植物对环境刺激之反应.doc

10-6 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）莖兩側生長素分佈不均勻j向光面：生長素含量少、生長慢 k背光面：生長素含量多、生長快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)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)植物幼苗平放下半部的生長素濃度較高 j莖的細胞生長快速莖向上彎曲生長（負向地性） k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 j根平放並將根冠摘除根生長快速，不會表現向地性k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 (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)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 (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 (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j 紅光 (波長660nm)中斷黑暗、抑制遠紅光的作用k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。 (7)植物計時： j植物計時始於黑暗期的開始k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 j除去葉片植物不開花k長日照植物與短日照植物稼接二者皆可開花 短日照植物產生開花素促使長日照植物開花開花素不具物種專一性四、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j萵苣種子種子萌發率較高k萵苣種子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)j (B)k (C)l (D)m (E)n【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mn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）： jPr照紅光或陽光轉變為Pfr k較長光照光敏素維持在Pfr的形式促使長日照植物開花 lPr不具有活性(2)Pfr吸收遠紅光（波長730nm）：jPfr照遠紅光或經過黑暗期轉變為Prk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6.黑暗中萌發的白化苗只合成Pr生理反應新合成PrPfr 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】PrPfr（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AE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，735m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RFRR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.下列有關於光敏素的敘述，何者正確？(A)是一種含蛋白質的激素 (B)白天時，光敏素以Pfr形式存在 (C)Pr可吸收紅外光轉變為Pfr (D)Pfr可促進植物體內多種生理反應，常被稱為活性型 (E)Pfr與Pr在植物體內是互不轉變的【答案】(B)(D)【詳解】(A)是一種感光的色素蛋白質，而非激素 (C)Pr吸收紅光而轉變為Pfr (E)Pfr與Pr間可互相轉變焦點 6 溫度對植物的影響 1.溫度逆境：（溫度太高或太低植物生長受限制、甚至死亡） (1)高溫（4050）破壞葉綠素及酵素植物死亡 ex.大豆的致死溫度為45 (2)植物先經稍高溫處理數小時植物能忍耐高溫 ex.先將大豆幼苗置於40數小時較能忍耐高溫而不致於死亡 (3)高溫逆境細胞內大部分蛋白質的合成停止j迅速誘發合成熱休克蛋白質 k熱休克蛋白質非常穩定，存在於細胞核、細胞質、粒線體、葉綠體 保護核酸、酵素、蛋白質不會因高溫而變性， 保護細胞膜和葉綠體在高溫下仍維持穩定 (4)低溫逆境：（溫度太低、溫度驟降） 細胞膜的流體性會發生改變導致植物細胞的損傷或死亡 (5)溫度緩緩下降植物體增加細胞膜上不飽和脂肪酸的比例(需數小時) 可維持細胞膜的流體性2.Q10：溫差10反應速率的商數Q10溫度增加10，酵素反應速率增為原來的二倍Q102 3.溫度對光合作用的影響：(1)光反應：（屬於電子傳遞介質的氧化還原反應，非酵素催化的反應） 溫度對光反應的影響很小Q101.11.2 暗反應：（卡耳文循環中的每一步驟均需酵素催化） 溫度升高促使暗反應速率增加Q101.5(2)光反應速率增加暗反應速率也增加 j影響光反應的光照增加影響暗反應的溫度需求也增加k影響暗反應的溫度增加影響光反應的光照需求也增加熱帶、亞熱帶的C4植物光合作用的最適宜溫度3045溫帶的C3植物光合作用的最適宜溫度10254.溫度對呼吸作用的影響： (1)克列伯循環的每個步驟均需酵素催化溫度影響呼吸速率 (2)植物產量（光合作用總量）（呼吸作用總量） 光合作用的最適溫度（22）呼吸作用的最適溫度（50）葉的光合作用已達最高反應速率葉的呼吸作用速率仍低 (3)40時小麥葉部的呼吸效率最高 50時呼吸酵素被破壞呼吸速率下降 5.溫度對植物生長的影響： 植物生長對溫度很敏感僅數度的溫度差異就會影響植物的生長速率 (1)最高溫度：超過此溫度植物便停止生長 (2)最適溫度：植物以最高速率生長 (3)最低溫度：低於此溫度植物便停止生長溫度對扁豆和玉米生長的影響焦點 7 春化作用（溫度影響二年生植物開花）1.春化作用：幼苗經歷冬季低溫的刺激春季促進植物開花結果2.產生春化作用的部位：種子內的胚、幼苗的分生組織 (1)二年生植物：具有春化作用 j二年生植物翌年春天才會開花ex.二年生的冬麥（大麥、小麥、黑麥）： 第一年秋末播種第二年春季生長開花夏季收成 k二年生植物植物仍保持生長，但不會開花 (2)一年生植物：不具春化作用ex.一年生的春麥春天