深藏不露的牛蒡.doc

深藏不露的牛蒡一. 研究動機在上學期，光輝十月裡的某天，自然老師發給同學每人二十棵不知名的幼苗，每棵幼苗要大家查資料或問家人，找出植物的名稱並且要好好照顧它們，因為這是上學期成績；下學期則要寫報告，是下學期第一階段的獨立實驗報告。一拿回家，奶奶說這可能是20棵漂亮的花、還有同學認為是蔬菜，我們找遍學校圖書館的書，怎樣也找不出這種怪植物。於是我們天天觀察(偶爾還是會忘了觀察)，看它們一天天的長大，到處都毛毛的，葉子越來越大，有人猜想跟芋頭有關！、那可能是不可口的蔬菜！、會不會開出毛毛花？，反正我們和家人都不知道那是什麼，經過三個月，很多同學的幼苗都一一掛點了.。過完了年，原本小小的幼苗也長了一歲。開學，老師總算揭曉答案：是牛蒡，請交一頁觀察報告書，霎時全班哀鴻遍野，因為同學們大都只能交出死亡報告書。我們聽別人說過牛蒡，以為那是牛身上的一部分，其實不是！現在它們竟然就乖乖地長在我們的小花盆裡(有的同學種在泥土地上)四個多月。過完年的新學期，同學交報告，因為有幾位同學很認真，老師便邀請我們整理觀察資料、做一些實驗，於是我們一行人便搭上了揭開牛蒡密祕的列車。從我們尋找到的書籍和網路資料中，發現它是很珍貴的根莖類植物，人們運用它的部位是根，不是毛毛的大葉，也不是觀賞用的花，這真是一種深藏不露的植物。從閱讀資料知道，牛蒡的功用有疏散風熱、消腫解毒、預防癌症及動脈硬化，改善便秘，是所有根菜類蔬菜中，食物纖維含量最多的、它的水溶性纖維和不溶性纖維各佔一半，可以使乳酸菌更活潑，完工發揮改善便秘的功效，木質素是牛蒡所含的眾多食物纖維的一種，他具有優異的抗菌作用。其根部含有豐富的寡糖，可以健胃整腸，具強化蠕動能力，治療便秘，且有利尿功效。近年來，日本經過反覆研究，發現牛蒡有護膚奇效，並獲得專利權，製成一種美膚高級化妝品。當我們讀到的資料越多，覺得牛蒡真神奇，也許我們可以用我們在自然課的學過的方法，了解外觀平凡、有內涵的牛蒡。二、研究器材: 牛蒡（數條）、三腳架.陶瓷纖維網.酒精燈（數個）、打火機、小刀、剪刀、燒杯（數個）、鑷子.攪拌棒（數個）、培養皿（數個）、錐狀瓶（數個）、碘液、亞甲藍液、紅墨水、葡萄糖、量筒(數個)、試管(數個)、試管架、顯微鏡(數臺)。三、研究項目1.牛蒡的生長歷程2.牛蒡的特徵(根、莖、葉)3.牛蒡根的水份運輸4.牛蒡的葡萄糖和澱粉在哪裡？ 5.糖和食鹽對牛蒡切片的影響5.1塗糖和食鹽可以讓牛蒡切片不變黑嗎？5.2在糖水和鹽水中煮牛蒡切片，顏色會不同？四、研究過程與結果：1.牛蒡的生長歷程研究過程：每天觀察記錄葉子數量、蟲、病害。研究結果：我們把觀察過程分為六個階段，說明如下：階段一抓到蟲:在拿到牛蒡幼苗後十一天，抓到一隻蟲(如圖一)。此蟲約1cm長，顏色為節黑節紅，身上有數個凸出物，體內有綠色液體。置於密室，會漸漸縮小。我所觀察到的縮小過程是：1cm 0.7cm 0.5cm 0.3cm 圖一 蟲體(比例10倍)階段二發現類似潛葉蠅蹤跡:天有不測風雲、人有旦夕禍福。很不幸，我的牛蒡又受到蟲的摧殘了!此蟲的身體很扁，能鑽進葉內，吃盡葉肉!且會留下痕跡!我原本以為此蟲頗似潛葉蠅，但實則不是，因兩者所下的痕跡不同(如圖二)。書上說，潛葉蠅吃過的地方會是一條白線，但這條蟲吃過的終點有一個黑點，吃過的路徑不僅是白的，在中央還會留下一條黑線。我猜它們的嘴巴和吃法可能不一樣。 圖二 潛葉蠅和此蟲的攝食路徑圖階段三移植:第十八天，牛蒡實在長得太大了，它們擠在一小小的盆子裡，我擔心有的小牛蒡會看不見太陽，無法進行光合作用，長得太慢，來不及交實驗報告書。所以我將它移植至盆中，過沒幾天，葉寬就由5cm變為15cm！足足變長三倍，面積變得更大，真是很有潛力。後來我查書，發現牛蒡可以長到45公分那麼大(後來有同學說，他把牛蒡種在田裡，葉子就是長得那麼大)，當時我真的嚇了好大一跳。階段四害蟲大隊:移植後，害蟲大隊竟然大舉入侵，使得每長出一葉就死一葉，且死葉只剩上下表皮(如圖三)。圖三、蟲食用前後的葉肉組織還有一種不知名的蟲把卵產在枯葉正面，黏著，卵呈粒狀(如圖四)。後來它們會孵化成比卵還小的蟲，是粉紅色的。圖四、蟲卵的位置階段五新顧客上門:悲慘的不僅如此，就連螞蟻也來湊一腳，不過這是正常的，因為有植物的地方就一定有螞蟻(為什麼呢？)，雖說害人之心不可有，但防人之心不可無！這些螞蟻可真奇怪，何時變成和尚吃素去了！牠們竟把整個葉子啃成鋸齒狀(葉子的邊緣和中間)。我們想，難道牛蒡的葉子有糖嗎?植物進行光合作用之後產生糖，不是轉換成能量了嗎(我認為讀書應該融會貫通)？如果葉有糖，那麼運輸的莖會不會有糖？難道細細醜醜的根和肥肥的番薯一樣，也都有糖嗎(課本講過，我還是不太相信)？我們用嘴巴吃吃看(我們查過書，這種植物沒有毒，所以嘗了葉子和根)，可是一點都不甜啊！也許上學期實驗過的本氏液可以幫個忙！階段六白粉症:白粉症會出現在上表皮上，容易清洗，我以為用水洗一洗就可以洗掉，但隔天還會再出現。書上說白粉症是一種菌絲，溫度變化大時，便開始快速繁殖(圖五)。我想，白粉症和老師的靈芝類似，白色菌絲長得很快，會伸到葉肉細胞裡，進行細胞分裂，我沒有洗掉葉肉細胞中的菌絲，所以它們進行很快的細胞分裂，就又長滿葉面，蓋得到處都白白的。圖五、夜晚的白粉菌和白天的白粉菌2.牛蒡的特徵(根、莖、葉)研究過程： (1).作牛蒡根、莖、葉(包括葉柄)的橫切、縱切、染色觀察(2).在顯微鏡下觀察(照片一)。(3).描繪觀察到的外觀和細胞形態。照片一、同學用亞甲藍染色研究結果：(1).葉：葉脈眾多、正背面皆有絨毛，但背面較多，在顯微鏡下看到的是一根一根的細毛。將病葉浸水，水呈黃褐色，可能是壞掉的細胞流出葉綠素。(2.)葉柄呈中空狀、外表多為紫色少為綠色。撕開基部的葉柄時，有黏黏的白色東西，在顯微鏡下看到一束一束的細絲狀。葉柄的橫切面和芹菜很像，只是有四、五根白色的管子，不容易切斷，裡面沒有空心，我想那是支撐用的。(3).莖：在葉柄的基部，很短，類似芋頭的基部。有密毛。(4).根：切開的根在空氣中放越久就越黑。根不削皮，放在冰箱冰過後，內部呈粉紅色；放在空氣中會變成乾乾的，裡面白白的。我們牛蒡的根有分岔 (照片二)，類似人蔘(有香香的味道) 。市場上的牛蒡是完整的一條。後來我們查書，發現移植過的牛蒡一定會分岔(像胡蘿蔔)，難怪大人會發明幾種點種的輕便法，不僅可以節省人力，還可以種出一條腸子通到底的牛蒡。照片二、牛蒡的根有分岔(旁邊是五十元台幣)3.牛蒡根的水份運輸切開粗根，會看到一圈深色的，像年輪，水從那裡跑出來(照片三)，會有一個小泡一個小泡，我想那可能是運送水份的主要構造木質部。照片三、會跑出小水滴的根選牛蒡根裡較粗和較細的根，放進稀釋的紅墨水裡，過2小時，觀察水分的運輸和運輸速度是否相同。第一次實驗的照片(如照片四)切開根部，我們發現粗根運輸水份比較慢，大約只有1.8公分。細根運輸水份比較快，大約16.5公分。照片四、放在紅墨水裡的根(第一次實驗的照片)粗根運輸水份的部位是像年輪的那一圈，細根運水的是中央。根的切面(過了一段時間就會變黑，很討厭，很難觀察)和運輸水份部位(如圖六)。像年輪那一圈的細胞排列緊密而且規則。粗根切面 細根切面圖六、粗根和細根的切面(紅點為紅色墨水)4.牛蒡的葡萄糖和澱粉在哪裡？(1).用本式液分別檢驗根、莖、葉，發現根和葉有葡萄糖，莖則沒有。(2).用碘液分別檢驗根、莖、葉，發現根、莖、葉都有澱粉。5.怎樣防止牛蒡切片變黑？5.1把牛蒡放在水、糖水和鹽水中煮實驗步驟：(1).先將牛蒡切成小塊(0.2-0.3公分厚)。(2).拿3個燒杯，分別放都放進一樣多的牛蒡根塊。(3).將燒杯分別放進鹽水、糖水、清水。(4).觀察顏色的變化。(如照片五)結果：(1).放鹽的燒杯裡的水是淺綠色，放糖和清水裡的燒杯是綠色。(2).過了24小時，放鹽的燒杯裡的水是綠色，放糖和清水裡的燒杯是墨綠色。(3).鹽可能可以延後牛蒡細胞變黑(像蘋果切片洗過鹽水一樣)。照片五、把牛蒡放在水、糖水和鹽水中煮5.2把牛蒡分別塗糖和塗食鹽實驗步驟：(1).取牛蒡根的中央部份，切了36小塊(0.2-0.3公分厚)。(2).拿3個培養皿，分別放都放進差不多數量的牛蒡根塊。(3).分別放進鹽水、糖水，另一個什麼都不放做為對照組。(4).觀察顏色的變化。(如照片六)結果：(1).放鹽的培養皿裡，鹽完全把牛蒡包住，切片的大小沒有太大的變化。(2).放糖的切片細胞會跑出水份，所以放糖的那個變得小小的又濕濕黏黏的。(3).對照組的切片變得很小很小又乾乾黑黑的，它們的水份蒸發掉了。照片六、把牛蒡切片放在糖和鹽結論：1. 在種牛蒡的過程中，我看到了漂亮的紅黑蟲、類似潛葉蠅(吃過的路徑不僅是白的，在中央還會留下一條黑線)、粉紅色小蟲的蹤跡，說不定那是三個新品種喔!2. 將植物移植，葉寬就由5cm變為15cm！足足變長三倍，所以用葉面積做植物分類是不智的。3. 以本氏液檢驗，發現根和葉有葡萄糖，莖則沒有(螞蟻真靈敏，竟然知道牛蒡的葉子有糖)，推翻了我原本以為葉子裡沒有葡萄糖的想法。以碘液檢驗，發現根、莖、葉都有澱粉。4. 牛蒡根和課本說的不一樣，它有一圈深色細胞，類似年輪(那一圈的細胞排列緊密而且規則)，是運送水份的主要構造木質部。5. 粗根運輸水份比較慢，細根運輸水份比較快，所以幫助吸水的是細根，不是粗根。運輸的部位在粗根是像年輪的那一圈，細根的部位在細根的中央。6. 切開的根在空氣中放越久就越黑。放在鹽裡可以防止它變黑。經過鹽水處理的牛蒡根，可以製作出不變黑的牛蒡根切片標本。心得：這是我們第一次對一種植物做了那麼多、這麼久的觀察和實驗，很高興發現許多是課本