定義向地性。繪製植物示意圖，標註其各部分的向地性運動。

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簡介

向地性是植物中常見的一種現象，指植物某一部分的生長或運動受重力影響。 “向地性”一詞源於希臘語， “geo”意為“地球”，“tropism”意為“轉向”，它描述了植物對地球引力的反應而產生的運動。

植物利用向地性來確定自身相對於地球表面的方向。 透過對重力的反應，植物可以確保其根部向下生長到土壤中，而其莖部則向上生長朝向陽光。 這使它們能夠獲取生存和繁榮所需的營養和資源。

植物的向地性運動受多種機制控制，包括細胞的生長和發育、激素的分佈以及植物內特化結構對重力的感知。 在本文中，我們將探討向地性背後的科學原理，包括各種型別的向地性以及植物用來控制其運動的機制。

向地性的型別

向地性主要分為兩種：正向地性和負向地性。

正向地性是指植物的一部分朝向地球運動，或者在根部的情況下，向下生長到土壤中。 這種型別的向地性在植物的根部很常見，它確保根部朝向土壤中發現的營養物質和水分生長。

負向地性是指植物的一部分背離地球運動，或者在莖部的情況下，向上生長朝向光線。 這種型別的向地性在植物的莖部很常見，它確保葉子和莖部朝向光合作用所需的陽光生長。

向地性的機制

植物的向地性運動受多種在細胞和分子水平上起作用的機制控制。 這些機制包括激素的分佈、細胞的生長和發育以及植物內特化結構對重力的感知。

參與向地性的關鍵激素之一是生長素。 生長素是一種在芽尖產生並向下運輸到植物中的植物激素。 當生長素在植物某一部分的下側積累時，它會促進細胞伸長和生長，導致該部分朝向地球彎曲。

在植物的根部，生長素在下側積累，導致該側的細胞比上側的細胞伸長得更多。 這導致根部向下彎曲進入土壤。

在植物的莖部，當植物水平放置時，生長素在上側積累。 這導致上側的細胞比下側的細胞伸長得更多，導致莖部向上彎曲朝向光線。

參與向地性的另一種機制是植物內鈣離子的重新分佈。 鈣離子對於細胞的生長和發育至關重要，並且在植物內特化結構對重力的感知中起著關鍵作用。

當植物水平放置時，重力會導致植物內鈣離子的重新分佈，更多的鈣離子在下側積累。 這會觸發訊號級聯，最終導致生長素在下側積累，促進細胞伸長和生長，並導致該部分朝向地球彎曲。

重力感知

植物對重力的感知是一個複雜的過程，涉及植物內被稱為平衡石細胞的特化結構。 平衡石細胞是含有稱為平衡石的緻密、充滿澱粉的細胞器。

當植物水平放置時，平衡石在下側沉降，產生植物感知的重力訊號。 該訊號會觸發植物內的各種反應，包括激素分佈的變化以及細胞的生長和發育。

植物對重力的感知是向地性的一個關鍵組成部分，因為它使植物能夠確定自身相對於地球表面的方向。 透過對重力的反應，植物可以確保其根部向下生長到土壤中，而其莖部則向上生長朝向陽光。 這使它們能夠獲取生存和繁榮所需的營養和資源。

植物的向地性運動

植物的向地性運動可以在各種植物部位觀察到，包括根、莖和葉。 這些運動受多種機制控制，包括激素的分佈、細胞的生長和發育以及植物內特化結構對重力的感知。

根

在植物的根部，正向地性確保根部向下生長到土壤中。 當種子發芽時，根部開始向下生長朝向地球表面，在那裡它可以獲取土壤中發現的營養物質和水分。

隨著根部的生長，它會朝向地球表面彎曲，根部下側的細胞比上側的細胞伸長得更多。 這導致根部向下彎曲進入土壤，在那裡它可以繼續生長和發育。

莖

在植物的莖部，負向地性確保莖部向上生長朝向光線。 當種子發芽時，莖部開始向上生長朝向土壤表面，在那裡它可以獲取光合作用所需的陽光。

隨著莖部的生長，它會向上彎曲朝向陽光，莖部上側的細胞比下側的細胞伸長得更多。 這導致莖部向上彎曲朝向光線，在那裡它可以繼續生長和發育。

結論

向地性是一種至關重要的現象，它使植物能夠確定自身相對於地球表面的方向。 透過對重力的反應，植物可以確保其根部向下生長到土壤中，而其莖部則向上生長朝向陽光。 這使它們能夠獲取生存和繁榮所需的營養和資源。