5-1-1 植物的向性
向性是植物體接受到光線、地球引力、水分或碰觸等環境刺激後,出現朝向或背離刺激方向生長的反應,通常這類的反應較為緩慢(圖5-1)。
科學家發現,向性的產生和植物的生長素有關,當植物受到環境刺激時,根或莖兩側的生長素會分布不均勻,導致生長速率不同而發生彎曲的現象。
例如:莖的頂端受到側面照光的刺激後,莖向光面的生長素濃度較低,背光面濃度較高,較高濃度的生長素會促進莖的生長,使背光面的莖生長較快,因此莖就向照光的一側彎曲,稱為向光性(圖5-1A)。
有趣的是,植物的不同構造對生長素的反應並不相同,例如:高濃度的生長素可促進莖的生長,但反而會抑制根的生長。將植物平放時,因為地球引力的關係,生長素分布不均,植物莖會出現背離地面生長的背地性(或稱負向地性),而植物根則出現向地心方向彎曲生長的向地性(圖5-1B)。植物根除了向地性外,還有朝水源方向生長的向溼性,以及背離光源方向生長的背光性(或稱負向光性)。
某些植物莖及捲鬚的尖端碰觸到物體時,也因生長素的作用而出現纏繞物體生長的現象,此為向觸性(圖5-1C),例如:牽牛花、絲瓜的捲鬚及菜豆的莖。
向性是植物體接受到光線、地球引力、水分或碰觸等環境刺激後,出現朝向或背離刺激方向生長的反應,通常這類的反應較為緩慢(圖5-1)。
科學家發現,向性的產生和植物的生長素有關,當植物受到環境刺激時,根或莖兩側的生長素會分布不均勻,導致生長速率不同而發生彎曲的現象。
例如:莖的頂端受到側面照光的刺激後,莖向光面的生長素濃度較低,背光面濃度較高,較高濃度的生長素會促進莖的生長,使背光面的莖生長較快,因此莖就向照光的一側彎曲,稱為向光性(圖5-1A)。
有趣的是,植物的不同構造對生長素的反應並不相同,例如:高濃度的生長素可促進莖的生長,但反而會抑制根的生長。將植物平放時,因為地球引力的關係,生長素分布不均,植物莖會出現背離地面生長的背地性(或稱負向地性),而植物根則出現向地心方向彎曲生長的向地性(圖5-1B)。植物根除了向地性外,還有朝水源方向生長的向溼性,以及背離光源方向生長的背光性(或稱負向光性)。
某些植物莖及捲鬚的尖端碰觸到物體時,也因生長素的作用而出現纏繞物體生長的現象,此為向觸性(圖5-1C),例如:牽牛花、絲瓜的捲鬚及菜豆的莖。
圖5-1 向性
5-1-2 植物較快速而明顯的感應
植物體回應刺激的方式,除了因生長速率差異而引起的向性緩慢反應外,也有在短時間內產生的明顯反應,這些現象是因為植物受到刺激後,特定部位的細胞失水縮小所致。 當植物細胞內含有較多的水分時,會對細胞壁產生向外推擠的壓力,稱為膨壓,此時細胞膨脹;當細胞內的水分漸漸減少時,膨壓隨之減小,則使細胞萎縮。而膨壓的改變,會使植物產生一些快速的反應,例如:保衛細胞能利用膨壓的改變,來控制氣孔的開閉。 |
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保衛細胞利用膨壓的改變來調節氣孔 絕大部分的植物在白天進行光合作用時,保衛細胞受光線刺激,造成水分大量滲透進入保衛細胞內,此時保衛細胞膨壓變大,保衛細胞膨脹向外側彎曲,於是氣孔打開(如圖A)。反之,若環境光線昏暗,保衛細胞內的水分會滲透出去,此時保衛細胞膨壓變小,保衛細胞萎縮而向氣孔靠攏,於是氣孔關閉(如圖B)。 |
此外,含羞草和酢漿草等植物在傍晚時會閉合葉片,以及睡蓮的花朵在一日當中也有綻開與閉合的現象,稱為睡眠運動(圖5-2)。含羞草的葉被碰觸後,小葉和葉柄基部細胞內的水分會流失,失去膨壓,導致細胞萎縮,而使小葉向上閉合,葉柄下垂,稱為觸發運動(圖5-3)。而捕蠅草、毛氈苔等食蟲植物,會利用變態葉進行捕蟲運動(圖5-4),也是細胞膨壓的改變所致。