向光性

发生的部位

向光性发生在茎的生长区域，当植物只从一个方向接收光照时最为明显，例如放在窗台上的幼苗。

两个区域分担这项工作。茎尖（顶端分生组织）感受光的方向并产生生长素。

茎尖下方几毫米处的伸长区才是细胞真正伸长的地方，弯曲因此在这里形成。若用不透光的帽罩住茎尖而让下方的伸长区受光，不会发生弯曲；若茎尖受光而下方被遮盖，茎仍会弯曲。

这一对结果是茎尖感光、反应发生在下方的标准证据。

输入与输出

• 输入：来自单一方向的光（刺激），由茎尖感受。
• 输入：生长素，在茎尖合成并向下运输的生长激素。
• 输入：供伸长细胞使用的水与养分，液泡吸水时细胞壁随之伸展。
• 输出：不均匀的伸长，背光一侧长得比向光一侧更长。
• 输出：向光源弯曲的茎（正向光性）。
• 输出：叶片朝向光，从而提高光合速率。

步骤

1. 光只从一个方向照射茎尖。
2. 茎尖细胞感受向光一侧与背光一侧之间光照强度的差异。
3. 茎尖合成的生长素被横向运输，使更多生长素聚集在背光一侧。
4. 生长素沿茎向下移动，到达伸长区，仍集中在背光一侧。
5. 在茎的细胞中，生长素使细胞壁松弛，于是背光一侧的细胞吸水并比向光一侧的细胞伸长得更快。
6. 背光一侧变得比向光一侧更长，茎便向光弯曲。
7. 叶片现在朝向光，增加了可用于光合作用的光量。

为何重要及如何调控

通过朝光生长，茎把叶片安置在能捕获更多光的位置以进行光合作用。这种反应对幼苗以及生长在阴影或光照不均环境中的植物尤其重要，正确的叶片位置能决定植物能制造多少食物。

调控取决于生长素的浓度以及接收它的组织。茎细胞在生长素浓度升高时伸长更多，这就是背光一侧长得更快的原因。

根细胞对同一种激素的反应却相反：较高的生长素浓度会减慢其伸长。这一差异解释了为何从一侧受光的根会背光弯曲（负向光性），尽管生长素同样聚集在背光一侧。

这种反应很慢，需要数小时而非数秒，因为它依赖生长，而不是肌肉或神经。

如何考查

你可能被要求解释生长素在向光性中的作用、描述幼苗从一侧受光照射的实验结果，或解释若移除产生生长素的茎尖会发生什么。

题目常给出一组胚芽鞘实验：切除茎尖、用不透光帽罩住茎尖、把茎尖放回琼脂块上，或在一侧插入云母片阻断生长素移动。你需要预测每株茎是否弯曲，并通过追踪生长素能到达与不能到达的位置来说明理由。

与向地性的联系也很常见，用一张表比较刺激、反应方向，以及生长素对茎细胞与根细胞的不同作用。

常见误解

考试风格例题

题目。四株燕麦幼苗 P、Q、R、S 生长在只有一个窗口的暗箱中，光从左侧射入。

P 保持完整。Q 的茎尖被切除。

R 的茎尖罩上小锡箔帽。S 的茎尖右侧（背光侧）插入一片薄云母片。

24 小时后，只有 P 朝窗口弯曲。(a) 说出 P 所表现的反应。

(b) 解释 Q 和 R 为何不弯曲。(c) 解释 S 的茎尖虽受光却不弯曲的原因。

(d) 说出这种反应对植物的一项好处。

参考答案。(a) 正向光性。

(b) Q 切除茎尖即移除了生长素的来源，没有激素到达伸长区。R 的锡箔帽使茎尖无法感受光的方向，生长素没有被移向一侧，两侧伸长相同。

(c) S 的云母片阻断了生长素向背光侧的横向运输；生长素保持均匀分布，两侧细胞以相同速率伸长，茎直立生长。(d) 叶片获得更多光，提高光合速率。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题