向日葵会向着太阳转动的原因，是因为向日葵的茎部含有一种奇妙的植物生长素，而这种生长素是非常怕阳光的，而且一旦遇到光线的照射，它们就会到背光的一面去，同时还会刺激背光一面的细胞迅速的繁殖，所以通常情况下背光的一面就会向着有光的一面迅速的生长，从而使向日葵产生了向着太阳转动的情况。
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向日葵，一年生高大草本。茎直立，高1-3米，粗壮，被白色粗硬毛，不分枝或有时上部分枝。叶互生，心状卵圆形或卵圆形，顶端急尖或渐尖，有三基出脉，边缘有粗锯齿，两面被短糙毛，有长柄。头状花序极大，径约10-30厘米，单生于茎端或枝端，常下倾。总苞片多层，叶质，覆瓦状排列，卵形至卵状披针形，顶端尾状渐尖，被长硬毛或纤毛。花托平或稍凸、有半膜质托片。舌状花多数，黄色、舌片开展，长圆状卵形或长圆形，不结实。管状花极多数，棕色或紫色，有披针形裂片，结果实。瘦果倒卵形或卵状长圆形，稍扁压，长10-15毫米，有细肋，常被白色短柔毛，上端有2个膜片状早落的冠毛。花期7-9月，果期8-9月。
向日葵，由于其生长前期的幼株顶端及中期的幼嫩花盘会跟着太阳转动得非常明显而得名。从生物科学上分析向日葵向日原因：向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，是向日的，其叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，不过并非即时的跟随，植物学家测量过，其花盘的指向落后太阳大约12度，即48分钟。太阳下山后，向日葵的花盘又慢慢往回摆，在大约凌晨3点时，又朝向东方等待太阳升起。[72]
已知植物与其周围的光同步。这被称为昼夜节律。它们由植物本身产生并且是自我维持的。植物如何实现它们以及它们如何显示它们有不同的方式。向日葵有自己的方式，这种方式是使用某种激素。向日葵植物含有称为生长素的激素。这些荷尔蒙对阳光敏感，尽一切可能寻找阴影。因此，它们从沐浴在阳光下的植物部分迁移到茎中的阴影区域。一旦那里，生长素（基本上是生长激素）刺激细胞的生长。这导致茎在阴影区域变得笨重，因此花朵朝向相反的方向弯曲而朝向太阳。当太阳在天空中移动时，生长素也会继续迁移到被遮蔽的茎干部分，通过刺激细胞生长不断使阴影部分变得更加笨重。这就是向日葵继续面向太阳的方式——不断地从茎的较大部分弯曲。主要是年轻的花头，具有这种延迟性。这是因为年轻的花有绿色的“苞片”，基本上看起来像鬃毛，植物的叶子正面朝向太阳。在这个阶段花朵跟随太阳的明显原因是最大化光合作用。向日葵的花托部生长素背光分布，因而背光侧的茎生长较快，茎会向光源处弯曲。在阳光的照射下，生长素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长向太阳转动。在太阳落山后，生长素重新分布，使向日葵转回东方。花盘盛开后，就不再向日转动，而是固定朝向东方。向日葵的花粉怕高温，如果温度高于30℃，就会被灼伤，因此固定朝向东方，可以避免正午阳光的直射，减少辐射量。但是，花盘在早上受阳光照射，有助于烘干在夜晚时凝聚的露水，减少受霉菌侵袭的可能性；此外早上温度较低，阳光的照射使向日葵的花盘成了温暖的小窝，能吸引昆虫帮助传粉。
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