红酒的木塞泡在红酒里会腐朽？植物会睡觉？螃蟹行走方式探秘！小学者科普来啦！

在邓玉琳老师的指导下深圳南山实验集团的小朋友们，个个俨然是小学者，做起了小研究，棒极了！今天，我们征得邓老师同意，获得以低、中、高三篇小论文展示为例，看小学者们怎么做研究写报告。

为什么红酒的木塞泡在红酒里会腐朽？

深圳南头小学 二（2）班  杨景元

妈妈要把一瓶2007年酿的红酒木塞拔出来时，结果只拔出来一半，剩下的那半怎么都拔不出的来。我问：“为什么拔不出来？”妈妈说：“木塞下面在红酒里泡久已经朽了。”于是我产生了一个问题：为什么红酒的木塞在红酒里泡久了会朽？

1是不是红酒把木塞的养分吸光了，所以木塞交脆弱呢？

2是不是因为妈妈的开瓶器把木塞的“心脏”破坏呢？

3是不是木塞被虫蛀掉呢？

我去书城找了书，了解到红酒瓶的塞子大多都是软木塞，软木塞家族中有天然塞、聚合塞、合成塞、填充塞、加片软木塞、起泡瓶塞、加顶塞。其中，天然塞是软木塞中的贵族，品质最高，由一块或几块天然软木加工而成，主要用于密封储藏期较长的葡萄酒。用天然塞密封的葡萄酒储藏几十年都没有问题，甚至还有密封上百年的纪录。

普通红酒通常不会用这样高级的木塞，而较多使用聚合塞。聚合塞是用软

木颗粒和黏合剂黏合而成的软木塞，价格要比天然塞便宜，质量也不如天然塞，

长期与酒接触后，会影响酒质或发生渗漏现象，所以多适用于短期内消费的葡萄酒。

我看完这段话后，明白了我家的这瓶红酒显然不是多年储藏的红酒。再仔细观察红酒瓶上的生产日期，不过是2007年的。但是对于普通的聚合塞来说，在酒中浸泡了8年已经是“长期服役”了，所以酒塞变得脆弱也就不奇怪了。①

如果下次喝酒，服务人员告诉你，这瓶红酒是多少年历史，而木塞又拔不出来，那他就是在说谎。

① 贾至纲.世界葡萄酒传奇[M].北京：人民邮电出版社，2013.152.157

植物会“睡觉”吗？

深圳南山实验教育集团南头小学  四（2）班

李子曌 方奕琦 黄琬茵

每天晚上，爸爸妈妈都会对我说：“赶紧上床睡觉，第二天才会有精神。”或者：“快快睡觉，才能长个子哦。”于是我就突发奇想——人类会睡觉，动物会睡觉，那么植物会睡觉吗？ 

植物会“睡觉”吗？我们的猜想：

1) 植物会睡觉；

2) 植物不会睡觉；

图 1 课题研究的思维导图

4.1实验观察

4.1.1初步观察

我们在小区和校园内观察了一些植物，发现葱莲、琴叶珊瑚晚上花瓣会收拢；含羞草的叶片晚上会闭合；而长春花、龙船花、大红花、四季海棠晚上花瓣没有闭合。花朵白天开放夜晚闭合是在睡觉吗？ 叶子白天舒展晚上卷曲是不是也在睡觉呢？我们没有发现植物睡觉的规律，于是我们决定去荷兰花卉小镇买一些植物回来进行观察。

4.1.2实验准备

在荷兰花卉小镇我们一共咨询了六位花农，得知含羞草和紫叶酢浆草晚上叶子都会合起来；孔雀竹芋晚上叶子会卷曲；而百合、康乃馨和玫瑰花是一直开放、昼夜没有变化、花期较长；郁金香的花朵白天开放、晚上闭合；还有一些花是开放一次就凋谢了，比如牵牛花。

于是我们根据花农的经验和建议，购买了以下植物样本。

4.1.3实验目的

观察验证植物晚上和白天有什么不一样？是否会“睡觉”？又是怎么“睡觉”的？如果改变外界环境（如光照），植物的睡眠是否会受到影响？ 

4.1.4实验方案

分别标记为正常组和对照组，每组均含有相同的6种植物样本。

正常组：给予自然光照环境。

对照组：人为干扰，给予与正常组相反的光照环境。

4.1.5实验过程

（1）正常组：将正常组的植物样本放在阳台有自然光照的窗台上，每3个小时观察一次并拍照。

对照组：将对照组的植物样本放置于遮光板搭建的光线封闭空间内，白天将自然光线阻隔，模拟成夜晚的光照环境；晚上用白炽灯照射植物，模拟白天的光照环境；每3个小时观察一次并拍照。两组实验同步进行。

（2）将观察到的实验现象记录到如图14和图15中所示的6张表格里面。

图14：紫叶酢浆草的实验记录表格

图15：其他5种植物样本的实验记录表格

（3）实验结果：

我们根据实验记录表格里的现象，汇总登记到表格 1中：

表格 1:正常组和对照组植物样本的叶子、花朵闭合现象的对比

通过观察，我们发现：

分析说明：

实验结果验证了“部分植物会睡觉，部分不会睡觉”的这一猜想。 

我们还发现了其他一些现象：

4.2查找书籍资料

实验显示植物的睡眠现象会受到光照的影响，那还会受到其他因素的影响吗？没有睡眠现象的植物是不是真的不需要睡觉？我们还是很困惑，于是去了书城查阅书籍，我们找到了很多关于植物的知识。

4.2.1植物睡觉是进化过程中自然选择的结果

人和动物都要睡觉，有意思的是有些植物也要睡觉。比如有些植物的叶子夜里会闭合，花儿也收瓣，这些现象都是植物在做“睡眠运动”。其实这是植物为了保护自己，适应周围环境的一种正常反应。植物的叶子在夜间闭合，就可以减少热的散失和水分的蒸发；而因为晚上的气温比白天低，所以花瓣闭合是防止花蕊被冻坏。植物睡觉是进化过程中自然选择的结果。①

4.2.2具有睡眠现象的植物比不睡眠的植物生长速度快

前不久，美国加利福尼亚州斯克雷帕斯海洋研究院行为生理学家因莱特用灵敏的“热量探测针”对蚕豆类科植物的叶子进行测量后发现，保持白天姿态的叶子，它的平均温度总是比叶片处于垂直状态的叶子的平均温度要低1℃。恩莱特根据自己的实验，对植物的睡眠现象作出一种新的解释。他认为植物的叶子之所以在夜间保持这种姿态，是为了维持其自身的温度，从而促进叶子的生长。②

可是，这样微小的温差对植物的生长会有多大的影响呢？科学家在仔细调查和研究后发现，在相同的环境下，具有睡眠现象的植物比不睡眠的植物生长速度快，长势也更好，生长速度可以提高20％。②

但是这个理论也不能解释所有的现象。有睡眠现象的植物真的比其他没有睡眠现象的植物生长得快吗？如果说植物晚上睡眠是为了保持温度，那么有些植物白天睡眠又如何解释呢？所有这些都需要进一步的研究。②

4.2.3 植物的生活习性受光照、温度、虫媒等外界条件影响

一般说来，一种植物或一种动物的生活习性，总是经过长时期的自然选择而遗传下来的；但是，更多的情况是由于植物本身受了光照、温度等外界条件影响而引起的。就拿牵牛花的开花来说，早晨的空气比较湿润，阳光比较柔和，这样的外界环境对于牵牛花最为适宜，这时牵牛花花瓣的上表皮细胞（即花瓣的内侧）比下表皮细胞（即花瓣的外侧）生长得快，于是花瓣向外弯曲，这样花就开了。然而到了中午，阳光强烈，空气干燥，娇嫩的牵牛花花朵因缺少水分而不得不萎谢了。③

牵牛花开花既需要阳光，又害怕过强的阳光，清晨的条件正好适合它的要求，所以它的开花时间在早上。另有一些植物，它们的开花时间恰和牵牛花相反。如夜来香、月光花和瓠瓜等，它们害怕强烈的阳光，总是白天闭合，晚上才开花，这又是什么道理呢？③

譬如昙花，它的花瓣又大又娇嫩，需要在一定的气温条件下才能开花，白天温度过高，空气干燥，深夜里气温又较低，对昙花的开放都不利，只有夏天晚上9点钟的气温和湿度最为适宜，所以它总是在晚上开花，而且只开两三个小时，这就可以避免低温和高温的伤害。昙花的这种现象，人们称作“昙花一现”。 ③

另外，像牵牛花、昙花、月光花等都是属于虫媒花，开花时间的早晚，除阳光和温度对它们有影响外，还跟昆虫出来访花采蜜的时间有关系。天黑以后，蜜蜂和蝴蝶已入夜而息 只有几种蛾子在活动，而且一定要到黄昏以后才出来。所以靠蛾子传粉的植物，都到晚上才开花。③

每种植物总要挑选最适合它开花授粉的时间才开花，因为只有这样，才对它结籽传种有利。所以说，植物的花在一定的时间开放，是适应外界生活条件而形成的一种习性。③

4.2.4植物具有向性运动

向性运动是植物适应环境而产生的定向运动，可以分为以下几类：向光性、向地性、向水性、向化性和向触性。叶子朝着光照条件好的方向生长，就是典型的向光性。植物的根向着地心吸力的方向生长，能深入泥土中，固着地上的植物体，并能从泥土中吸收水分及无机盐，属于向地性。植物根朝着地下较湿润处生长属于向水性。根在土壤中朝着肥料多的地方生长属于向化性。植物体的某一部分对接触做出反应，并产生生长运动，就属于向触性。例如豌豆的卷须缠绕着支持物生长，牵牛花的茎缠绕在竹竿或别的植物躯干上生长，都是向触性运动的表现。④

4.2.5植物具有感性运动

植物的运动可分为向性运动和感性运动，前者的运动方向取决于刺激的方向，后者的运动方向与刺激的方向无关，生长性运动是细胞分裂和伸长的结果，是不可逆的。紧张性运动是细胞膨压和体积变化的结果具有可逆性。⑤

植物具有多种不同的感性运动，最为大家所熟悉的是叶片的感夜运动(睡眠运动），这是由于叶枕中运动细胞的膨压变化所引发的运动;另一种常见的感性运动是含羞草等植物所表现的感震性，是由于物理刺激引起细胞膨压变化所产生的反应。⑤

4.2.6植物不仅睡觉，也有休息的特性。

植物不仅睡觉，也有休息的特性。比如果树会分大年和小年，大年是结果丰硕的年份。结果太多．就要在第二年休息一下，少挂些果实，休息过后又会产生大年。①

4.3专家访谈

我们还去了深圳大学拜访莫蓓莘教授，莫蓓莘教授毕业于北京大学生物系，2004年获得加拿大University of Guelph理学博士学位，目前是深圳大学生命与海洋科学学院教授，博士生导师，副院长。

以下为莫教授访谈记录的主要内容：

问：花园里的花朵白天开花，晚上合拢花瓣；有些植物晚上开花，白天合拢花瓣，为什么会有这个现象？

答：这个是因为植物都朝着光的方向生长，植物的这个习性和白天黑夜的现象正好吻合，这是植物的运动方式，这种运动叫做睡眠运动。夜晚来临，光照强度和温度的改变，对植物产生了刺激，从而引起了植物叶子和花的闭合运动，这个在植物生理学中叫做感夜性运动和感温性运动，统称为感性运动。

问：含羞草的叶子触碰就会合拢，这个现象是什么原因造成的？

答：这是因为植物的感震性运动造成的，在没有收到刺激的时候，含羞草每个叶子的叶枕腹部都是充满水分的，因此叶片舒展。在受到震动刺激的情况下，小叶叶枕腹部的细胞透性就会增大，这是细胞内的细胞液就会流出，导致叶柄下垂，小叶合拢。

问：所有植物都有睡眠运动吗？有什么作用？

答：不是的，只有部分植物有睡眠运动的，比如：睡莲，酢浆草，郁金香等。有睡眠运动的植物要比没有睡眠运动的植物更能抵御外界环境的竞争。睡眠运动让花瓣闭合，免受夜晚低温温度对自身的伤害；保护自身的水分过多的流失，减少热量的散失等。

问：郁金香为什么晚上没有闭合？

答：因为郁金香是感温的，不是感夜的。

图16:植物运动的思维导图

图17:我们与莫教授的合影

通过这次研究，我们知道植物的生活习性是为了适应生存环境，经过漫长的进化而形成的。

植物早上开花晚上闭合的习性，正好与大自然的昼夜交替现象吻合，看起来就像人类睡觉一样，科学上把植物的这种睡觉现象叫做“睡眠运动”。

植物的运动可分为向性运动和感性运动，植物的“睡眠运动”也叫做“感夜运动”，具有周期性，是感性运动中的一种。例如叶片的感夜运动(睡眠运动），是由于叶枕中运动细胞的膨压变化所引发的运动;另一种常见的感性运动是含羞草等植物所表现的感震性，是由于物理刺激引起细胞膨压变化所产生的反应。

并不是所有的植物都有睡眠运动，但有睡眠运动的植物一般比没有睡眠运动的植物生长得快。

所以植物其实是没有真正意义上的“睡眠”的。

滑动查看下一张

有一天，我们在一家海鲜火锅吃饭。我看到水池里的螃蟹，突然一个问题从脑中一闪而过，螃蟹为什么横着走呢？

围绕这个问题我们产生了以下几个 猜想：

我们决定成立论文研究小组进行研究，我们首先确定了研究思路，分文献查阅、观察研究两大部分进行研究。下图是我们课题研究思路的思维导图。

我们从“螃蟹为什么横着走”这个问题开始，查阅了网络、书籍等文献资料。 

4.1文献查阅（一）

4.1.1螃蟹的身体组成

螃蟹的头部和胸部在外表上无法区分，因而就叫头胸部，大多数螃蟹头胸部的宽度大于长度。这种动物的十足就长在身体两侧。如下图，第一对螯足向头部靠拢，既是掘洞的工具，又是防御进攻、捕捉食物的武器。其余四对足是用来步行的，叫做步足。每只脚都由七节组成，关节只能上下活动。

见图1

螃蟹的足（图1，来源百度网）

4.1.2螃蟹的运动方式

螃蟹爬行时一侧步足弯曲，用足尖抓住地面，另一侧步足向外伸展，当足尖够到远处地面时便开始收缩，而原先弯曲的一侧步足马上伸直了，把身体推向相反的一侧。

4.1.3螃蟹横走原因思考

我们总能看见螃蟹举着大钳子“横行霸道”，为什么它们要横着走路呢？难道这样走路很威风？我们听过很多说法，总结下来基本归为以下两个角度：

4.1.3.1生理学角度

螃蟹的腿横向长在身体的两侧，大腿不能前后移动，但可以自背腹方向上下移动。螃蟹身体两侧的与肢相连的地方叫骨眼，也就是肌肉束通过的地方，每条肢都有上下两个骨眼（即两束肌肉）与之相连。而且其肢基部关节弯曲方向是背腹方向，所以当肌肉收缩时，便牵动肢沿背腹方向运动，所以螃蟹便横向运动。

4.1.3.2地磁场影响角度

螃蟹是依靠地磁场来判断方向的。在地球形成以后的漫长岁月中，地磁南北极已发生多次倒转。地磁极的倒转使许多生物无所适从，甚至造成灭绝。螃蟹是一种古老的回游性动物，它的内耳有定向小磁体，对地磁非常敏感。由于地磁场的倒转，使螃蟹体内的小磁体失去了原来的定向作用。为了使自己在地磁场倒转中生存下来，螃蟹采取“以不变应万变”的做法，干脆不前进，也不后退，而是横着走。

关于“地磁场影响”的说法，我们尝试过用磁铁干扰螃蟹的爬行，但是我们没有得到有价值的结论。也许是因为螃蟹并不受地磁场影响，又或者是因为地球磁场影响太大，我们的磁铁产生的磁场不足以抵抗因而对螃蟹运动产生影响？我们不得而知。这个说法过于宏观，以我们目前的知识水平无法论证，因此我们更倾向于从生物学的角度进行研究。

4.2观察研究

4.2.1实验室：测量螃蟹身体

首先我们进行了实验室研究，对螃蟹的身体特性进行观察。如下图2，这只螃蟹身体左右长7.2cm，前后长5.7cm，很明显，螃蟹身体左右大于前后长度。

（图2）

它的足在两侧，步足关节向下弯曲，且步足朝背腹方向活动角度为120°（图2），前后方向活动角度只有45°，背腹方向活动幅度明显大于前后活动的幅度

背腹方向活动角度（图3）

前后方向活动角度（图4）

4.2.2实验室：显微镜观察螃蟹身体

我们还对螃蟹的骨眼关节，也就是身体与步足的连接点进行了实验观察（见图5），这是肌肉束通过的地方。下图6这是显微镜放大20倍下螃蟹的骨眼，红色箭头所指方向就是这个连接点的弯曲方向，骨眼部分的两束肌肉就是沿着这个方向牵动步足，使步足只能在背腹方向大幅度运动，这些身体结构特征正说明了，螃蟹更善于横行。

4.3实验研究

4.3.1海滩实验一

我们还来到深圳湾的沼泽地进行了实地考察（图7）。在螃蟹正常横向爬行的时候，它的一侧步足足尖抓住地面，另一侧足尖向外伸直，把身体推向侧面移动。螃蟹的确横行。

4.3.2海滩实验二

当我们尝试干扰其正常爬行，用纸板不停挡住它的爬行路线时，螃蟹在情急之下居然直行了起来。下图的蓝色线条是螃蟹正常横行的轨迹路线，红色是螃蟹在紧急情况下直行的轨迹路线。（图8）

这个发现让我们惊叹，事实证明螃蟹在紧急情况下可以偏离它习惯性的横走，而变成直行的，只是直走速度较慢，比较别扭罢了。比如说人类习惯的行走方式是直行，而在碰到障碍或其他需要时，我们是可以改变我们习惯的直行方式，变为横走。

进行到这里，我们应该稍微调整一下我们的研究思路，我们应该看看是不是有本来就习惯直行的螃蟹呢？于是我们进行了第二轮的文献查阅。

4.4文献查阅（二）

通过第二轮文献查阅，我们发现果然有一些行动方式为直行的螃蟹，比如下图的沙蟹，和尚蟹，蜘蛛蟹等等，它们都是直行的螃蟹。

我们对这些螃蟹的身体结构进行了观察，发现它们有一个共同点，就是身体的长度和宽度差值不如常见螃蟹大，身体形状近似圆形，身体厚度也不那么扁平，因此它们采取的行走方式与我们生活中常见的螃蟹横着走是不一样的，是向前直行。（对比如下表格）

螃蟹们采取何种方式行走，是直行，还是横行，其实跟它们的生存环境、身体构造是密切相关的，适应环境、高效节能才是螃蟹们行动的宗旨，这是它们在生命长河中进化的抉择。总结起来结论如下：

通过对螃蟹的研究，我们获得一个灵感。现代社会车流量较大，停车成为了司机们的难题，“螃蟹横行”能不能启发我们研制一种汽车上的装置，在有需要的时候，把轮胎旋转90°，就像螃蟹横行一样，即使是很短的车位也可以轻松入库，也许这一发明在未来会为停车问题带来一些便利。

螃蟹&车横走示意图

怎么样？这些小朋友研究来是不是也有模有样？觉得好，记得点“在看”哦！

第22期百班千人共读书目隆重推出，欢迎围观！

部编版小学语文各年级课件、教案 +教材解析+学习资料汇总丨开学大礼

一到九年级必背古诗词（含音频和释义）一网打尽，快收藏吧！
最美关于春天的100首古诗（附赏析），建议收藏！

胡红梅老师：小学语文课内阅读+单元整体思维导图300例（三年级上下册）

蒋军晶：五招让孩子爱上阅读

张祖庆：亲子阅读的七大误区与应对策略