入门篇-植栽第四讲-光敏素-V4.pdf

光敏素 光通平台-植栽 24/May/2015 植物的眼睛：光敏受體(phytoreceptors) 如果我們把任何一種生物當作一個大餐廳 ，動物大餐廳就是到市 場去買菜 、買肉 、買米買麵 ，到餐廳的廚房裡面洗洗切切 ，端出一道 道的好菜；而植物大餐廳卻不能去市場買菜 、肉 、米 、麵 ，而是廚房 後面還有一座很大很大的農場 ，種菜 、種稻 、種麥 、養牛羊雞豬...這 座很大很大的農場 ，就像植物的光合作用 。但是 ，光合作用沒有光就 不能啟動 。這裡的光 ，就像農場裡的水一樣；沒有水 ，不能灌溉 、不 能提供牛羊雞豬要喝的水...所以 ，如果沒有水 ，農場裡的農夫就不敢 播種 ，也不敢買進小牛 、小羊 、小雞 、小豬了 。對一個農場來說 ，要 確定有水 ，才能開始準備播種與購買動物；而對植物來說 ，如果沒有 光 ，不只是光合作用不能啟動 ，甚至連進行光合作用所需要的設備-- 葉綠體--都無法產生 。 那麼 ，誰來確定有光呢 ？答案就是：光敏受體啦 ！ 而且 ，光敏素不只是負責確認植物周圍的光線夠不夠 ，還要負責看到 光線對不對 。 光通平台-植栽 光敏素 當植物被光線照射的時候 ，為了要進行光合作用 ，一 定會把紅光跟藍光拿走；意謂穿過植物的光線 ，它的紅光 跟藍光就大大減少了 。這樣的光 ，因為紅光與藍光不足 ， 當然不適合植物使用；如若今天有一顆種子剛好在大樹下 萌發了 ，它所接收到的光就會是這樣的 。這時候 ，它要怎 麼得知自己目前的狀況 ，並設法脫離呢 ？ 答案就是：光敏素 。因為葉綠素a與葉綠素b不會吸收 遠紅光 ，而植物的光敏素可以感應紅光或遠紅光 。說 「或」 是因為Pr主要感應紅光 ，Pfr主要感應遠紅光 。 光敏素就像植物的眼睛 ，可以幫助植物看到光的有無 、 光的顏色組成 、以及光的亮度 。對動物來說 ，眼睛就是幫 我們看到東西 ，了解周遭環境；但是植物的眼睛還擔負著 一個很重要的任務 ，就是啟動光合作用 。 光通平台-植栽 光敏色素的發現(Phytochromes) 光合作用並沒有引起光型態發生。在1954年在 美國農業實驗室的科學家 Hendricks和Borthwick ，實驗確定了哪個光波長最能引起光型態發生。最 佳的波長是在紅色光的範圍(大約660nm) 。而藍光 雖能有效的驅動光合作用，但卻沒有能力引起光型 態發生。這些實驗讓科學家們發現了一個的顏色分 子能引發光型態發生。在紅光(660nm)下能引誘光 型態發生的活化。而在遠紅光(730nm)下則會轉為 去活化的形式反向影響。所以他們稱之為光敏色素 （Phytochrome ，Phyto意指植物；Chrome 意指 顏色) 。它就像開關一樣，紅光(660nm)能將它打開 而遠紅光(730nm)則將它關掉。 光通平台-植栽 光敏色素的發現(Phytochromes) ◆ 1952年又發現在喜光的萵苣種子發芽時 ，紅光對 其有促進作用 ，但遠紅外光可消除紅光的效應 。 ◆紅光與遠紅外光交替照射多次 ，最後照射的光質決 定發芽萌發與否 。(菸草 、萵苣 、毛地黃) 。促使人 們設想植物體記憶體載著某種能夠吸收紅光及遠 紅光並具有可逆轉能力的物質 。 ◆ 1964年 ，科學工作者從黃化的燕麥幼苗中提取純 化出了一種對光敏感的色素 ，定名為光敏色素 。 植物的黃化現象 （etiolation ）： 多數植物在黑暗中生長時呈現黃色和其他變態特徵的現象 光通平台-植栽 光敏素的吸收光譜 植物的 「眼睛」 ，