实用性、实践性和指导性。
《组织探索科学奥秘》由萧枫、姜忠？主编。

    21.植物为什么能耐寒
    当严寒到来，许多动物都深居简出，或者干脆冬眠了，不少植物却依旧精神抖擞地屹然不动，难道植物真的不怕寒冷吗？当然不是。比如，当植物细胞中的水分一旦结成冰晶后，植物的许多生理活动就会无法进行。
    不过要使植物体内的水分结冻，并不太容易。比如娇嫩的白菜，要在-15℃才会结冰，萝卜等可以经受-20℃而不结冰，许多常绿树木，甚至在摄氏零下四五十度还依然不会结冰，秘密何在呢？
    如果说，粗大的树木可以用寒气不易侵入来解释，那么，细小的树枝和树叶、娇嫩的蔬菜何以也不易结冰呢？白菜、萝卜、香薯等遇上寒冷时，会将贮存的部分淀粉转化为糖分，植物体内的水中溶有糖后，水就不易结冰，这也确是事实。但如果我们仔细一算，就知道这并不是植物耐寒的主要理由。要知道，1千水中溶解180葡萄糖后，水的结冰温度才会下降1.86℃，即使这些糖溶液浓到像糖浆一样，也只能使结冰温度下降七至八度。可见这其中一定另有缘故。
    原来植物体内的水分有两种，一种为普通水，还有一种叫“结合水”。所谓“结合水”，按它的化学组成而言，和普通水并无两样，只是普通水的分子排列比较凌乱，可以到处流动，而结合水的分子却以十分整齐的“队形”排列在植物组织周围，和植物组织亲密地“结合”在一起，不肯轻易分开，因此被叫做结合水。有趣的是，化学家发现结合水的“脾气”和普通水大不相同，比如普通水在100℃沸腾，摄氏零度结冰。冬天，植物体内的普通水减少了，结合水所占的比例就相对增加。由于结合水要在比摄氏零度低得多的温度才结冰，植物当然也就比较耐寒了。
    22.树木过冬之谜
    大自然里有许多现象是十分引人深思的。例如，同样从地上长出来的植物，为什么有的怕冻，有的不怕冻？更奇怪的是像松柏、冬青一类树木，即使在滴水成冰的冬天里，却依然苍翠夺目，经受得住严寒的考验。
    其实，不仅各式各样的植物抗冻力不同，就是同一株植物，冬天和夏天的抗冻力也不一样。北方的梨树，在-20℃―-30℃能平安越冬，可是在春天却抵挡不住微寒的袭击。松树的针叶，冬天能耐一30℃严寒，在夏天如果人为地降温到-8℃就会被冻死。
    究竟是什么原因使冬天的树木特别变得抗冻呢？
    原来，树木为了适应周围环境的变化，每年都用“沉睡”的妙法来对付冬季的严寒。
    我们知道，树木生长要消耗养分，春夏树木生长快，养分消耗多于积累，因此抗冻力也弱。但是，到了秋天，情形就不同了，这时候白昼温度高，日照强，叶子的光合作用旺盛；而夜间气温低，树木生长缓慢，养分消耗少，积累多，于是树木越长越“胖”，嫩枝变成了木质……树木逐渐地也就有了抵御寒冷的能力。
    然而，别看冬天的树木表面上呈现静止的状态，其实它的内部变化却很大。秋天积贮下来的淀粉，这时候转变为糖，有的甚至转变为脂肪，这些都是防寒物质，能保护细胞不易被冻死。如果将组织制成切片，放在显微镜下观察，还可以发现一个有趣的现象。平时一个个彼此相连的细胞，这时细胞的连接丝都断了，而且细胞壁和原生质也离开了，好像各管各一样。这个肉眼看不见的微小变化，对植物的抗冻力方面竟然起着巨大的作用。当组织结冰时，它就能避免细胞中*重要的部分――原生质不受细胞间结冰而遭致损伤的危险。
    可见，树木的“沉睡”和越冬是密切相关的。冬天，树木“睡”得愈深，就愈忍得住低温，愈富于抗冻力；反之，像终年生长而不休眠的柠檬树，抗冻力就弱，即使像上海那样的气候，它也不能露天过冬。
    23.植物也有记忆力    法国兰蒙大学有一位科学家叫玛丽？狄西比，几年前用金盏花做了一系列实验，居然证明植物也有记忆力！
    金盏花是一种一年生花卉，高约30～60厘米，整个植物都长有细毛，叶子是椭圆形的，大小相等，开黄色花朵，与菊花相似。这位科学家是这样进行实验的：她先找来两盆金盏花，在它们刚刚发芽的阶段用针在一盆金盏花左侧的叶子上刺出4个小孔。5分钟后，她把这盆金盏花的顶芽和叶子剪掉。过了一段时间，这棵金盏花长出了新的顶芽，但新长出来的叶子出现了明显的差别，左侧的一片叶子很小，右侧的一片叶子却很大；而没有经过针刺的那盆花，长出的叶子仍然是对称的。她认为金盏花是有记忆力的，它记住了那次针刺。
    后来，玛丽？狄西比又进行了一次实验。这次她选用一棵金盏花，先后进行了两次针刺。**次是在同一侧的叶子上刺了4个小孔，然后剪去顶芽；在经过不同长短的时间间隔以后，她又分别在左右两侧的叶子上都刺出一个小孔，再剪去顶芽。由于**次针刺与第二次针刺之间的时间间隔长短不一样，结果就出了差别。如果两次针刺的时间间隔很短，那么，这棵金盏花就只能“记住”后面的针刺，就是说，它长出的叶子还是对称的；但如果这两次针刺的时间间隔很长，那么，它就会“记住”**次的针刺，而把第二次针刺“忘记”，就是说，它长出了左右不对称的叶子。于是这位科学家认为植物的记忆力分为两种：长期记忆和短期记忆，在某些条件下，植物的长期记忆要比短期记忆牢固。
    24.植物也有语言
    因为人有语言，动物有“语言”，于是人们也想探索一下，默默无闻生活着的植物是否也有“语言”呢？通过科学家们的努力，植物的“语言”逐渐被揭示出来。
    20世纪70年代，澳大利亚的一位科学家发现植物在遭受严重干旱时，便会发出“咔嗒咔嗒”的声音，于是提出植物也有语言，这是*早的关于植物有语言的发现。
    到了80年代人们不但听到了植物的语言，而且还录了音。植物“歌曲”录音带，是由美国沙乌斯？利士纳堡录音公司制作的。他们把两个精巧的微型电极接在植物的叶子上，当叶子进行呼吸时，便会发出微微的颤动，使电压产生微弱的变化。微型电极跟一个灵敏的话筒相接，话筒就会把植物发出的信号，由另一个仪表把它转换成声音。通过录音发现，不同的植物会唱出不同的“歌”。人们还发现，植物唱出的歌与环境有关，在阳光下或沐浴到水分时，它们的歌声就会变得格外悦耳动听。
    *近，英国和日本的科学家，共同研制一种“植物活性翻译机”，这种机器只要连接上放大器和合成器，就能够直接收听植物的声音。他们在研究中发现，当植物在黑暗中突然受到强光照射时，能发出类似惊讶的声音；当遇到变天、刮风和缺雨时，就会发出低沉、可怕和混乱的声音，好像它们正忍受着某种痛苦。平时，有些植物发出的声音好像口笛在悲鸣，有的则像病人临终时的喘息，还有一些叫声本来很难听的植物，当受到适宜的阳光照射或被水洗过以后，声音就会变得动听起来。
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