定义向地性。绘制植物示意图，标注其各部分的向地性运动。

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简介

向地性是植物中常见的一种现象，指植物某一部分的生长或运动受重力影响。 “向地性”一词源于希腊语， “geo”意为“地球”，“tropism”意为“转向”，它描述了植物对地球引力的反应而产生的运动。

植物利用向地性来确定自身相对于地球表面的方向。 通过对重力的反应，植物可以确保其根部向下生长到土壤中，而其茎部则向上生长朝向阳光。 这使它们能够获取生存和繁荣所需的营养和资源。

植物的向地性运动受多种机制控制，包括细胞的生长和发育、激素的分布以及植物内特化结构对重力的感知。 在本文中，我们将探讨向地性背后的科学原理，包括各种类型的向地性以及植物用来控制其运动的机制。

向地性的类型

向地性主要分为两种：正向地性和负向地性。

正向地性是指植物的一部分朝向地球运动，或者在根部的情况下，向下生长到土壤中。 这种类型的向地性在植物的根部很常见，它确保根部朝向土壤中发现的营养物质和水分生长。

负向地性是指植物的一部分背离地球运动，或者在茎部的情况下，向上生长朝向光线。 这种类型的向地性在植物的茎部很常见，它确保叶子和茎部朝向光合作用所需的阳光生长。

向地性的机制

植物的向地性运动受多种在细胞和分子水平上起作用的机制控制。 这些机制包括激素的分布、细胞的生长和发育以及植物内特化结构对重力的感知。

参与向地性的关键激素之一是生长素。 生长素是一种在芽尖产生并向下运输到植物中的植物激素。 当生长素在植物某一部分的下侧积累时，它会促进细胞伸长和生长，导致该部分朝向地球弯曲。

在植物的根部，生长素在下侧积累，导致该侧的细胞比上侧的细胞伸长得更多。 这导致根部向下弯曲进入土壤。

在植物的茎部，当植物水平放置时，生长素在上侧积累。 这导致上侧的细胞比下侧的细胞伸长得更多，导致茎部向上弯曲朝向光线。

参与向地性的另一种机制是植物内钙离子的重新分布。 钙离子对于细胞的生长和发育至关重要，并且在植物内特化结构对重力的感知中起着关键作用。

当植物水平放置时，重力会导致植物内钙离子的重新分布，更多的钙离子在下侧积累。 这会触发信号级联，最终导致生长素在下侧积累，促进细胞伸长和生长，并导致该部分朝向地球弯曲。

重力感知

植物对重力的感知是一个复杂的过程，涉及植物内被称为平衡石细胞的特化结构。 平衡石细胞是含有称为平衡石的致密、充满淀粉的细胞器。

当植物水平放置时，平衡石在下侧沉降，产生植物感知的重力信号。 该信号会触发植物内的各种反应，包括激素分布的变化以及细胞的生长和发育。

植物对重力的感知是向地性的一个关键组成部分，因为它使植物能够确定自身相对于地球表面的方向。 通过对重力的反应，植物可以确保其根部向下生长到土壤中，而其茎部则向上生长朝向阳光。 这使它们能够获取生存和繁荣所需的营养和资源。

植物的向地性运动

植物的向地性运动可以在各种植物部位观察到，包括根、茎和叶。 这些运动受多种机制控制，包括激素的分布、细胞的生长和发育以及植物内特化结构对重力的感知。

根

在植物的根部，正向地性确保根部向下生长到土壤中。 当种子发芽时，根部开始向下生长朝向地球表面，在那里它可以获取土壤中发现的营养物质和水分。

随着根部的生长，它会朝向地球表面弯曲，根部下侧的细胞比上侧的细胞伸长得更多。 这导致根部向下弯曲进入土壤，在那里它可以继续生长和发育。

茎

在植物的茎部，负向地性确保茎部向上生长朝向光线。 当种子发芽时，茎部开始向上生长朝向土壤表面，在那里它可以获取光合作用所需的阳光。

随着茎部的生长，它会向上弯曲朝向阳光，茎部上侧的细胞比下侧的细胞伸长得更多。 这导致茎部向上弯曲朝向光线，在那里它可以继续生长和发育。

结论

向地性是一种至关重要的现象，它使植物能够确定自身相对于地球表面的方向。 通过对重力的反应，植物可以确保其根部向下生长到土壤中，而其茎部则向上生长朝向阳光。 这使它们能够获取生存和繁荣所需的营养和资源。