作品名称：牵牛花的茎

八年级《物理》（人教版）第2卷第77页第5题如下：图9.3-12（图1）是牵牛花茎的照片。观察自然界中缠绕植物和攀缘植物的茎，它们的缠绕方向与生长方向有何关系？这是否与螺线管中的电流方向与其北方向相关相同？对于不同的植物来说，这种关系是否相同？自然界中，植物茎分为直立茎、缠绕茎和攀援茎。它们都是连接根和叶的桥梁，在根和叶之间不断传递养分。它们和它们本身一样，细长而柔软，不能直立，只能围绕其他物体向上生长的茎，称为缠绕茎，如牵牛花、金银花的茎。大家都知道植物具有向光性。植物的茎总是向上生长，做“负地”“向地运动”，以获得阳光进行光合作用；根总是向下生长，并做“向地运动”，以获取水分和养分。植物的这种向地性和负向地性运动称为“向地性运动”。植物之所以产生向性，主要是生长素作用的结果。攀援植物的卷须和缠绕茎，接触支撑物的一侧生长素含量较少，植物生长较慢；而在不接触支撑物的一侧，含有较多的生长素，植物生长得更快，于是它们螺旋状地缠绕在支撑物上，爬到高处接受阳光和雨水。有趣的是，牵牛花向左旋转并向上缠绕，它的缠绕方向是逆时针的，即它的缠绕方向和生长方向有右手法则（如图2所示）；而有些植物如金银花、菟丝子等始终向右旋转，其缠绕方向为顺时针方向旋转，即其缠绕方向和生长方向有左手规则（如图3所示）；然而何首乌却“随意”转动头部，有时左旋，有时右旋，即它的缠绕方向和生长方向都是非手性的。那么，为什么这些具有手性的缠绕茎植物有固定的缠绕方向呢？科学家最新研究表明，植物旋转和缠绕的方向性特征是从各自祖先遗传下来的本能。早在几亿年前，攀缘植物就有两个祖先，一个生长在南半球，另一个生长在北半球。为了获得更多的阳光和空间，让自己更好的生长发育，它们的茎顶永远面向东升西落的太阳。这样，生长在南半球的植物茎向右旋转，生长在北半球的植物茎向右旋转。向左旋转。经过漫长的适应和进化过程，形成了各自固定的旋转和缠绕方向。后来，虽然它们被移植到不同的地理位置，但它们的旋转和缠绕方向特征被继承和固定。那么，缠绕植物茎的缠绕方向和生长方向是否与螺线管中的电流方向与其北极方向的关系相同呢？根据上述分析，不难发现，牵牛花茎的缠绕方向和生长方向与螺线管中的电流方向和北极方向一致。课本通过实验探究了通电螺线管周围是否存在磁场，并得出结论：通电螺线管中电流的极性与电流方向的关系为安培定律（又称右手螺线管定则）。 ）。为了帮助学生更好地理解和掌握安培定律，教材在《动手脑物理》中提出了观察和研究牵牛花茎的问题，让学生用类比的方法来感受安培定律的内容从生物学知识的角度。通过观察和比较，学生不仅了解了手性在物理学中的应用，体验和领悟了科学方法，而且培养了学生认识自然、探索自然奥秘的兴趣。责任编辑程哲