科别植物学作品名称植物向光性的讯息传导学.PDF

臺灣二 O O 六年國際科學展覽會 科 別 ：植物學 作 品 名 稱 ：植物向光性的訊息傳導 學校 / 作者 ：臺北市私立再興高級中學 鄭瑞杰  作者簡介 我是鄭瑞杰，目前就讀台北市私立再興高中二年愛班。平常的課 外活動喜歡看牛頓科學雜誌和打桌球。我喜歡生物，可能是還有許多 未知的領域在吸引我去探索。我很幸運且高興有教授們和老師們在指 導我完成作品，並順利通過初選。我希望將來能研究、了解並應用已 知和未知的生物知識，來解決目前許 多無法克服的困難和問題。 2 作品名稱：植物向光性的訊息傳導 中文摘要 植物依靠向光性爭取最多的光線，以進行光合作用，製造食物供給所有生物。雖 然在十九世紀時植物的向光性就已經被發現，並且參與植物向光性的主要荷爾蒙 為植物生長素也已經熟知，但是主要是植物的哪一個組織接受光訊息以誘導向光 性，以及細胞內的哪些分子參與訊息傳遞，則都不清楚。因此這個研究，以可以 發射特殊波長的發光二極體為光源照射綠豆小苗以研究向光性，結果顯示藍光和 綠光而不是紅和黃光可以誘導向光性。就向光性訊息傳導的組織層面的研究而 言，將豆苗的葉、葉柄、生長點、子葉分別除去後，再側面照光，發現向光性要 產生必須要有生長點或葉柄，並且發現莖可以誘導向光性，而葉子不能誘導向光 性，因此莖是主要接受光訊息以誘導向光性的組織。就向光性訊息傳導的分子層 面的研究而言，植物以鈣離子的螯合劑和鈣離子通道阻斷劑處理後發現，細胞質 內鈣離子濃度的增加是藍光和綠光誘導的向光性所需要的過程，有趣的是藍光誘 導向光性的訊息傳導過程中，除了經由細胞內的鈣離子濃度的增加外，還有其它 鈣離子不參與的訊息傳導途徑。此外，以蛋白質磷酸酶抑制劑和蛋白質去磷酸酶 抑制劑處理植物後發現，藍光和綠光所誘導的向光性訊息傳導，都包含蛋白質去 磷酸酶第 1 和 2a 型在細胞內的作用。因此植物的向光性需要有生長素才會表現， 生長素由生長點製造後由生長點和葉柄儲存，在光刺激之下會誘導莖產生傳遞訊 息，此訊息會傳遞到含有生長素的生長點和葉柄，使得生長素流向照光組織細 胞，並且使得細胞內鈣離子濃度增加，活化蛋白質去磷酸酶第 1 和 2a 型，進而 造成植物的向光性。 Signal transduction of phototropism in plant Abstract Phototropism allows plants to receive the most amount of light to perform photosynthesis, which produces food and energy for all organisms. The phenomenon of phototropism has been known since the 19th century, and auxin has been identified to be the main hormone involving in phototropism. However, the major plant tissue responsible for receiving light signal is not fully understood, and the signal transduction pathway within cells after light activation is not clear. Therefore, the phototropism of mungbean seedlings is examined by Light Emitting Diodes (LED) which produce the specific wavelength of light in this study. Results point out that blue and green lights rather than red and yellow lights induce phototropism of moonbeam. The phototropism of mungbean