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植物的向光性

摘要：

本專題研究目的在探討植物根據向光反應所產生的生長特性，針對植物生長的特性採用

實驗法，以綠豆為樣本觀察豆苗受到日光照射時會向光彎曲生長，並紀錄生長情形。結果發現

有四個：1.綠豆苗會受陽光影響產生向光性。2.綠豆苗向光性是以生長「彎曲部位」方式產生

的。3.產生生長彎曲部位不是向光部位而是背光部位。4.產生向光生長的反應原因是來自於生

長激素，而不是光合作用。

壹、研究動機

三年級上植物的身體時，老師介紹植物因為光合作用，面向光的部分會長得好一點，而

我們種植綠豆的實驗觀察，發現植物生長時會朝向陽光，植物是受陽光刺激出現的向光性。

而在大家來種菜單元中，我們發現有照到陽光的小白菜長得比較好，植物在生長時會朝

向陽光，而我們直覺認為植物有向光性，應該植物那邊長的比較快，可是這樣就不是往陽光

那邊生長，如此似互相矛盾，所以我們想了解植物要進行光合作用生長與植物向光反應的關

係。

按照上面的想法，我們經過討論組成一個小組，進行植物向光反應的觀察，希望了解根

據光合作用原理應面向陽光的部位長得比較好，若是面向陽光部位比較好，那麼植物生長方

向應該是反向陽光而不是面向陽光，透過觀察研究希望找出矛盾的原因為何?

貳、研究目的

本研究預計探討植物向光性所產生的植物生長情形，本研究目的擬定有四點

一、探討植物的向光性與生長。

二、了解植物如何向光。

三、研究植物產生向光性時植物哪個部位有向光性及如何生長。

四、分析植物向光及沒光部位的成長情形。

參、研究設備及器材

一、實驗設備：相機

二、實驗器材：培養皿、標籤貼紙、紀錄表、奇異筆、筆、尺、紙箱。

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三、實驗材料：綠豆

肆、研究過程

一、研究方法：本研究目的在了解植物向光反應及生長的關係，經過小組討論決定採用實

驗法。

二、研究設計：本研究方法

1、先種綠豆

2、到一定高度後，挑選出較直的綠豆。

3、在綠豆的莖上每一公分畫上一條線。

4、放在有陽光下觀察植物的向光反應。

5、記錄每一段植物生長跟彎曲情形。

三、實驗過程

(一) 1、先以容器浸泡綠豆兩小時後，再把綠豆放置在種植容器中，等待發芽，五天後挑

選綠豆的莖較直的綠豆苗共五株作為本實驗的實驗樣本。

2、使用奇異筆在綠豆的莖上，每一公分（10mm）畫一節做觀察記號，並拍照做紀錄。

3、過三個小時後，發現植物正如預期的向左邊光亮處生長並彎曲。

4、紀錄每一段生長及彎曲方向。

5、將觀察記錄做成分析圖表，進行討論。

(二)實驗修正

第二次實驗考慮不同角度的陽光對植物生長會有何變化，所以實驗過程修正為：

1、 將紙箱其一上方開口【A】，其一側方開口【B】，其一保持密封【C】。避免光從其

餘非操作變因之位置透進來，所以由此保持控制變因。

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2、將衛生紙撕成碎片(利於綠豆的根好抓、固定)，切記勿擠壓，儘可能保持蓬鬆，加入

適量的水，衛生紙平鋪於器皿中。

3、挑選大小均勻的綠豆種子 15 顆，每盆 5 顆分別放到 3 器皿中，顆顆綠豆的距離勿

太近，以免根糾結，影響生長。

4、將 3 器皿分別置入 A.B.C 三箱中，將三箱置於相同的環境之下（平時溫度約 20~30

℃左右、平均日照 8 個小時、環境屬潮濕溫暖之地），並於每兩天澆水。

伍、研究結果

一、依照實驗，我們紀錄得到以下結論

A組 第一顆 第二顆 第三顆 第四顆 第五顆 平均

第一天 0.5 1.5 0.7 1.2 1 0.98

第二天 1.2 2 1.2 2 1.8 1.64

第三天 1.5 2.8 1.4 3 2.5 2.24

第四天 3 5 2.5 3.8 3.1 3.48

第五天 5.7 6.2 5.8 4.5 3.8 5.2

第六天 6.2 7.8 7.8 6.2 5 6.6

第七天 8.5 9 9.3 8.6 7.5 8.58

第八天 9 9.5 10.5 9.8 9.2 9.6

第九天 10.8 11 11.7 12 11.3 11.36

第十天 11.4 12 12.5 12 12 12.18

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B組 第一顆 第二顆 第三顆 第四顆 第五顆 平均

第一天 2.5 1.8 1.5 1.6 2 2

第二天 3.5 3 3 3.1 3.5 3.5

第三天 4.8 5.7 4.7 5.1 4.8 4.8

第四天 6.2 6.2 5.6 6.4 6.1 6.1

第五天 8 7 6.3 8.7 9 9

第六天 9.4 8.2 7.3 9.4 11.2 11.2

第七天 12.2 8.6 8.6 11.2 12.2 12.2

第八天 13 9.2 9.5 12.4 13 13

第九天 14.2 13.1 11.3 14 13.9 13.9

第十天 15.8 14.8 12.8 15 14.7 14.7

C組 第一顆 第二顆 第三顆 第四顆 第五顆 平均

第一天 47. 1.8 3 3.2 2 2.94

第二天 6.2 3.8 4.8 4.8 3.8 4.68

第三天 7.9 6.6 8 6.6 6.8 7.18

第四天 8.8 8 9 8.2 7.5 8.3

第五天 11.6 9 11.2 10.8 9.8 10.48

第六天 12.7 11.1 13.2 12.1 11.8 12.18

第七天 15.6 12.6 14.5 14.8 13.9 14.28

第八天 16.8 13 16 15.6 15.8 15.44

第九天 18 14.8 17.1 17 17.8 16.94

第十天 20 16 18.5 18.5 19 18.3

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陸、討論

根據研究目的，我們進行討論，整理出研究結果

一、在植物的向光性與生長方面：

我們經常認為日光是所有植物生長營養的來源，因為植物都會行光合作用，為了要行光

合作用，所以植物面向陽光的部位會長得比較茂盛，而且會因為要行光合作用而產生向光性，

不過根據我們將光合作用跟向光生長的理論看了一下應該是矛盾的，而且看起來應該是沒照

到陽光的部分長得比較快，根據查閱書籍得到「朝著陽光方向生長的葉、莖、花瓣具有向光

性，而背對陽光生長的根則呈背光性」認為莖生長的時候，喜歡光明而討厭黑暗，所以我們

稱這種特性為趨光性或黑暗性。其實是生長素在作怪。生長素在植物的背光側分布較多，生長自

然較旺盛；而向光性分布較少，生長就較慢，於是莖部自然朝著有光的方位彎曲了。所以植物

向光性跟光合作用影響生長其實是沒有關係的，而且照到陽光的反倒長得慢一點，那才能向

光生長。

二、在植物如何向光方面：

植物為了要產生向光性，在植物的背光處會長的長一點，讓植物彎過去，而不是因為因

為光合作用的關係。植物雖然沒有神經系統，但是也能接受環境中光線，水份及地心引力等

刺激，而有所感應。影響植物生長速度其一原因為向光性，而向光性主要是因－生長激素(auxin)

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的影響。光會讓生長激素減少。當植物周遭的光線強度不同時，植物莖的前端會朝向光較強

的一方，為向光性。當植物生長朝向光線較強的方向時，其照光處的生長激素會被破壞，則

反之，生長激素集中在植物背光的一側，使背光的一側生長較快；也就是說，當向性產生的

時候，生長激素會集中在和生長方向相反的一方，而有激素的一側生長較快所以向光面生長

激素減少，而背光面生長激素就多於向光面。

三、在植物產生向光時，彎曲通常發中在中段，而頭尾兩段都只是長長的，卻沒有彎曲，所

以不是整段都會彎曲。

四、在植物向光及沒向光部位的成長情形：植物為了要產生向光反應，所以在向光彎曲部分

都是以背光部長長的方式發生，就像彎曲吸管一樣，內邊不伸長，外側伸長才能夠彎曲

而不是直接折過去。

柒、結論

根據研究目的，及蒐集資料我們認為本次專題的研究結論有四點

一、綠豆苗會受陽光影響產生向光性。

二、綠豆苗向光性是以生長「彎曲部位」

方式產生的。

三、產生生長彎曲部位不是向光部位而是背光

部位。

四、產生向光生長的反應原因是來自生長激素而

不是光合作用。

捌、參考書目

李光雄 植物博覽會 出版社:世一 作者:

鄭元春 臺灣自然觀察圖鑑 渡假出版社有限公司

1 因為要向光生長

2 這邊長快一點

3 這邊長慢一點,才能彎過來