植物对环境刺激之反应

110-6植物對環境刺激之反應焦點1向性反應※向性反應：環境刺激→植物產生反應涉及生長方向的改變1.正向性：植物體的生長反應趨性刺激方向（ex.莖的向光性、根的正向地性）2.負向性：植物體的生長反應背離刺激方向（ex.莖的負向地性）一、向光性：（植物體受到側面光照→向光照方向生長彎曲）(1)頂端分生組織產生生長素（向下運送）側面光照莖兩側生長素分佈不均勻向光面：生長素含量少、生長慢背光面：生長素含量多、生長快(2)莖的頂端：具有接收藍光的色素分子∵藍光刺激→莖的向光面和背光面的生長素分佈不均勻∴藍光對向光性的作用最為明顯二、向地性：(1)植物幼苗平放重力影響下半部的生長素濃度較高莖的細胞生長快速→莖向上彎曲生長（負向地性）根的細胞生長較慢→根向下彎曲生長（正向地性）(2)根的正向地性與根冠產生的『抑制生長物質』有關根平放並將根冠摘除→根生長快速，不會表現向地性若將根冠再置回根尖→根生長變慢，表現出正向地性三、向觸性：（葡萄、豌豆、瓠瓜的卷鬚接觸物體不均勻生長）接觸面的細胞停止伸長→卷鬚纏繞物體而攀緣生長→使植物體獲得支撐，並佔具有利位置以吸收陽光試題範例1.有關於植物生長的適應，下列敘述何者正確？(A)受地心引力、光照、溼度的刺激可引起向性運動(B)具有接受刺激的神經系統，且能傳導刺激並引起反應(C)平置的幼苗，莖會背地生長、根則向地生長側面照光對芽鞘的影響：芽鞘內的箭頭表示生長素的輸送2(D)地心引力的刺激，使植物體內的生長素分布傾向朝下的一側(E)溫度的刺激可促使葉綠素合成和葉綠體發育【答案】(A)(C)(D)【詳解】(B)植物缺神經系統(E)光線刺激可促使葉綠素合成和葉綠體發育2.下列植物運動何者與生長素有關？(A)睡眠運動(B)莖的向光性(C)觸發運動(D)根的向地性(E)根的向濕性【答案】(B)(D)(E)【詳解】(A)(C)睡眠運動及觸發運動與膨壓有關3.下列有關於植物向性的敘述，何者錯誤？(A)一般而言，根具有向地性，莖具有向光性和背地性(B)將幼苗平置，根部朝上的一側生長素較少，故生長慢(C)將幼苗平置，莖部朝下的一側生長素較多，故生長快(D)莖部向光的一側生長素較少，故生長慢【答案】(B)【詳解】根部朝上的一側生長素較少、生長快，因高濃度的生長素會抑制根的生長焦點2感性反應（與膨壓改變有關）※感性反應：環境刺激→植物產生反應未涉及生長方向的改變（一般為可逆反應）一、睡眠運動：（豆科植物的葉片葉枕膨壓變小睡眠運動）(1)白天：葉枕上方細胞的膨壓較小、下方細胞的膨壓較大→葉片上揚平展(2)夜晚：葉枕上方細胞的膨壓變大、下方細胞的膨壓變小→葉片下垂閉合ps.光照刺激→牽牛花、豆科植物的花瓣和葉柄的膨壓改變→花瓣和葉片在日間張開（夜間閉合）二、捕蟲運動：捕蠅草的捕蟲葉受到碰觸→葉片閉合以捕捉昆蟲三、觸發運動：（含羞草葉片受到碰觸葉枕膨壓改變葉片閉合）(1)複葉未受到碰觸→小葉平展張開(2)複葉若受到碰觸→小葉閉合，整片複葉下垂ps.機械性刺激（震動、觸摸、摩擦）→抑制植物生長3試題範例1.下列有關植物運動的敘述，何者正確？(A)植物莖的向光性是向光側細胞中生長素濃度比背光側者低所引發的結果(B)觸發運動、睡眠運動及捕蟲運動均因細胞中膨壓快速改變所引發的生長現象(C)植物根的向地性是靠地側細胞中生長素濃度比背地側者低所引發的結果(D)除了生長素以外，細胞分裂素及吉貝素都可影響植物的向性運動【90大學聯招】【答案】(A)【詳解】(B)觸發運動、睡眠運動及捕蟲運動皆與生長無關(C)植物根的向地性是靠地側細胞的生長素濃度高於背地側細胞所引發的結果(D)細胞分裂素及吉貝素與植物的向性運動無關。2.下列植物的生理現象，何者與膨壓有關？(A)含羞草的觸發運動(B)根的向地性(C)種子萌發(D)春化作用(E)菜豆的睡眠運動【答案】(A)(E)【詳解】(B)根的向地性是因地心引力造成生長素分佈不均。(C)種子萌發與水分、氧氣和溫度有關。(D)春化作用是低溫刺激胚或分生組織而提早開花。焦點3光照對植物的影響一、光照→影響植物莖的長短和粗細、葉片的厚度和形態發育強烈藍光葉綠體移至細胞邊緣、葉綠體上下重疊→減少對光能的吸收（避免葉綠素吸收過多光能而被破壞變為白色）強光葉片較厚，柵狀組織的細胞較長，海綿組織的層次較多紫外線抑制莖伸長，促進花青素合成→高山植物的莖幹短矮、葉面狹小、花冠顏色鮮豔弱光（陰棚）搭建陰棚→降低光強度、增加溼度→葉菜類的葉片寬大而薄、葉脈柔細→增加經濟效益黑暗、微弱藍光1.葉綠體平均分佈於細胞中→使每個細胞均能吸收到光能（增加光合作用效率）2.在黑暗中生長的植株：節間長、葉發育不良、無葉綠素→白化苗4光照對浮萍葉肉細胞內葉綠體的分佈與排列的影響：A.黑暗中，B.弱藍光下，C.強藍光下二、光照→影響植物的生理作用（與光敏素有關）(1)藍光、紅光→光合色素主要吸收的色光光照對馬鈴薯生長與發育的影響：(A)黑暗中(B)光照下(圖中數字代表兩植株不同高度的相當部位)5(2)綠光→不被吸收而被反射出來→植物多呈綠色(3)在光照中生長的植株：節間短、枝葉發育良好、葉具有葉綠素(4)黑暗中發育不良的幼苗光照節間停止伸長、葉開始發育(5)光照增強→光合作用加強(6)光合效率：C4植物（玉米）＞C3植物（水稻）試題範例1.在光照與黑暗中生長的馬鈴薯植株的形態有明顯差異，下列敘述何者正確？(A)黑暗中的植株其節間較短(B)光照中的植株其節間較長(C)將黑暗中的幼苗移植到光照下，其葉、芽均無法發育(D)黑暗中的植株其葉不具葉綠體，但光照中的植株其葉具有葉綠體【答案】(D)【詳解】(A)黑暗中的節間較長(B)光照中的節間較短(C)將黑暗中的幼苗移植到光照下，其葉、芽均可發育焦點4光照影響植物開花（與光敏素和開花激素有關）長日照植物LDP中性日照植物短日照植物SDP日照＞臨界日照→開花（黑暗＜臨界黑暗）日照長短對開花無影響日照＜臨界日照→開花（黑暗＞臨界黑暗）大多於春季和夏初日照較長時才能開花不論日照長短皆可開花大多於秋季日照較短時才能開花ex.白芥菜、玉米、甜菜、菠菜、蘿蔔、萵苣ex.蒲公英、蕃茄、豌豆、胡瓜、黃瓜、南瓜ex.羊帶來、菸草、菊花、大豆、聖誕紅、紫羅蘭6(1)光週期：每天日照與黑暗長短的相對變化→影響植物生長發育和開花(2)光期性：植物對日照長短（光週期）所引起的開花反應(3)臨界日照：引起植物開花率達50%所需的日照時數臨界日照：白芥菜＞14小時。菊花＜15小時。羊帶來＜15.5小時。(4)臨界黑暗：引起植物開花率達50%所需的黑暗時數(5)黑暗期→調控花芽形成所必需（黑暗期必須連續而且不中斷）(6)可見光、紅光中斷黑暗短日照植物不開花、長日照植物無影響(7)植物是否開花→須視最後是以紅光或遠紅光照射而定紅光(波長660nm)→中斷黑暗、抑制遠紅光的作用遠紅光(波長730nm)→中斷光照、抑制紅光的作用短日照植物SDP長日照植物LDP最後照射遠紅光FR開花不開花最後照射紅光R不開花開花7(7)植物計時：植物計時→始於黑暗期的開始黑暗終了、光照開始→植物計時停止(8)植物感受光週期的部位→葉除去葉片→植物不開花長日照植物與短日照植物稼接短日照處理二者皆可開花∵短日照植物產生開花素韌皮部運輸促使長日照植物開花∴開花素不具物種專一性兩株菸草嫁接後，短日照處理的一株可以開花，若將之作環狀剝皮，則該株所生成的開花素就無法輸入長日照處理的一株，因而長日照的一株就不會開花。8四、光照→影響部分植物種子萌發（與光敏素有關）光照刺激種子萌發光照不影響種子萌發光照抑制種子萌發萵苣、煙草、大車前草大豆、向日葵、玉米青蔥、百合(1)大多種子萌發不需要光照(2)最後一次所照的光波→決定種子是否萌發萵苣種子紅光種子萌發率較高萵苣種子遠紅光種子萌發率降低試題範例1.某短日照植物臨界日長時間為15小時，其臨界黑暗時間為9小時，而下圖為光期性長短與紅外光及紅光對短日照植物開花的影響，其中哪幾項處理條件有花芽形成而促使植物開花？(A)(B)(C)(D)(E)【答案】(A)(D)(E)【詳解】短日照植物其連續黑暗須大於臨界黑暗期才可開花，且730nm可促進短日照植物開花，亦即縮短黑暗的時間，故亦可開花2.右圖五種植物同時發芽，在光照期8小時、黑暗期16小時條件下生長發育，依據圖示推論何者會開花？從花芽出現到開花所需日數為何？(A)甲－40天(B)乙－60天(C)丙－100天(D)丁－70天(E)戊－30天【答案】(A)(B)(C)(E)3.下列有關於植物開花和光週期的敘述，何者正確？(A)光週期的黑暗期比光照期對植物開花的影響來得大(B)入秋後花農在菊花園圃進行夜間照明，可使菊花延遲開花(C)短日照植物需有16小時黑暗和8小時光照期始能開花(D)溫度及光週期對植物的開花均有影響(E)植物的葉片能感受光週期【答案】(A)(B)(D)(E)【詳解】(C)16小時黑暗和8小時光照的處理並非為一，只要其連續黑暗的時9間大於臨界黑暗，短日照植物便能開花4.有關於日夜長短對植物開花之影響，下列敘述何者正確？(A)長日照植物又稱為短夜性植物，通常在春天開花(B)蕃茄不論日照長短均可開花，故可稱為長日照植物或短日照植物(C)對長日照植物而言，若連續黑暗時間大於臨界黑暗期，則會開花(D)在黑暗期，以紅光照射，則短日照植物仍可開花(E)紅外光可促進短日照植物開花【答案】(A)(C)(E)【詳解】(B)蕃茄為中性植物，只要生長成熟，不論日照長短均可開花(D)不開花焦點5光敏素（植物色原）≠植物激素1.光敏素：葉片中感光靈敏的藍綠色素蛋白質，存在於細胞膜上，含量微少→不會顯現出顏色2.光敏素可接受光線刺激→(1)調控植物的生長發育(2)引發葉和葉綠體發育(3)影響植物開花(4)影響種子萌發3.剛形成的光敏素為Pr，不具活性4.光敏素與植物光週期有關：（Pr與Pfr可互相轉變）(1)Pr吸收紅光（波長660nm）：Pr照紅光或陽光→轉變為Pfr較長光照→光敏素維持在Pfr的形式→促使長日照植物開花Pr不具有活性(2)Pfr吸收遠紅光（波長730nm）：Pfr照遠紅光或經過黑暗期→轉變為Pr較長黑暗→光敏素轉變為Pr的形式→促進短日照植物開花5.Pfr：（具有生理活性的光敏素）(1)影響開花：誘發長日照植物開花，抑制短日照植物開花(2)影響種子萌發(3)影響生長發育：植物體的形態、莖的伸長、葉片和子葉的擴展、莖的伸長和分枝、葉綠體的發育、葉綠素的合成、使白化苗變綠、花青素的合成106.黑暗中萌發的白化苗只合成Pr新合成→Pr紅光可見光,Pfr分解試題範例1.原本應開花的短日照植物，若在其黑暗期間用短暫紅光照射處理就不會開花，其原因何在？(A)紅光的照射時間太短(B)光敏素在照射紅光之後就失去活性(C)光照之後會造成Pr形式的光敏素累積(D)Pfr形式的光敏素會抑制短日照植物開花【92指定考科】【答案】(D)【詳解】Pr紅光Pfr（具有活性，促進常日照植物開花、抑制短日照植物開花）2.下圖表示五種對於某短日照植物的光週期處理方式，請依據圖示回答下列問題：(1)圖中A～E五種處理方式中，何者不會開花？(2)在E的光週期處理下，此植物是否開花？如何以光敏素的型式解釋其結果？(3)光敏素是否為植物激素？其存在於植物細胞的何處？【答案】(1)BC(2)開花，735μm紅外線使光敏素呈現Pr形式，可促進點日照植物開花(3)光敏素並非植物激素，存在於葉部細胞的細胞膜上3.下列有關於光敏素的敘述，何者正確？(A)是一種感光靈敏的色素蛋白質(B)Pfr可促進萵苣種子萌發(C)若紅光為R，遠紅光為FR，則R－FR－R處理萵苣種子，可促進其萌發(D)光敏素存在於所有植物(E)綠藻細胞內無光敏素【答案】(A)(C)(D)【詳解】(B)FR相當於黑暗處理，會抑制萵苣種子萌發(E)綠藻亦有光敏素4