光受容体と花芽形成｜高校生物

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「生物」の内容 (4) ア (ｲ) ㋐「植物の環境応答」。
内容の取扱いは「植物ホルモンに関わる光受容体についても触れること」を求めている。

0. どういう論点か

植物は光を情報として使います。そのために 光受容体 をもっていて、
どの波長を受け取るかで役割が分かれます。

光受容体	受け取る光	主なはたらき
フィトクロム	赤色光・遠赤色光	発芽・花芽形成・伸長の調節
フォトトロピン	青色光	光屈性・気孔の開口・葉緑体の移動
クリプトクロム	青色光	茎の伸長の抑制・体内時計の調節

そして花芽をつけるかどうかは、昼の長さではなく夜の長さで決まります。

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

判断しているのは連続した暗期の長さ（光中断で花芽形成が変わるのはこのため）
短日植物は「暗期が一定より長い」と花芽をつける
日長を受け取るのは葉、花芽ができるのは芽（間をつなぐのがフロリゲン）

1. 光受容体

根拠: 学習指導要領生物-(4)-ア-(イ)-㋐

光を情報として受け取る、植物のタンパク質をまとめて何という？

光受容体

光合成の色素とは別に、環境を知るために使われる。

赤色光と遠赤色光を受け取る光受容体は？

フィトクロム

赤色光型（Pr）と遠赤色光型（Pfr）の 2 つの形をとる。

フィトクロムの 2 つの形は、どう入れ替わる？

赤色光を受けると Pr → Pfr、遠赤色光を受けると Pfr → Pr に変わる

Pfr 型が生理作用を示す。

レタスの種子が赤色光で発芽し、そのあと遠赤色光を当てると発芽しなくなるのはなぜ？

最後に当てた光の種類で、フィトクロムの形が決まるから

Pfr 型になっていれば発芽する（光発芽種子）。

青色光を受け取り、光屈性や気孔の開口に関わる光受容体は？

フォトトロピン

茎が青色光のほうへ曲がるのは、この受容体が働くため。

光屈性でオーキシンを移動させる引き金は、どの光？

青色光

フォトトロピンが受け取り、オーキシンの輸送に影響する。

光受容体と植物ホルモンの関係を 1 行で言うと？

光受容体が光を受け取り、植物ホルモンの分布や合成を変えることで反応が起こる

光が直接細胞を伸ばすのではない。

2. 光周性と花芽形成

根拠: 学習指導要領生物-(4)-ア-(イ)-㋐

昼夜の長さの変化に応じて反応する性質を何という？

光周性

花芽形成のほか、落葉や休眠にも関わる。

暗期が一定の長さ以上になると花芽をつける植物を何という？　例は？

短日植物。キク・コスモス・アサガオなど

秋に咲くものが多い。

暗期が一定の長さ以下になると花芽をつける植物を何という？　例は？

長日植物。アブラナ・ホウレンソウなど

春から初夏に咲くものが多い。

日長に関係なく花芽をつける植物を何という？

中性植物

トマトやキュウリなど。

花芽形成を決めているのは、明期と暗期のどちらの長さ？

暗期（連続した暗期の長さ）

「短日」「長日」という名前だが、判断しているのは夜の長さ。

暗期の途中で短時間だけ光を当てると、短日植物はどうなる？

花芽をつけなくなる

連続した暗期が分断されるため（光中断）。

光中断に最も効果があるのは、どの色の光？

赤色光

フィトクロムが関わっていることを示す。

日長を受け取るのは植物のどこ？　花芽ができるのはどこ？

受け取るのは葉、花芽ができるのは芽

離れているので、間を伝える物質が必要になる。

葉で作られ、芽へ移動して花芽形成を起こす物質を何という？

フロリゲン（花成ホルモン）

正体はタンパク質で、師管を通って移動する。

接ぎ木で、日長条件を満たした枝から、満たしていない枝へ花芽形成が伝わる。これは何を示す？

移動する物質（フロリゲン）が存在すること

実験で先に予想され、のちにタンパク質として同定された。