光週期調控植物開花

光週期調控植物開花

原始設計者：彰師大

光週期是調控植物開花的重要因子，在彰化地區種植相當大面積的菊花，在夜晚則出現相當壯麗的「燈海」奇觀，以此生物學原理，花農利用光週期來調控菊花的開花期，以適合市場需求。                  

1.現象說明：

不同植物開花所需要的日照長短不一，因此人們將植物分為長日照植物與短日照植物。長日照植物所需的日照時間必須超過一定限度(例如超過12小時)才會形成花芽；而短日照植物則於日照長度短於臨界日照長度(例如少於12小時)，才形成花芽並開花。

2.探究問題：（此為引導，學習者必須要提出合理的假說）

• 2.1 菊花是長日照或短日照植物呢？
• 2.2 早開花的菊花突變株是由顯性或隱性基因所控制？
• 2.3 植物開花素(一種蛋白質)是否在葉子產生並經由維管束運送至頂芽而調控開花？

3.實作項目

• 3.1 菊花是長日照或短日照植物呢？

• 3.1.1 請設計實驗並須有適當控制組與實驗組，以圖示與文字說明，證明菊花是長日照或短日照植物呢？

• 3.2 早開花的菊花突變株是由顯性或隱性基因所控制？

• 3.2.1 呈上題，有一花農在種植菊花的過程中篩選出一種早開花菊花突變株純品系，此突變株開花時間不受光週期控制，種植後數週即提早開花，請設計實驗，並以圖示與文字說明如何利用人工授粉技術來鑑定早開花的菊花突變株相對於正常的菊花 (純品系)是由顯性或隱性基因所控制?

• 3.3 植物開花素(一種蛋白質)是否在葉子產生並經由維管束運送至頂芽而調控開花？

• 3.3.1 呈上二題，請設計實驗並以文字與圖示證明如何利用嫁接技術來證明開花素是否可由菊花的葉部器官運送至頂芽，而調控開花?

4.分析與結論

• 4.1能了解長日照或短日照植物之生理差異，並以此設計實驗。
• 4.2能利用野生型菊花和未知基因型菊花雜交，鑑定一基因為顯性或隱性。
• 4.3能了解嫁接技術並應用於檢測開花素是否由葉子運送至頂芽，進而調控開花。

5.教學目標與評量

• 5.1能依據題目提供之假說設計實驗。
• 5.2能進行抽象思考，安排不同的操作模式。
• 5.3能藉由過去習得的經驗應用在實驗中。

7.參考說明

• 3.1 菊花是長日照或短日照植物呢？

• 3.1.1 請設計實驗並須有適當控制組與實驗組，以圖示與文字說明，證明菊花是長日照或短日照植物呢？

1.設計三種不同光週期實驗，並觀察相對開花時間
2.每組實驗至少需有三個個體，並進行三重複

• 3.2 早開花的菊花突變株是由顯性或隱性基因所控制？

• 3.2.1 呈上題，有一花農在種植菊花的過程中篩選出一種早開花菊花突變株純品系，此突變株開花時間不受光週期控制，種植後數週即提早開花，請設計實驗，並以圖示與文字說明如何利用人工授粉技術來鑑定早開花的菊花突變株相對於正常的菊花 (純品系)是由顯性或隱性基因所控制?

• 3.3 植物開花素(一種蛋白質)是否在葉子產生並經由維管束運送至頂芽而調控開花？

• 3.3.1 呈上二題，請設計實驗並以文字與圖示證明如何利用嫁接技術來證明開花素是否可由菊花的葉部器官運送至頂芽，而調控開花?