爱华网全国青少年科技创新大赛优秀项目一等奖 河南省创新大赛优秀科技创新成果一等奖
绿萝吐水的探究
河南省濮阳市油田第六小学 陈钦钦
辅导教师 杨建庄
【摘要】我家的绿萝每次浇足水后，叶尖就流泪吐水（植物泌水现象），观察很多植物确没有吐水现象，为究其绿萝吐水原因，我栽培绿萝做了种种探索和研究。探索1：绿萝滴水与供水多少研究，通过对比实验发现，给绿萝浇水500毫升以上出现吐水，除天南星科外其它植物浇水多少都无滴水现象；探索2：多数植物靠叶片气孔蒸腾水分，猜测绿萝吐水可能是自身叶片上没有气孔，通过探索得知，绿萝叶片表皮细胞有清楚可见的大量气孔，说明绿萝滴水不是因为叶片没有气孔引起的；探索3：列举多种植物叶片作对比观察，发现绿萝叶片布满有特殊的环型叶脉，其叶脉形状不同于别类植物；探索4：将绿萝叶尖两侧环型叶脉剪断，浇水10分钟后看到豁口处泌水流出，而叶尖处不再出现泌水，发现绿萝滴水与环形叶脉中导管大量输水有关；探索5：用显微镜观察绿萝环形叶脉结构，发现叶尖空腔（水孔）与叶脉中许多导管相通，这是排放植物体内多余水分的渠道。通过上述探究发现三点：一是绿萝叶脉布满环形叶脉，二是绿萝环形叶脉内有较粗较大导管与叶缘尖处的空腔（水孔）相连，三是气孔和水孔不是同一个孔。气孔产生植物的蒸腾现象，水孔产生植物的吐水现象。由此，我们研究认为：绿萝滴水与叶片的环形叶脉内有较粗大的导管有关，当水分充足时，茎输送到叶的水分，除供给叶肉细胞外，一部分由叶的气孔散发到大气中，大部分由大大小小叶脉导管汇集到环形叶脉的导管中，最后汇集到叶缘尖处的空腔（水孔）再由叶尖处排出体外。这是绿萝叶片环形叶脉（内有粗大导管与叶缘尖处的空腔（水孔）相连）结构区别于其它植物叶片结构不同所在。绿萝叶片之所以有这样的结构，与它原产地的生存环境有关。绿萝原生长在热带雨林地区，喜好温暖潮湿的环境，可是，绿萝在潮湿很大环境中很难通过气孔蒸腾水分，不利于体内水分的运输与循环，当绿萝吸水量大于蒸腾量时，叶片尖端出现水分外溢的现象，因而形成 “吐水”现象。这一结论给我们研究滴水观音（海芋）、马蹄莲属、绿霸王等属于天南星科的叶缘滴水或“吐水”现象，提供了科学理论。
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【关键词】 绿萝 吐水 实验探索 天南星科
一、选题背景：室内养花能草，普遍成为居民赏花观叶的闲情雅趣和业余生活重要内容。我
家新房放养了花草，为房间
增添了活泼线条和明快色
彩。尤其几盆绿萝更让人上
眼,清秀端庄，终年翠绿，宛
如翠色浮雕，摆放各个房间
更显美丽秀雅，色彩明快的
绿饰极富生机，给居室平添
融融情趣，惹人喜爱；爸爸
称她“春姑娘”，妈妈称她
“守望幸福”，我叫她“绿色天使”更是细心呵护与关照。通过长期观察真是让我开了眼，不仅欣喜发现绿萝会开出形态奇异的花朵，伴有淡淡清香味；更希奇的是每次给它浇足水后叶尖还会流出 “ 眼泪”。素来只知滴水观音（海芋）的叶片会滴水，却不想我家的绿萝也会有“吐水”现象。为什么其它植物的叶片不能吐水，而绿萝叶片能滴水呢?我怀着强烈好奇心和探求欲，先查阅了许多资料得知：绿萝又名黄金葛，原产热带雨林地区，喜好温暖潮湿的环境,是天南星科喜林芋属植物，叶绿全缘是卵心形，属于攀藤观叶花卉，有很高观赏价值，但遇到水多就从叶尖吐水或流泪现象就不得而知。为此，我栽培了几种绿萝，通过观察实验与探究来揭示绿萝吐水秘密。
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二、探究目的：亲自栽培绿萝进行观察探索，通过对比实验、叶脉制片观察，探究并发现绿萝吐水现象与叶脉组织特征的关系。
三、探究时间：2007年4月1日-10月30日，选择绿萝作对比实验，进行反复取证或验证，叶脉组织观察并拍照记录；11月1-30日，归纳、总结、撰写研究报告，12月1-30日请专家指教、梳理。
四、探究方法：查阅文献，上网咨询，种养观察，实验对比，叶片组织制片观察探究。
五、探究材料：绿萝两盆、月季、洋紫荆、蔷薇等植物的叶片、放大镜、显微镜（必要时TV数码显微镜观察拍照）、盖玻片、载玻片、纱布、剪子、镊子、双面刀片两个、培养皿、解剖针、水、吸水纸、数码相机等。
六、探究过程：
（一）探究绿萝滴水现象与供水多少的关系
1、问题与假设：在培养绿萝过程中，我发现如果浇水较少，绿萝叶片就不吐水。于是，我假设：绿萝吐水现象与供水量有关。
2、实验过程：培养两盆绿萝植物，进行对比观察，采用不同的浇水量，探究绿萝吐水与土壤供水量之间的关系。
3、观察结果：如果给绿萝浇少量的水（150—300毫升），叶片不会吐水；浇水500毫升以上，叶片才会吐水。
（注：我实验时所量绿萝叶片平均宽度为长约15厘米，宽约10
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全国青少年科技创新大赛优秀项目一等奖 河南省创新大赛优秀科技创新成果一等奖 厘米。花盆上缘直径为27厘米、高17厘米）
（二）探究绿萝吐水现象与自身叶片组织结构的关系
1、探究绿萝吐水是否因自身叶片上没有气孔
（1）问题及假设：大多数植物依靠叶片的气孔蒸腾水分，绿萝叶片滴水是因为它的叶片没有气孔吗？假设：绿萝的叶片可能没有气孔。
（2）实验：观察叶表皮临时装片
①取绿萝叶片，叶背面对着自己，两手轻轻撕叶片，（用力方向左手为右上方，右手为左下方，图5），直到有透明表皮出现为止。
②取下透明表皮，作临时装片（图6），进行观察。
③观察结果：用显微镜观察（如图7），不但发现绿萝叶片表皮细胞有大量的气孔（如图8），而且清楚可见。可见我原来的假设与
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全国青少年科技创新大赛优秀项目一等奖 河南省创新大赛优秀科技创新成果一等奖 猜想绿萝叶片没有气孔是错误的。也就是说绿萝吐水不是因为叶片没有气孔引起的。
2、通过对比观察发现绿萝叶脉环形有些特殊
（1）问题及假设：通过以上观察、实验发现：绿萝的叶片和其它植物叶片一样有大量的气孔，也就是说绿萝是可以通过叶片气孔蒸腾水分的，吐水现象可能另有原因。由此我假设：绿萝叶子可能和其它植物不一样，叶片组织可能有特殊结构。
（2）、实验过程：采集绿萝的叶片，同时也采集一些外形与绿萝叶形相似的植物叶子，如月季、玫瑰、扶桑、洋紫荆、蔷薇，滴水观音（海芋）、马蹄莲等八种植物用放大镜进行观察、比较（如图9）。从中选出月季、洋紫荆、蔷薇和绿萝作比较观察。
（3）四种叶脉观察观察比较结果：
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全国青少年科技创新大赛优秀项目一等奖 河南省创新大赛优秀科技创新成果一等奖 通过对比观察发现绿萝的叶片边缘有两圈环形叶脉，而且，叶片上大大小小的叶脉最终都会与环形叶脉相连通，上网咨询和多次到市植物园观察，而其它植物的叶片不具有环形叶脉（如图10和图11）。
3、探究绿萝环形叶脉与吐水现象之间的关系
（1）问题及假设：通过对四种植物叶片进行对比观察，我产生了新的疑问。于是假设与
猜想：绿萝吐水与叶片的
环形叶脉有关，水可能是
由环形叶脉汇集到叶缘
或叶尖处后滴出的。
（2）设计对比实验：
①选择一盆绿萝植
物，给绿萝浇水450-550
毫升。
②选择绿萝长势较
好的一个叶片，用放大镜
观察叶片叶尖的变化并记录。
③擦掉叶尖处的水滴，然后在叶尖两侧1厘米处剪断环形叶脉，并剪成一个豁口（如图13），用放大镜观察叶片的豁口处叶脉的变化。
（3）实验结果：给绿萝浇水10分钟后，叶片的叶尖处由小到大有水滴出现（如图12），叶片被剪断环形叶脉后，在豁口处远离叶尖被剪断的环形叶脉处由小到大有水滴出现（如图14）,而叶尖处不在有水滴出现。
4、探究绿萝叶片叶尖的结构特点
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（1）问题及假设：通过以上研究得知，绿萝由叶尖处滴水或泌水。我假设与猜想：绿萝叶尖处有孔或大的细胞间隙。
（2）实验过程：
①用放大镜观察叶尖处，没有看到叶尖处有小孔。
②做叶尖横切徒手切片，用显微镜进行观察（图5、6、7、8）。
（3）观察结果：绿萝叶缘的环形叶脉之间都有空腔（水孔）相连接，而且绿萝叶尖有一个较大的空腔（水孔）更为明显突出（如图15、16）。
图15绿萝叶横切面低倍镜图片 图16绿萝叶横切面高倍镜镜图片
5、探究绿萝叶片环形叶脉与叶尖空腔（水孔）处的结构特特点
（1）问题及假设：通过探究3我得知：叶片被剪断环形叶脉后，在豁口处远离叶尖被剪断的环形叶脉处由小到大有水滴出现（如图
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14），叶尖处不在吐水，也就是说叶尖处的水是由环形叶脉输送到叶尖处的。通过探究4得知：绿萝叶尖处有明显空腔（水孔）。所以，我假设：环形叶脉尖端与叶尖空腔（水孔）相通。
（2）实验过程：做叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切徒手切片，用显微镜进行观察（图7、8）。 （3）实验结果：通过叶尖与环状叶脉尖端相交处的叶片横切徒手切片，用显微镜进行观察，我发现：在叶尖空腔（水孔）的一侧有许多导管（如图17、18），叶脉中的所有导管与叶尖空腔（水孔）相通，植物体内的水分通过导管输送空腔（水孔）排出体外，叶尖空腔（水孔）是排放植物体内多余水分的渠道。
图17叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切 图18叶尖与环形叶脉尖端相交处的叶片横切右
侧框内放大图片
五、研究结论：通过对绿萝对比实验与观察探究，我们发现三点：一是绿萝叶脉布满环形叶脉，二是绿萝环形叶脉内有较粗较大导管与叶缘尖处的空腔（水孔）相连，叶尖空腔（水孔）是排放植物体内多余水分的渠道。三是气孔和水孔不是同一个孔。气孔产生植物的蒸腾现象，水孔产生植物的吐水现象。由此，我们认为：绿萝滴水与叶片的环形叶脉内有较粗大的导管有关，当水分充足时，茎输送到叶的水分，除供给叶肉细胞外，一部分由叶的气孔散发到大气中，大部分由大大小小叶脉导管汇集到环形叶脉的导管中，最后汇集到叶缘尖处的空腔（水孔），由叶尖处排出体外。这是绿萝叶片环形叶脉（内有粗大导管与叶缘尖处的空腔（水孔）相连）的特殊性区别于其它植物叶片结构的不同点。
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六、分析与讨论：绿萝叶片之所以有这样的结构，与它原产地的生存环境有关。绿萝生长在原产中美、南美
的热带雨林地区热带雨林的环境中湿度大，
植物很难通过气孔蒸腾水分，不利于体内水
分的运输与循环，当植物吸水量大于蒸腾量
时，叶片尖端出现水分外溢的现象，因而形
成“泌水”或“吐水”的现象。海芋人称滴
水或泌水观音、马蹄莲属、绿霸王等属于天
南星科，它们都有从叶片尖端或边缘“泌
水”或“吐水”现象，这次探究首次发现马
蹄莲属、绿霸王也和绿萝叶脉有相似结构
（内有粗大导管与叶缘尖处的空腔（水孔）
相连），它们叶缘尖处也常吐水，其原因探
究是我们下轮研究性学习的首选课题。
七、收获与体会：通过绿萝吐水现象实验探究， 从“发现问题、提出问题、进行假设、设计实验、实施实验与观察、对结果分析、得出结论”过程中，我们都在积极地参与，亲自制作绿萝叶的横切面装片，亲自动手操作实验，亲身体验获取知识，感觉既有趣又愉快。这不仅有效激发了我们学习生物的兴趣和热情，也在探究实验中培养了我们多种能力。首先是培养了我们培养了我们发现问题和解决问题、探究精神和实践能力；其次是培养了我们制作临时装片和使用显微镜能力──即实验操作能力和对比观察能力。探究学习不仅让我们通过实验与观察获得有关科学结论，还学习了科学的研究方法和思维方法，懂得了科学研究的一般过程，体验到了观察和实验是获得知识的基本方法。活动过程中我们积极、踏实地探究，为观察早晨的吐水现象，为了弄清露水和吐水的区别，并锲而不舍坚持近一年时间早起床，进行观察记录，通过老师多次对实验操作规范要求和强调，培养了科学素养和严谨的科学态度。通过探究植物吐水意义和吐水本质，培养了我们对科学探究的责任心和使命感，相信今后会有更多的自然奥秘，等着我们去探究去发现！
参考书目：
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1、《植物学》强胜著，高等教育出版社，2008年12月版.
2、《植物生理学实验指导》陈建勋 王晓峰 华南理工大学出版社 2006年2月版.
3、《初中生物教学与指导》生物室著，人民教育出版社，2008年出版
4、《植物生理学》王忠编，高等教育出版社，2006年版.
5.《植物生理学实验》张志良 瞿伟菁编.高等教育出版社 2004年3月版.
6. 《植物学实验指导》高俊凤著.高等教育出版社.2006年5月版.
7. 《现代植物生理学实验指南 》中国科学院编. 科学出版社 .2004年5月版
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观察实验探究掠影照片
观察滴水或泌水现象 切叶片
制作临时装片 用显微镜进行观察
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绿萝种养部分照片
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我家绿萝成了滴水观音也会吐水
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