为什么植物的根总是向下长，茎总是向上长？

根和茎对重力的单向作用，导致地面或背面的生长，称为“向地性”。如果植物水平放置，几天后，植物的根会向下弯曲(正向地性)，茎会向上弯曲(负向地性)。

生长素是一种植物激素，低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长。根和茎的生长对生长素浓度的反应不同:低浓度生长素促进根生长，高浓度生长素抑制根生长，但促进茎生长，高浓度生长素抑制茎生长。

植株平放时，由于重力的作用，生长素向下侧移动，茎株的根、莲下侧生长素浓度高，比上侧生长快，使茎尖向上弯曲；根下侧生长素浓度高，足以抑制生长，生长比上侧慢，使根尖向下弯曲。

扩展数据:

1880年，C.R .达尔文父子在最后出版的《植物运动的技巧》一书中陈述，禾本科金丝雀草的胚芽鞘在切顶时失去向光性反应。

他的解释是，当幼苗从侧面受光时，来自顶部的影响会向下传递，导致光和背光两侧生长速度不同，会造成向受光侧弯曲，所以切掉顶部后，不会有向光性反应。

1928 F.W. Winter通过实验证明，在胚芽鞘的顶端有一种促进生长的物质，叫做生长素。它可以扩散成琼脂立方体，得到的立方体可以放回胚芽鞘顶端被切掉的一侧，这样可以使胚芽鞘向另一侧弯曲。

而且，曲率大致与所含的促生长物质的量成正比。这个实验不仅证明了促生长物质的存在，还创造了著名的测定生长素的“燕麦试验法”。

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