第一節植物的生殖 第二節種子的萌發與幼苗的生長 第三節調節植物生長與發育的物質 第四節植物對環境刺激的反應 第五節討 論 第三章植物的生殖、生長與發育 第一節植物的生殖 第二節種子的萌發與幼苗的生長 第三節調節植物生長與發育的物質 第四節植物對環境刺激的反應 第五節討 論
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
向 性 植物體因外界的刺激，產生朝向或背向刺激來源而彎曲生長的反應，稱為向性。依刺激種類的不同，常見的向性有向光性、向地性及向觸性等。 向 性 植物體因外界的刺激，產生朝向或背向刺激來源而彎曲生長的反應，稱為向性。依刺激種類的不同，常見的向性有向光性、向地性及向觸性等。 向性與刺激方向、植物生長素分佈及植物生長素對不同部位細胞影響差異有關。
向光性：莖頂會朝向光源彎曲生長，此現象稱為向光性，又稱正向光性；但根的反應卻反而是背向光源生長，稱為負向光性，即俗稱的背光性。
向地性：種子萌發的過程中，幼苗的根會往地下生長，莖則向上伸出地面。若將幼苗平行地面放置，則幼苗的根與莖皆表現出彎曲生長的情形。此現象說明了植物會受地心引力的影響，導致根向地生長，稱為向地性，又稱正向地性；而莖則背地生長，稱為負向地性，即俗稱的背地性。
向觸性：有些植物的幼芽、根或捲鬚接觸到物體時，會產生彎曲生長的現象，稱為向觸性。幼嫩的芽或根可藉由向觸性生長而繞過堅硬的石頭；蔓藤植物的嫩莖可藉由纏繞其他物體或枝條，以支撐植物體，攀緣至陽光充足的地方。
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
觸發運動 觸發運動：含羞草是對刺激十分敏感的植物，當其葉片遭碰觸或搖動等刺激時，直接受到刺激的小葉片會迅速閉合。此反應稱為觸發運動，它的發生迅速且反應方向與碰觸的方向沒有明顯關連性，與向性不同。
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
光週期性 光週期性：有些被子植物對季節變化較敏感，它們會因為不同季節裡每天日照長短的差別（光週期），而影響開花情形，這種因光週期變化而影響開花的現象，稱為光週期性。
長日照植物：有些植物必須感應到每天黑暗時間少於某特定值才會開花，即稱為短夜植物或稱長日照植物，例如：主要在夏天開花的鳶尾、菠菜等。 短日照植物：有些植物只在每天黑暗時間長於臨界黑暗才會開花，稱為長夜植物，或稱短日照植物，例如：主要在冬天開花的菊花、草莓等。 臨界黑暗(日照)：植物開花與否的關鍵時間分界點，此特定的黑暗時間值，稱為臨界黑暗。
臨界黑暗的界定：為了確定植物是否受光週期影響而開花，科學家選取多種植物進行不同晝、夜週期處理，以測試開花的光照條件。以右圖為例，結果發現：若以開花率達50% 為基準，菊花只在黑暗時間多於8 小時才開花；相反地，菠菜卻需少於10 小時。可見「8 或10 小時」的連續黑暗是這兩種植物適宜開花與否的分界時間，故稱之為「臨界黑暗」。
中性日照植物：也有植物的開花並不直接受到晝、夜長短的影響，稱為中性日照植物，例如：向日葵、玉米等植物的開花與光週期無關。 光週期影響植物開花主要與植物體內的光敏素有關。
植物感受光週期的部位實驗 由A、D可知該植物為短日照植物。 由A、B可知葉子是植物感受光週期的重要部位。 由F可知葉子對光變化的敏感度很高。 葉中的光敏素感受光變化，影響開花素的產生，開花素可能經韌皮部運輸。(開花素仍為虛擬激素)
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
節律性(睡眠運動) 光週期影響植物的節律性草地上常見的酢醬草葉片有白天展開、夜晚閉合的現象，這種每天發生變化的現象與光週期有關，且周而復始地發生，稱為節律性。由於此類植物葉片的節律現象與每天的晝夜配合，故俗稱睡眠運動。此晝夜變化的反應也是由於不同光刺激而導致光敏素變化的結果。
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
光敏素 由上述光刺激影響植物開花的現象中，科學家進一步探索，植物體內是否有特定物質可感應環境中光的刺激？研究發現︰植物體內有一種蛋白質，扮演類似接收光刺激的角色，稱之為光敏素。
早期在觀察光照對萵苣種子萌發之影響時，發現紅光(R，波長為660nm)會促進種子萌發，而遠紅光(FR，730nm)則會抑制種子萌發。而且二者有相互消除的作用，紅光處理後立刻再照遠紅光，則先前的紅光處理作用便被消除。
光敏素有兩種型態： 紅光型(Pr不活化型)，與遠紅光型(Pfr活化型)。Pfr活化型可促進長日照植物開花，抑制短日照植物開花，並促進種子萌發。 紅光與遠紅光的作用可以相互抵銷。 短日照植物需要較長的黑暗期以移除Pfr，若連續的黑暗期被中斷則PrPfr，抑制開化。
目前對光敏素的了解並不完全，僅知其在植物生長階段中有不同的作用，例如：光敏素與種子的萌發及幼苗的生長有關，也參與植物開花的誘導等。 在黑暗中萌發生長的幼苗，呈現植株細長且缺乏葉綠素（呈黃白色）的情形；而在光照下生長的幼苗植株則明顯較粗短且呈綠色，此形態的差異與光敏素的變化有關。
第四節植物對環境刺激的反應 向 性 觸發運動 光週期性 節律性(睡眠運動) 光敏素 春化作用
春化作用 春化作用：溫度變化的刺激也可影響植物開花，特別是低溫誘導植物花芽分化的現象，稱為春化作用。 春化作用的現象最初是在農作栽種上發現的，一些二年生的農作，如冬裸麥，農民通常在秋天播種，經過冬天，植株可在春、夏時節開花結果；但若等到春天再播種，植株可能延遲開花或不能開花。 因此，農民若想延後至春天才種植，多將冬裸麥種子置於低溫（約1℃）下萌發，然後再將幼苗移植田中，如此，植株仍可順利在夏天開花。
俗語說：「不經一番寒徹骨，焉得梅花撲鼻香」，便是春化作用最好的寫照。 春化作用對植物花芽的誘導，主要是因為植株中細胞分裂旺盛的組織感受到低溫刺激，而轉成「春化」狀態，利於花芽的形成；然而，詳細的生理變化尚待釐清。
第5節討 論 激素在農業上的應用 人類將對於植物激素的認識，進一步應用在農業栽培方面，改進了農產品的品質。 第5節討 論 激素在農業上的應用 人類將對於植物激素的認識，進一步應用在農業栽培方面，改進了農產品的品質。 例如：植物組織培養的技術，即是將不同比例的植物生長素及細胞分裂素混合加入培養基中，而使一塊植物營養器官的組織得以長成一株完整的植物體。 蘭花的栽植便是利用組織培養的方式，大量繁殖相同品系的植物體，以確保其品質。 又如GA運用在收穫部位需拉長的芹菜或甘蔗上。
激素的不當使用 植物激素在農業上的應用帶給人類之利益的確相當可觀，但如果應用不當，也會對人類、甚至整個生態系造成負面的影響。 例如：有一些人工合成的植物生長素可作為除草劑，其中2,4,5-T 也是在1960 年代常使用的一種，它與2,4-D 等比例混合而成「橘劑」。越戰時，常噴灑橘劑以清除叢林植物，但後來經由動物試驗發現它可能導致血癌、流產及肝病等副作用。
因此，美國在1979 年全面禁用此類除草劑。試想：從生態系的角度來看，這樣的除草劑會對整個生態系造成怎樣的影響？ 此外，農民利用嫁接把不同品種（或不同種）的植物接合，改善了農產品，是否也可能影響到原棲地的植物多樣性呢？或者可能還有哪些潛藏的生態危機？
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