Fototropisme

Di mana ia berlaku

Fototropisme berlaku di kawasan tumbesaran pucuk, jelas kelihatan apabila pokok menerima cahaya daripada satu arah sahaja, seperti anak benih di tepi tingkap.

Dua kawasan menjalankan kerja ini. Hujung pucuk (meristem apeks) mengesan arah cahaya dan menghasilkan auksin.

Zon pemanjangan beberapa milimeter di bawah hujung ialah tempat sel benar-benar memanjang, jadi di situlah pelenturan terbentuk. Jika hujung dilindungi dengan penutup legap tetapi zon di bawahnya disinari, tiada pelenturan berlaku; jika hujung disinari dan zon di bawahnya ditutup, pucuk tetap melentur.

Sepasang keputusan ini ialah bukti piawai bahawa hujung mengesan cahaya dan tindak balas berlaku di bahagian bawah.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: cahaya daripada satu arah (rangsangan), dikesan oleh hujung pucuk.
• Bahan masuk: auksin, hormon pertumbuhan yang dibuat di hujung dan digerakkan ke bawah pucuk.
• Bahan masuk: air dan makanan untuk sel yang memanjang, yang dindingnya meregang apabila vakuol menyerap air.
• Hasil: pemanjangan tidak sekata, sisi teduh tumbuh lebih panjang daripada sisi terang.
• Hasil: pucuk yang melengkung ke arah sumber cahaya (fototropisme positif).
• Hasil: daun yang menghadap cahaya, yang meningkatkan kadar fotosintesis.

Langkah-langkahnya

1. Cahaya menyinari hujung pucuk daripada satu arah sahaja.
2. Sel hujung pucuk mengesan perbezaan keamatan cahaya antara sisi terang dengan sisi teduh.
3. Auksin yang dibuat di hujung diangkut ke sisi merentasi hujung, jadi lebih banyak terkumpul pada sisi teduh.
4. Auksin bergerak ke bawah pucuk dan sampai ke zon pemanjangan, masih tertumpu pada sisi teduh.
5. Dalam sel pucuk, auksin melonggarkan dinding sel, jadi sel pada sisi teduh menyerap air dan memanjang lebih cepat daripada sel pada sisi terang.
6. Sisi teduh menjadi lebih panjang daripada sisi terang, dan pucuk melengkung ke arah cahaya.
7. Daun kini condong ke arah cahaya, meningkatkan cahaya yang tersedia untuk fotosintesis.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Dengan tumbuh ke arah cahaya, pucuk meletakkan daunnya untuk menangkap lebih banyak cahaya bagi fotosintesis. Tindak balas ini amat penting bagi anak benih dan pokok yang tumbuh dalam keadaan cahaya teduh atau tidak sekata, di mana kedudukan daun yang betul dapat menentukan berapa banyak makanan yang dapat dihasilkan oleh pokok.

Kawalan bergantung pada kepekatan auksin dan pada tisu yang menerimanya. Sel pucuk memanjang lebih apabila kepekatan auksin meningkat, sebab itulah sisi teduh tumbuh lebih cepat.

Sel akar bertindak balas terhadap hormon yang sama dengan cara bertentangan: kepekatan auksin yang lebih tinggi melambatkan pemanjangannya. Perbezaan itu menerangkan mengapa akar yang disinari dari satu sisi melentur menjauhi cahaya (fototropisme negatif) walaupun auksin tetap terkumpul pada sisi teduh.

Tindak balas ini perlahan, mengambil masa berjam-jam bukan saat, kerana ia bergantung pada pertumbuhan dan bukan pada otot atau saraf.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menerangkan peranan auksin dalam fototropisme, menerangkan hasil eksperimen di mana anak benih disinari daripada satu sisi, atau menerangkan apa yang berlaku jika hujung pucuk, tempat auksin dihasilkan, dibuang.

Soalan sering mengemukakan satu set eksperimen koleoptil: hujung dibuang, hujung ditutup dengan penutup legap, hujung diletakkan semula di atas blok agar, atau kepingan mika diselitkan pada satu sisi untuk menyekat pergerakan auksin. Anda perlu meramalkan sama ada setiap pucuk melentur, dan mewajarkan ramalan itu dengan menjejak ke mana auksin boleh dan tidak boleh bergerak.

Kaitan dengan geotropisme juga lazim, satu jadual membandingkan rangsangan, arah tindak balas dan kesan auksin ke atas sel pucuk berbanding sel akar.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Empat anak benih oat, P, Q, R dan S, ditanam dalam kotak gelap dengan satu tingkap supaya cahaya masuk dari kiri. P dibiarkan utuh.

Hujung Q dibuang. Hujung R ditutup dengan penutup kerajang kecil.

Pada S, kepingan mika nipis diselitkan ke sisi kanan (teduh) hujung. Selepas 24 jam, hanya P melentur ke arah tingkap.

(a) Namakan tindak balas yang ditunjukkan oleh P. (b) Terangkan mengapa Q dan R tidak melentur.

(c) Terangkan mengapa S tidak melentur, walaupun hujungnya disinari. (d) Nyatakan satu kelebihan tindak balas ini kepada tumbuhan.

Jawapan model. (a) Fototropisme positif. (b) Pada Q, membuang hujung membuang sumber auksin, jadi tiada hormon sampai ke zon pemanjangan.

Pada R, penutup kerajang menghalang hujung daripada mengesan arah cahaya, jadi auksin tidak digerakkan ke satu sisi dan kedua-dua sisi memanjang sama rata. (c) Pada S, kepingan mika menyekat pergerakan sisi auksin ke sisi teduh; auksin kekal tersebar sama rata, jadi sel pada kedua-dua sisi memanjang pada kadar yang sama dan pucuk tumbuh lurus.

(d) Daun menerima lebih banyak cahaya, meningkatkan kadar fotosintesis.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim