大豆種子在光照和黑暗下萌發(fā)出的幼苗有何不同?為什么? 大學(xué)植物生理學(xué)的問題。求解答

一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導(dǎo)致葉子發(fā)黃，多數(shù)植物在黑暗中生長(zhǎng)時(shí)呈現(xiàn)黃色和其他變態(tài)特征的現(xiàn)象。植物在黑暗中不能合成葉綠素，顯現(xiàn)出類胡蘿卜素的黃色；節(jié)間伸長(zhǎng)很快;葉片不能充分展開和生長(zhǎng);根系、維管束和機(jī)械組織不發(fā)達(dá)。

光照對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響

光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)節(jié)的作用，尤其是對(duì)植物幼苗分化起到作用。通常在種子成熟的過(guò)程當(dāng)中，植物經(jīng)過(guò)光的作用以后，它結(jié)的種子數(shù)量也就越多。而在種子萌發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，光對(duì)種子的萌芽作用不是很大。另外，光還能促進(jìn)植株的根、莖和葉片的生長(zhǎng)，能夠有效的防止植株進(jìn)行徒長(zhǎng)。 光對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，除通過(guò)代謝作用影響其生長(zhǎng)外，還可通過(guò)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)細(xì)胞分化對(duì)植物器官分化和形態(tài)產(chǎn)生直接影響。光對(duì)植物形態(tài)建成產(chǎn)生的直接影響稱光范型作用。光是綠色植物正常生長(zhǎng)所必須的條件，其影響植物生長(zhǎng)的光照因素主要有光照強(qiáng)度、光照波長(zhǎng)和光照時(shí)間。 光照強(qiáng)度 根據(jù)植物學(xué)理論，只有一定強(qiáng)度的光照刺激，才能產(chǎn)生引起植物有效的光合作用。適宜

簡(jiǎn)述光照如何影響作物生長(zhǎng)

光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)節(jié)的作用，尤其是對(duì)植物幼苗分化起到作用。通常在種子成熟的過(guò)程當(dāng)中，植物經(jīng)過(guò)光的作用以后，它結(jié)的種子數(shù)量也就越多。而在種子萌發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，光對(duì)種子的萌芽作用不是很大。另外，光還能促進(jìn)植株的根、莖和葉片的生長(zhǎng)，能夠有效的防止植株進(jìn)行徒長(zhǎng)。 光對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，除通過(guò)代謝作用影響其生長(zhǎng)外，還可通過(guò)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)細(xì)胞分化對(duì)植物器官分化和形態(tài)產(chǎn)生直接影響。光對(duì)植物形態(tài)建成產(chǎn)生的直接影響稱光范型作用。光是綠色植物正常生長(zhǎng)所必須的條件，其影響植物生長(zhǎng)的光照因素主要有光照強(qiáng)度、光照波長(zhǎng)和光照時(shí)間。 光照強(qiáng)度 根據(jù)植物學(xué)理論，只有一定強(qiáng)度的光照刺激，才能產(chǎn)生引起植物有效的光合作用。適宜

植物的莖具有向光性，根是否也具有向光性呢？為探究這個(gè)問題，進(jìn)行了下列觀察和實(shí)驗(yàn)．（1）通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)

（1）由于水稻幼苗根在黑暗條件下向下生長(zhǎng)，所以取根系向下生長(zhǎng)的水稻幼苗若干，給予根單側(cè)光照12小時(shí)，若根彎向光生長(zhǎng)，說(shuō)明根也具有向光性；若根不彎向光生長(zhǎng)，說(shuō)明根不具有向光性．
（2）用酶聯(lián)免疫吸附分析法對(duì)黑暗條件下和單側(cè)光照條件下的幼苗根尖兩側(cè)（背光側(cè)、向光側(cè)）的生長(zhǎng)素含量進(jìn)行測(cè)定，若黑暗條件下和單側(cè)光照條件下測(cè)得的幼苗根尖兩側(cè)（背光側(cè)和向光側(cè)）的生長(zhǎng)素含量一致，說(shuō)明根的背光性與根尖生長(zhǎng)素濃度分布不均勻無(wú)關(guān)；若黑暗條件下和單側(cè)光照條件下測(cè)得的幼苗根尖兩側(cè)（背光側(cè)和向光側(cè)）的生長(zhǎng)素含量不一致，說(shuō)明根的背光性與根尖生長(zhǎng)素濃度分布不均勻有關(guān)．
（3）黑暗條件下幼苗根尖背光側(cè)與向光側(cè)的生長(zhǎng)素含量相同，單側(cè)光照條件下幼苗根尖背光側(cè)生長(zhǎng)素含量明顯高于向光側(cè)的生長(zhǎng)素含量，說(shuō)明單側(cè)光照引起生長(zhǎng)素在背光側(cè)高于向光側(cè)，背光側(cè)生長(zhǎng)素濃度高，抑制根的生長(zhǎng)，向光側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，促進(jìn)根的生長(zhǎng)，體現(xiàn)了生長(zhǎng)素生理作用的雙重性，即低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)、高濃度抑制生長(zhǎng)．
故答案為：
（1）若根彎向光生長(zhǎng)，說(shuō)明根也具有向光性；若根不彎向光生長(zhǎng)，說(shuō)明根不具有向光性
（2）若黑暗條件下和單側(cè)光照條件下測(cè)得的幼苗根尖兩側(cè)（背光側(cè)和向光側(cè)）的生長(zhǎng)素含量一致，說(shuō)明根的背光性與根尖生長(zhǎng)素濃度分布不均勻無(wú)關(guān)；若黑暗條件下和單側(cè)光照條件下測(cè)得的幼苗根尖兩側(cè)（背光側(cè)和向光側(cè)）的生長(zhǎng)素含量不一致，說(shuō)明根的背光性與根尖生長(zhǎng)素濃度分布不均勻有關(guān)
（3）單側(cè)光照引起生長(zhǎng)素在背光側(cè)高于向光側(cè)，背光側(cè)生長(zhǎng)素濃度高，抑制根的生長(zhǎng)，向光側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，促進(jìn)根的生長(zhǎng)

植物生長(zhǎng)中需要光和熱，那么在黑暗溫暖的地下用燈光照射植物會(huì)生長(zhǎng)嗎？

I. 種子的成熟過(guò)程。

種子的形成和成熟過(guò)程實(shí)質(zhì)上是指胚由小變大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在種子中變化和積累的過(guò)程。主要是把葡萄糖、蔗糖和氨基酸等小分子物質(zhì)合成為淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等高分子有機(jī)物質(zhì)，并積累在子葉和胚乳中。這些物質(zhì)由光合作用產(chǎn)生，因此光照強(qiáng)度直接影響種子內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的積累。

如小麥籽粒2/3的干物質(zhì)來(lái)源于抽穗后葉片及穗子本身的光合產(chǎn)物，此時(shí)光照強(qiáng)，葉片同化物多，輸入到籽粒的多，產(chǎn)量就高。在小麥灌漿期一遇到連著好幾天陰天，籽粒重量明顯地減小而導(dǎo)致減產(chǎn)。此外，光照也影響籽粒的蛋白質(zhì)含量和含油率。

II. 種子萌發(fā)過(guò)程。

種子萌發(fā)必須有適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件，即足夠的水分、充足的氧氣和適當(dāng)?shù)臏囟?。這三者是同等重要、缺一不可的。光對(duì)一般的植物種子萌發(fā)沒有什么其他特別的影響，但有些植物的種子的萌發(fā)是需要光的，這些種子叫做需光種子，如萵苣、煙草等的種子。

還有一些萌發(fā)時(shí)不需要光的種子稱為嫌光種子。近年的研究表明，種子的休眠和萌發(fā)對(duì)某些波長(zhǎng)的光較敏感，主要是紅光、遠(yuǎn)紅光和藍(lán)光。這些種子的這種需光萌發(fā)性與種子內(nèi)的光敏色素有關(guān)，隱花色素對(duì)種子的休眠也有一定的調(diào)節(jié)作用，主要是光敏色素的作用。

光敏色素分布在植物的各個(gè)器官中，作為光受體，它在吸收了不同波長(zhǎng)的光以后，可以誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)植物的形態(tài)建成，并對(duì)某些生理過(guò)程有著顯著的影響。例如萵苣種子的發(fā)芽中，光敏色素參與了休眠的解除和種子的萌發(fā)。

在種子成熟后的干種子狀態(tài)，含有光敏色素的紅光吸收型(Pr)和遠(yuǎn)紅光吸收型(Pfr)兩種類型。Pr吸收紅光能轉(zhuǎn)變成Pfr，Pfr吸收遠(yuǎn)紅光轉(zhuǎn)變成Pr。Pfr是光敏色素的活化形式，可引起各種生理反應(yīng)。當(dāng)萌發(fā)條件適宜時(shí)，在光的照射下，Pr發(fā)生水合并轉(zhuǎn)換成Pfr，從而導(dǎo)致發(fā)芽。

嫌光種子一般來(lái)說(shuō)都是大粒種子，它們具有足夠儲(chǔ)藏物質(zhì)以維持幼苗較長(zhǎng)時(shí)間生長(zhǎng)在地下黑暗環(huán)境中，發(fā)芽一般不需要光，如瓜類；而需光種子則多為一些小粒種子，當(dāng)它們處于光不能透過(guò)的土層中時(shí)，保持休眠狀態(tài)，只有當(dāng)它們處于土表，依賴少量?jī)?chǔ)藏物質(zhì)進(jìn)行發(fā)芽，從而及時(shí)伸出土表迅速進(jìn)行自養(yǎng)生長(zhǎng)。

這在生態(tài)學(xué)上是具有一定意義的。如果小粒種子在土表下的黑暗處就能發(fā)芽，等它還不能伸出土表時(shí)，就已經(jīng)耗盡儲(chǔ)藏物質(zhì)而不能存活了。

III. 幼苗的生長(zhǎng)分化過(guò)程。

這一影響可以分為直接和間接兩個(gè)方面。間接作用是指光通過(guò)光合作用、蒸騰作用和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)扔绊懼参锷L(zhǎng)。這個(gè)間接作用是一種高能反應(yīng)，因?yàn)楣馐枪夂献饔玫哪茉?，光照不足就不能產(chǎn)生足夠的有機(jī)物質(zhì)，植物生長(zhǎng)也就失去了物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，光還可以影響植株的蒸騰作用。

光是影響蒸騰作用的最主要外界因素，葉子吸收的太陽(yáng)光輻射能的大部分用于蒸騰。另外，光直接影響氣孔的開閉，在光下氣孔開放，氣孔阻力減小，葉內(nèi)外蒸汽壓差也增大，從而使蒸騰加快，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸。但如果是在土壤水分不足的情況下，就會(huì)引起植物水分不足，影響植物的生長(zhǎng)。

光的直接作用是作為一種信號(hào)傳導(dǎo)的。這個(gè)過(guò)程與光敏色素的調(diào)節(jié)有關(guān)。如雙子葉植物，胚軸破土伸出地面前，莖尖為鉤狀，當(dāng)出土后給以紅光照射，形成Pfr（激活型）促使鉤展開。此外，在黑暗中生長(zhǎng)的幼苗與光下生長(zhǎng)的幼苗在形態(tài)上有很大差異。黑暗中幼苗植株瘦長(zhǎng)，莖細(xì)長(zhǎng)脆弱，機(jī)械組織不發(fā)達(dá)、頂端呈彎鉤狀、節(jié)間很長(zhǎng)，葉片細(xì)小不能展開，無(wú)葉綠素、不能進(jìn)行光合作用，同時(shí)根系發(fā)育不良。這種幼苗由于莖葉均為黃色，被稱為黃化苗。而紅光促進(jìn)幼葉的展開，抑制莖的過(guò)度伸長(zhǎng)，對(duì)消除黃化現(xiàn)象起著最有效的作用。

偉照業(yè)植物補(bǔ)光燈就是模擬太陽(yáng)可見光波段400-780nm對(duì)植物生長(zhǎng)有影響的波段，突出優(yōu)勢(shì)455-465nm藍(lán)光和640-700nm紅光波段，在植物少光或者無(wú)光的環(huán)境下促進(jìn)植物光合作用、促進(jìn)植物生長(zhǎng)。