第九章 光周期现象
第九章第十章光形态的建成及植物的生长生理
第十章植物的生殖生理一、名词解释l．花熟状态 2．春化作用3．光周期 4．光周期现象 5．光周期反应类型 6．长日植物（LDP）7．临界日长8．短日植物（SDP） 9．日中性植物（NDP ）10．去春化作用 11．春化处理 12．春化素13．临界夜长（临界暗期） 14．光周期诱导 15．光周期效应 16．暗期间断现象二、写出下列符号的中文名称1.LDP2.SDP 3．NDP三、填空题1. 在短日照的昼夜周期条件下，在暗期用闪光进行暗期间断，则会产生______效应，从而促进________开花，抑制______开花。
2. 春化作用感受部位是______，而光周期感受部位是______，发生光周期反应的部位是______。
3. 在温带地区，春末夏初开花的植物一般为______植物，秋季开花的植物一般为______植物。
4．当光期长暗期短，或暗期为红光中断，均使Pfr／Pr的比值______，有利于开花刺激物的合成，引起开花。
长夜导致Pfr______而延迟开花。
5．SDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种，LDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种．6．高比例的Pfr／Pr促进______植物成花，抑制______植物成花；低比例的Pfr／Pr是在______条件下形成的，因此______条件促进______植物开花，抑制______植物开花。
7．大多数植物春化作用最有效的温度是______℃，去春化作用的温度是______℃。
8．光周期对植物性别分化有影响，长日条件一般诱导LDP______花分化，而诱导SDP______花分化9．植物激素也影响植物的性别分化，以黄瓜为例，用生长素处理，则促进黄瓜______花增多，用GA处理则促进黄瓜______花增多。
10．玉米是雌雄同株异花植物，一般是先开______，后开______。
11．在果树栽培中，常常应用环状剥皮，绞缢枝干等方法，使上部枝条积累较多的糖分，提高______比值，从而促进开花。
光周期现象
光敏作用
暗期闪光中断效应作用的最大作用光谱正好是光敏素的最大吸收光谱，最小作用光谱也正好是光敏素的最小 吸收光谱。
开花传导
接受光周期诱导的部位是叶片，进行光周期反应的部位是茎尖的生长点，叶和起反应的部位之间隔着叶柄和 一段茎。那么，必然有一个开花刺激物传导的问题。以苍耳的嫁接实验来说明。把五株苍耳植物互相嫁接在一起， 且只让其中一株上的一张叶片处于苍耳开花适宜的光周期（短日照）下，其他植株都处于不适宜的光周期（长日 照）下，它们都可以开花。
从某种意义上来说，临界夜长比临界日长对开花更为重要。长夜诱导短日植物开花，却抑制长日植物开花。 因此，也把短日植物叫做长夜植物（long-night plant）。把长日植物叫做短夜植物(short-night plant)。
日中性植物
这类植物的成花对日照长短的反应不敏感，只要其他条件满足，在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄 瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子兰、蒲公英等。
植物光周期反应的不同类型是长期适应环境的结果。由于地球上同一纬度在不同的季节、不同纬度在同一季 节之间光周期不同，所以就形成了植物光周期反应类型的规律性分布。
机理
1
感受部位
2
开花传导
3
周期诱导
4
中断现象
5
光敏作用
感受部位
实验证实：感受光周期反应的部位是植物的叶片：例如用短日照的植物－菊花进行实验，首先将植株顶端的 叶子全部去掉。
②暗期光中断现象和生理效应暗期光中断现象表明了光周期反应与光强、光质以及参与光反应物质之间的关 系。
光周期现象
五，光敏色素在开花中的作用
光敏素有两种存在形式，Pr和Pfr。在黄化组织中，光敏素大部分以红光吸收型（Pr）存在，其吸收高峰在660nm。当用红 光照射时，Pr的吸收光谱发生变化，吸收高峰在725 nm。这说明通过红光照射Pr已转变为另一种形式（Pfr）。 光敏素在开花中如何产生生理效应，目前还不清楚。光敏素本身并不是开花刺激物，但它可以触发开花刺激物的形成（合成 或激活）。现在一般认为，不论是短日植物（SDP）还是长日植物(LDP)，其开花都与Pfr与Pr的比例有关。对于SDP，在光期结 束时，Pfr/Pr比值高（因为在白天，红光比例大，有利于Pfr的形成），开花刺激物的合成受到阻止。转入夜间后，Pfr向Pr逆转， Pfr/Pr比值变小。当此值到一定水平时，就会触发引导开花刺激物形成的代谢过程，SDP的成花反应就可以发生。如暗期为红光 所间断，Pr转换成Pfr，Pfr/Pr比值升高，开花刺激物的形成即遭受阻止。
三，临界日长与临界暗期
• （一）临界日长
长昼夜周期中能诱导植物开花所需的最低或最高的极限日照长度。
长日植物（long-dayplant）是指在昼夜周期中日照长度等于或长于临界日长时，能诱 导开花或促进开花的植 物。如菠菜为13小时，天仙子为11.5小时。短日植物（shortday plant）是指在昼夜周期中日照长度等于或短于临界日长时，能诱导开花或促进开 花的植物。如苍耳为15.5小时，烟草为14小时，一品红为12.5小时。故长日或短日植 物的区别，是它们对日照长度的要求有一最低的或最高的极限。即对长日植物来说有 一最低的极限，则对短日植物有一最高极限
四，光周期诱导
（二）感受光周期的部位 植物感受光周期的部位是叶片，这是许多实验所证实。同时，叶片对光周期刺激的敏感性与其年龄有关，一般来说，幼叶和老叶的敏感性较弱，成长的 叶片敏感性最强。 （三）开花刺激物的传导 接受光周期诱导的部位是叶片，进行光周期反应的部位是茎尖的生长点，叶和起反应的部位之间隔着叶柄和一段茎。那么，必然有一个开花刺激物传导 的问题。以苍耳的嫁接实验来说明。把五株苍耳植物互相嫁接在一起，且只让其中一株上的一张叶片处于苍耳开花适宜的光周期（短日照）下，其他植株都 处于不适宜的光周期（长日照）下，它们都可以开花。这就证明，植株之间确有开花刺激物质通过嫁接的愈合而传递。另外，经过短日照处理的短日植物， 例如高凉菜，把其嫁接到长日植物八宝植株上，可引起八宝在短日条件下开花。反之，若将长日处理的长日植物，接到短日植物上，可引起短日植物在长日 条件下开花。这说明两种光周期反应的植株所产生的开花刺激柄或茎，可以阻止开花刺激物的运输，说明运输途径是韧皮部。 苏联的柴拉轩将这种刺激物叫做成花素（forigen），但这种物质至今还没有被分离出
光周期现象名词解释
光周期现象名词解释
光周期现象是指一个正弦信号经过不同频率的调制后再进行幅度检波，其输出电压随调制频率而变化。
这种因为载波振荡和解调作用所引起的各次谐波之间产生差值的规律称做“光周期”或者叫做“光学频移”。
利用光周期可以实现很多功能：无线通讯、广播系统等都需要有相应的技术来对已发射的基带信号加以处理。
当然还包括调节非线性元件参数，改善伺服特性。
总之，自动控制中采样-保持环节就是模拟了光周期原理设计得到的。
- 1 -。
光周期现象
光周期现象光周期现象是指在一定条件下，以一定的周期性方式，产生的光变化现象。
它是一种由激素、器官、神经元和各种环境因素相互作用影响，通过输入信号调节能量来实现自然节律，从而改变光照强度的特定现象。
它是一种自主的、多变的、节律性的、可重复可积累的光变化现象，为生物的行为背后的机理提供了有力的证据。
光周期现象被广泛用于生物的行为学研究。
近年来，随着研究硅酸盐芯片的深入研究，发现了光周期现象的在植物的作用机制。
显微镜下，硅酸盐植物的细胞皮层中具有着长叶期和短叶期。
当太阳落山后，植物会自然发生叶落。
当硅酸盐植物处于短叶期，植物会根据太阳光的强弱，调节供给能量，也就是生物节律发挥作用，引起植物叶落的现象。
光周期现象也有助于生物行为分析。
比如说，我们研究实验室小鼠已经证实，天气热的时候，小鼠会选择睡眠，而当天气凉爽的时候，小鼠会选择活动。
从行为学的角度讲，小鼠的行为是由太阳光照射的一个光周期现象所引起的。
比如说，在晴天，太阳光比较强，小鼠就会睡眠；而在阴天，太阳光弱，小鼠就会活动，这就是光周期现象带来的生物行为分析效果。
光周期现象对生物行为的研究，还为建立可靠的生物节律模型奠定了基础，并且为新型计算机及机器人技术提供了有价值的参考。
它可以帮助我们更深入地了解动物的活动和行为，以及他们的行为之间的关系，从而解决一系列有关生物生理和行为调控的问题。
综上所述，光周期现象既是一种自然现象，也是一种行为学研究的重要课题，它可以通过改变光照强度，调控能量，调节生物的行为，为生物节律模型奠定基础，为新型计算机及机器人技术提供值得参考的资料，这是其价值所在。
它不仅改变了我们对生物学的认知，也提供了强有力的工具和模型，用于探索生物的行为和未来的可能性。
第9章 植物的成花与生殖生理教学要求与思考题
第九章植物的成花生理和生殖生理一、教学基本要求（一）了解春化作用的概念、反应类型、春化的条件、春化作用的机理以及春化作用在农业生产上的应用；（重点）（二）掌握光周期现象的概念和光周期反应的类型、光周期诱导的机理、光敏色素在成花诱导中的作用以及光周期理论在农业生产上的应用；（重点）（三）了解花器官的形成、环境条件对花器官形成和性别分化的影响、性别分化的化学调控；（四）了解花粉的组成成分、花粉与柱头的相互识别、花粉萌发和花粉管生长的条件、受精过程中发生的生理生化变化。
二、复习思考题（一）名词解释1. 长日植物（long-day plant，LDP）2. 短日植物（short-day plant，SDP）3. 幼年期（juvenile phase）4. 花熟状态（ripeness to flower state）5. 临界日长（critical daylength）6. 光敏素（phytochrome）7. 集体效应（population effect）8. 暗期间断（dark period break）9. 光周期现象（photoperiodism）10. 春化作用（vernalization）（二）问答题1. 设计一简单实验证明植物感受低温春化的部位是茎尖的生长点。
2. 举例说明春化作用理论在农业生产中的应用价值。
3. 植物的光周期反应类型有哪些？4. 简述植物光周期反应类型在我国的分布，如何引种才能成功。
5. 举例说明光周期理论在农业生产中有何应用价值？6. 光敏色素在植物成花诱导中起何作用？7. 什么是光周期现象？举例说明植物的主要光周期反应类型？8. 自然条件下菊花在秋天开放，如要使它提前开花，你需采取什么措施？三、复习思考题参考答案142（一）名词解释1. 长日植物：24 h昼夜周期中，日照必须长于一定时数才能开花的植物称为长日植物。
2. 短日植物：24 h昼夜周期中，日照必须短于一定时数才能开花的植物称为短日植物。
《光周期现象》课件
农业
光周期控制技术可以提高作物 的产量和品质，调控花开花落、 果实成熟等农业生产过程。
生态保护
了解动物迁徙和季节性繁殖的 光周期规律有助于野生动物保 护和生态环境的维护。
医学研究
研究光周期对人类健康的影响， 为疾病诊断、预防和治疗提供 重要参考。
光周期对植物的影响
生长和休眠 开花时间 叶色变化
光周期调控植物的生长和休眠周期，影响植物的 生长速度和生理发育。
光周期现象 PPT 课件
欢迎来到光周期现象的课程。在本课程中，我们将深入探讨光周期的定义、 应用、对植物的影响以及调节光周期的因素。
现象及定义
光周期是指生物对于光的日周期性变化的反应。它是一种生物在每个自然日内发挥生理活动的周 期。
1 太阳的作用
光周期现象受到太阳光的影响，太阳的光照周期对生物的生理节律具有重要意义。
湿度和水分对光周期调节和植物 生长有着密切的关系，影响植物 的生理代谢和生长发育。
光周期实验与方法
• 日照箱实验：通过在不同光照条件下观察植物的生长和开花情况。 • 人工光周期调节：利用人工光源和灯光装置模拟不同光周期，研究光周期对植物生长的影响。 • 光感受器研究：研究光感受器的结构和功能，探究光周期感知和光周期调节的机制。
光周期决定植物的开花时间，适应不同季节的花 粉传播和种子扩散。
光周期引起植物叶片颜色的变化，适应不同光照 条件下的光合作用。
调节光周期的素
光照强度
光照强度是调节光周期的主要因 素之一，不同植物对光照强度的 要求不同。
温度
温度对光周期的调节起着重要作 用，温度变化会影响植物的生长 和开花时间。
湿度和水分
结论及展望
结论
光周期现象是生物对光的日周期性变化的反应， 对生命体的生活规律和生理活动起着重要调节作 用。
光周期现象的名词解释
光周期现象的名词解释光周期现象，又被称为日长现象，是指生物体的生理、行为或生态特性在一天中的变化规律，这些变化受到日照时间的影响。
光周期现象广泛存在于植物、昆虫和动物等生物体中，对其生长、繁殖和行为有着重要的调控作用。
下面将从不同生物体的角度解释光周期现象。
光周期现象在植物中的表现主要体现为花期、休眠和落叶等现象。
植物通过感知周围环境的光照强度和持续时间，调节自身的生长和发育节奏。
一般来说，春季光照时间逐渐增长，植物会迅速进入生长期，并花期也会提前。
而秋季光照时间减少，植物则会进入休眠状态，并且在光照不足的情况下，叶片会逐渐凋落，以减少水分的蒸腾。
对于昆虫来说，光周期现象主要影响其繁殖行为和孵化周期。
有些昆虫的交配行为和产卵行为会受到光照时间的影响。
以蚕为例，夏季日照时间较长时，蚕的幼虫期会相应缩短，从而提前蜕皮和进入蛹期。
而冬季日照时间短暂时，蚕的生长时间也会延长，以适应环境的变化。
这种光周期调控机制能够保证昆虫在适宜的季节完成繁殖，增加后代的存活率。
对于动物来说，光周期现象在生理和行为上的表现相对复杂。
在哺乳动物中，光周期现象对于生物钟的产生和调节起到重要的作用。
生物钟是一种内生性生物节律，可以用来预测周期性事件的发生。
通过感知光周期，动物的生物钟能够准确地调节其体温、代谢和活动状态等生理过程。
光周期还可以影响动物的季节性迁徙、冬眠和繁殖行为。
很多动物会利用光周期来判断适宜的繁殖时机，并在适当的时机进行求偶、交配和繁殖。
光周期现象可以说是生物体与外界环境之间的一种巧妙的互动机制。
生命在地球上漫长的进化过程中，通过适应和利用光周期现象，使得生物体能够在不同的环境条件下生存和繁衍。
对于植物来说，光周期是控制花期和繁殖的关键因素，对于昆虫和动物来说，光周期则是调节繁殖和行为的重要指标。
光周期现象进一步说明了生命对于光照的敏感性和对环境变化的适应能力。
总而言之，光周期现象是生物体对光照变化的敏感反应，通过调控生物体的生长、繁殖和行为等方面来适应环境的变化。
第九章 植物的成花及生殖生理
第九章植物的成花及生殖生理Ⅱ 习题一、名词解释春化作用双受精现象临界暗期雄性不育去春化作用长日植物花粉的集体效应自交不亲和性光周期现象短日植物无融合生殖识别反应光周期诱导日中性植物单性结实光敏色素临界日长受精作用二、写出下列符号的中文名称LDP SDP Pr Pfr三、填空题1. 高等植物从营养生长过渡到生殖生长的明显标志是（）和（），起主导作用的环境因素是（）和（）。
2. 要使菊花提前于“五· 一”节开花，应该进行（）处理。
3. 春化过程中，植物感受低温的部位是（）、（）和（）。
4. 冬小麦春天播种，仍能开花结实，需要进行（）处理。
5. 光周期现象是美国科学家（）和（）于 1920 年发现的。
6. 某种植物的临界日长为 10 小时，在日照为 13 小时条件下能诱导开花，日照长度为 8 小时，则不能开花，此种植物属于（）植物。
7. 大多数植物春化作用最有效的温度是（），去春化作用的温度是（）。
8. 植物感受光周期刺激的器官是（），发生光周期反应的部位是（）。
9. 暗期中断最有效的光是（），结果是抑制（）开花，而诱导（）开花，暗期中断可被（）光所抵消。
由这两种光影响植物的成花过程，推测出（）参与成花过程。
10. 在引种时需注意引进的作物对光周期的要求，一般来说长日植物向北移生育期会（），开花会（），向南移生育期会（），开花情况是（）。
短日植物向北移生育期（），开花会（），向南移生育期会（），开花（）。
11. 光敏素的两种存在形式是（）和（），它们之间可以（），其生理活跃型为（）。
12. 光敏素的吸收光谱， Pr 型吸收峰在（） nm ， Pfr 型吸收峰在（） nm 。
13. 南方的大豆品种移到北方种植，会延迟成熟，原因是（），北方的冬小麦移到南方种植不能抽穗开花，是因为（）和（）。
14. 根据不同类型的小麦品种通过春化作用所需要的温度和天数的不同，可分为（）、（）和（）三种类型。
15. 小麦的冬性越强，春化时要求的（）越低，春化的（）越长。
植物的成花生理(九)
二、植物通过春化的条件
(一) 低温
低温是春化作用的主要条件。
-3～10℃范围内有效，而以1～2℃最有效。
在一定的期限内，春化的效应会随低温处理时间 的延长而增加。
在植物春化过程结束之前，如将植物放 到较高的生长温度下，低温的效果会被 减弱或消除，这种现象称去春化作用 （devernalization）或解除春化。
三种主要 光周期反应类型
相 对 开 花 反 应
相 对 开 花 反 应
LDP（天仙子）
临界日长
日中性植物
6
12
18 20
24
每日光照长度（h）
相 对 每日光照长度（h） 开 花 临界日长（critical daylength）: 反 能使长日植物成花的最短日长 应 6 12 18 感受低温后，还 需经长日照诱导 才 能 开 花 , 如天仙子植株。
∴春化过程只是
对开花起诱导作 用，还不能直接 导致开花。
图 天仙子成花诱导对低温和长 日照的要求
三、春化作用的机理
(一) 春化刺激的感受和传递 1. 感受低温的时期和部位
时期:从种子萌发后到营养体生长的苗期
部位:茎尖生长点
嫁 接 实 验 证 明 春 化 素 的 传 导 效 应
(二) 春化的生理生化基础
植物在通过春化作用的过程中， 形态:没有变化;
生理生化:发生了深刻的变化。
呼吸代谢：在春化处理的前期，氧化磷酸化作用的 顺利进行对冬小麦的春化过程有强烈影响，如用氧 化磷酸化的解偶联剂DNP处理，不但抑制了氧化磷 酸化，同时也抑制了春化的过程。
植物从营养生长向生殖生长转变的条件 (一)内部条件： 年龄、生长量、营养水平 植物具有能感受环境条件而诱导开花的生 理状态称为花熟状态。花熟状态是植物从营养 生长转入生殖生长的标志。 通常将植物达到花熟状态之前的营养生长 时期称为幼年期（juvenile phase）。 植物种类不同,幼年期的长短也不同。 (二)外部条件 低温、光周期
光周期现象
光周期现象光周期现象是指生物在昼夜交替的自然环境中，受到日照时长变化的影响而产生的生理和行为变化。
在自然界中，许多生物都拥有对光周期的敏感性，通过感知光照的变化来调节自身的生理节律和行为模式。
光周期现象在植物中的表现在植物中，光周期现象表现为植物生长发育过程中受到光照长度的调控。
许多植物的开花、萌芽、休眠等生理活动都受到光周期的影响。
一些植物只在特定光照条件下才会开花，这种现象被称为光周期控制开花。
植物通过感知光照长度的变化来识别季节变化，调整自身的生长发育节律，以适应不同的环境条件。
光周期现象在动物中的表现除了植物，许多动物也对光周期具有敏感性。
在动物界中，光周期现象通常表现为对昼夜交替的适应性。
许多动物的生理节律，包括体温、代谢率、睡眠等，都受到日照长度的调节。
光周期对于动物的繁殖、迁徙、觅食等行为也具有重要影响。
一些动物在繁殖季节之前会做好迁徙的准备，以适应不同的光照条件。
光周期现象的生理基础光周期现象的生理基础主要与生物体内的生物钟系统密切相关。
生物钟是一种内在的生物节律调控系统，能够感知光照的变化，并调节生物体内的生理活动。
生物钟系统通过一系列的细胞信号传递和基因调控来实现对日照长度的感知和响应。
光周期现象的产生不仅涉及到生物钟系统中的基因调控、蛋白质合成等分子机制，还涉及到生物体内的激素分泌、神经系统活动等复杂生理过程。
光周期现象的意义与应用光周期现象对于生物的生存和繁衍具有重要意义。
对于农作物的种植和养殖来说，了解植物和动物的光周期特性可以帮助调控其生长发育节律，提高生产效率。
在医学领域，研究光周期现象对于理解人体的生理节律、睡眠障碍等问题具有重要意义。
此外，对于生态环境的保护和生物多样性的维护来说，对于不同生物的光周期特性有深入的了解也具有十分重要的意义。
总的来说，光周期现象是生物在自然环境中对于光照长度变化的适应性表现，是生物体内复杂生理系统和环境之间相互作用的产物。
对光周期现象进行深入研究，不仅可以更好地理解生物的生存和繁衍机制，还可以为农业生产、医学领域等提供一定的理论支持和应用价值。
光周期现象
光周期现象研究的前沿技术
• 光周期现象研究的前沿技术包括基因编辑、光谱分析和生物信息 学等
• 基因编辑：如CRISPR/Cas9技术，用于研究光敏感蛋白的功 能和信号传导途径
• 光谱分析：如光谱仪、遥感技术等，用于分析植物对光周期的 光谱响应
• 生物信息学：如基因组学、蛋白质组学等，用于研究光周期现 象的分子机制
• 光周期现象在未来农业发展中具有广泛前景和巨大潜力 • 广泛前景：光周期现象的研究和应用在设施农业、花卉园艺等领域具有广泛应用前景 • 巨大潜力：光周期现象的研究和应用有助于提高农业生产的资源利用效率，实现可持续农业发展
光周期现象研究的未来趋势与方向
• 光周期现象研究的未来趋势主要包括分子机制、生态功能和应用实践等方面 • 分子机制：光周期现象的分子机制研究将继续深入，揭示光敏感蛋白的功能和信号传导途径 • 生态功能：光周期现象在植物生理生态学中的作用将得到更全面的研究，如生态适应性和物种分布 • 应用实践：光周期现象的研究成果将更广泛应用于农业生产，提高农业产量和品质
光周期现象影响植物的生长发育、繁殖和抗逆性等方面
• 生长发育：光周期影响植物的营养生长和生殖生长，如枝条生长、叶片发育、开花等 • 繁殖：光周期影响植物的开花时间、花期长短、果实发育等，进而影响繁殖成功率 • 抗逆性：光周期影响植物的抗旱、抗盐、抗低温等逆境能力
光周期现象在农业中的应用
光周期现象对作物品种选择和栽培技术具有重要指 导意义
• 光周期现象研究的未来方向主要包括技术创新、跨学科合作和人才培养等方面 • 技术创新：光周期现象的研究方法需要不断创新，如基因编辑、光谱分析等前沿技术的应用 • 跨学科合作：光周期现象的研究需要多学科合作，如生物学、生态学、农学等学科的交叉融合 • 人才培养：光周期现象的研究需要培养高水平的人才，加强科研队伍的建设
李合生植物生理学第九章植物成花生理
春化作用与光周期
3. 足够水分，氧气和作为呼吸底物的糖类
-
响对图
冬８
黑 麦 开 花 的 影
2 春 化 天 数
春化持续的时间对去春化效果的影响
三、春化作用的机理：
1. 春化刺激的感受和传递 2. 春化的生理生化的基础 3. 春化作用与春化素，赤霉素
及其他生长物质的关系
1. 春化刺激的感受和传递
感受春化作用的时期
3. 春化作用与春化素，赤霉素及其他生长物质的关系
嫁接试验说明，在春化的植株中产生某种开花刺激物，传递到未 春化的植物而引起开花。
德国学者Melchers将其命名为春化素(Vernalin)
GA 可代替低温和长日照。GA是低温春化过程中形成的一种开花刺激物。
低温和赤霉素对烟草开花的效应
赤霉素对需低温胡 萝卜开花的影响
相 对
短日植物 苍耳
开
花 反
临界日长
应
6 12 18 24
每天光期长度 （ h）
长日植物 相 天仙子
对 开 花 临界日长 反 应
6 12 18 24
每天光期长度 （ h）
三种主要光周
相 对
期反应类型 开
花
反
应
日中性植物
6 12 18 24 每天光期长度 （ h）
(4) 中日照植物 （intermediate-daylength plant）
光周期现象的名词解释
光周期现象的名词解释光周期现象是指植物在接收到合适的光照条件下，其生理过程和发育节律会随着时间的推移而发生周期性的变化。
具体而言，光周期现象主要包括光周期反应、光周期植物的生长发育和光周期调控机制。
光周期反应是植物对光周期变化做出的生理反应。
在自然界中，植物的生长、开花、休眠等过程往往受到光照条件的控制。
光周期反应的典型代表是植物的开花现象。
根据植物对光周期的需求，可以将植物分为长日植物（LD植物）、短日植物（SD植物）和日中性植物（ND植物）。
长日植物的开花过程主要在夏季或光照时间较长的季节，短日植物则在春秋季或光照时间较短的季节开花。
光周期植物的生长发育也与光周期密切相关。
在适宜的光周期条件下，植物会出现相对稳定的生长和发育节律。
例如，在光周期较长的季节，植物会迅速生长，并拥有较长的生长期；而在光周期较短的季节，植物则会经历休眠期或生长放缓。
光周期植物的生长发育节律对于其适应环境变化和提高生存竞争力至关重要。
光周期调控机制是指植物对光周期的识别和调节的方式。
植物的光周期调控主要通过感光诱导器官和光周期信号转导途径来实现。
感光诱导器官是植物中对光周期变化敏感的组织或器官，如叶片、茎尖等。
当感光诱导器官接收到光信号后，会传递信号到植物体内的光周期信号转导途径。
光周期信号转导途径主要涉及植物激素的合成和调控、基因表达调控等过程，从而使植物能够适应不同的光照条件和环境需求。
总之，光周期现象是植物对光周期变化做出的生理反应和生长发育节律，包括光周期反应、光周期植物的生长发育和光周期调控机制。
研究光周期现象不仅可以增进对植物生长和发育的了解，还有助于提高农作物的产量和质量，以及在农业、园艺和植物育种等领域的应用。
光周期现象的发现过程
光周期现象的发现过程一、问题的发现人类早已注意到多种植物的开花时间相对稳定，但光周期在决定开花期方面所起的作用直到20世纪才了解清楚。
1912年，法国科学家Julien Tourniois对蛇麻子、大麻类植物作持续光照和遮光缩短日照处理后发现，缩短日照时数处理组开花最早。
由此得出结论，短日或长夜条件会引起蛇麻子、大麻类植物提早开花。
1913年德国G.A.克莱布斯发现人工加长每日照光时间，可使通常在6月开花的长春花属(Sem-pervivum)植物能在冬季开花。
这是植物光周期现象的较早研究，但他们都没有明确提出光周期理论。
二、理论的提出1920年，美国农业部Beltsville农业试验站的两位科学家，W. W. Garner 和H. A. Allard，他们将在美国南部正常开花的Maryland Mammoth（烟草的一个变种）移至北部栽培时发现，夏季高达3～5m的植株只长叶不开花，而冬季转入温室栽培后，株高不足1m就可开花。
他们又在冬季做了人工光照试验，在温室中，用人工光照延长日照长度，结果发现，烟草保持营养状态而不开花；在夏季做了人工黑暗试验，在大田里，用黑布遮盖植株，人为缩短日照长度，结果，烟草开花。
于是他们得到了一下结论：Maryland Mammoth受光照影响；只有短期暴露在光照下才开花；短日照是这种烟草开花的关键条件。
由这些结论，他们提出“植物开花与日照长度有关”，明确提出了光周期理论，并把短日照开花的植物称为“短日植物”，而与此相对应的称为“长日植物”。
在这之后人们又发现大豆、紫苏、高粱等也有这种现象，并各有其日长上限，日照长度短于此数值时即可开花，称此日长限度为临界日长。
同时发现菠菜、萝卜等植物相反，须在日照长度超过临界日长时才能开花。
根据开花与光周期的关系，可将植物分为4种类型：典型的短日植物、长日植物、中日性植物、日照中性植物。
短日（照）植物要求经历一段白昼短于一定长度、黑夜长于一定长度（称为临界暗期）的时期才能开花的植物。
基础医学理论综合指导 光周期现象
基础医学理论综合指导光周期现象基础医学理论综合指导:光周期现象每日光照期的长短因季节和纬度而异：如在北半球冬季日照短而夏季日照长，在南半球则适相反。
季节间日照长度的差异在赤道附近不明显，但从赤道越往高纬度越显著。
对一定的纬度来说，日照期的长度可以准确地指示季节，比日照强度和气温都更可靠。
在北半球的秋季，随着日照时间的缩短，植物开始落叶，某些昆虫进入滞育，候鸟准备南飞；至春季随着日照时间的延长，候鸟北返，昆虫复苏，植物也纷纷进入着叶开花期。
在这些现象中都是日照长度的变化给生物提供了信息。
光周期现象是物种长期进化的产物，它保证了生物能在适宜的环境条件下生长和繁育。
生物光周期现象因生物本身的发育阶段而异，同时也受气温、食物等外界环境因素的影响。
现已知，光周期现象是和生物内在的生物钟机制耦合在一起而发挥作用的。
人类早已将有关光周期现象的知识用于生产，应用较广的实例如调节光照时间以控制花卉的开花时间和家鸡的产卵量。
在自然条件下，昼夜周期的总长度是个定值（24小时），一定的光照期必然对应一定的暗期。
在人工条件下，虽可以产生任意长度的光暗组合，但要产生预期效果，仍需大致模拟生物已长期适应了的自然情况。
植物、昆虫和鸟类的光周期现象比较明显，对它们的研究也比较多。
这包括植物的开花、落叶，种子和芽孢的休眠及块茎、块根的形成等；昆虫的滞育、迁徙和型变等；鸟类的迁飞、生殖腺发育、体脂积累和换羽等。
生物必需有感光机制才能对光周期作出反应：在植物中有光敏素；在动物，视神经以及松果体或其他脑部结构是反应的第一站。
其次，生物体内必需存在测时装置（生物钟）才能判定光照期（或暗期）的长度是否适宜，这方面的研究还没有取得什么重要成果。
最后，在反应的传出环节上，植物可能是通过激素；动物则包含神经和激素两者。
生物光周期现象是进化形成的遗传特性，它决定了物种能对光周期作出什么反应，但实际发生的反应却又受环境条件的影响。
光周期现象的发现
3）、因此对于我国南方(广州一带，北纬23°)白天与 黑夜的长度变化不大，没有很长的白天，原产于此 的多为短日植物。
4）、北方(东北一带，北纬45°)在其春分—秋分的生 长季节中，日长很长，原产于此的多为长日植物而 在秋分—春分季节中温度太低，植物不宜生长。
• 长日植物 LONG-DAY PLANTS(LDP) which flower only if the light periods are longer than a critical length
(normally > 9-16 hours). These include lettuce, wheat, spinach, sugar beet, barley and so on.
6) 短长日植物 Short-long-day plant(SLDP). Flower induction was induced by short day but flower under long day such as Campanula medium.
临界日长 Critical day-length: 昼夜周期中诱导植物开花 的极限日照长度,对SDP短于临界日长开花.对LDP 长于临界日长开花。
白芥
比洛克西（晚熟种） 13～14
燕麦
临界日长（h）
11.5 12 13 10～14 12以上 13 12
约14
9
2、注意的几个问题：
1) 所谓长日植物、短日植物有相对和绝对之分(专 性和兼性)，对于栽培作物而言，由于长期的人 工驯化与引种，对光周期反应不很敏感。
光周期现象名词解释
光周期现象名词解释
光周期是指光的传播过程中出现周期性变化的现象。
光波传播的周期性是由于光波本身的波动性质所导致的，光周期的特征可以通过描述光波传播过程中的频率、波长、相位等参数来进行分析和解释。
光的周期性变化可以在多个层面上进行观察和解释。
在光学领域中，光的周期性变化通常是指根据光的频率或波长来描述的。
光的频率是指在单位时间内光波的周期性变化次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
光的波长是指光波传播一个完整周期
所需要的距离，通常以纳米（nm）为单位表示。
通过观察和
分析光的频率和波长，可以揭示光的各种性质和行为。
在物理学中，光波的周期性变化还可以通过相位来描述。
光波的相位是指在光波传播过程中某一点的位置相对于一个参考点的相对位置。
当光波传播距离相等时，也就是在固定时间内，相位的变化也是周期性的。
相位的变化可以用来描述光波的各种干涉和衍射现象，它是光波的性质和行为的重要参数之一。
光周期现象在日常生活和科学研究中都有重要的应用。
例如，在光学技术中，光周期的变化可以用来研究和控制光的传播和干涉现象，广泛应用于激光技术、光纤通信等领域。
在光化学和光生物学中，光周期的变化可以揭示和分析光对化学和生物系统的作用机制，有助于研究和应用光合作用、光合细菌等生物过程。
总之，光周期现象是光波传播过程中出现的周期性变化现象，
通过描述光的频率、波长和相位等参数，可以揭示光的各种性质和行为。
光周期现象在科学研究和应用中具有重要意义，对于深入理解光的本质和推动光学技术的发展具有重要的作用。
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6、光期与光周期诱导——影响成花数量
大豆（SDP,15h）
暗期长度为16h 结论：暗期对成花起决定性作用，但光期必不可少。
返回
在进行暗期间断实验过程中发现，
红光间断的效果最好，蓝光较差， 绿光无效。如果红光间断后接着 进行远红光间断，能够消除红光 间断的效果。
长日植物 １
短日植物
引种
育种 控制花期 调节营养生长和生殖生长
1 引种 引进新的作物或品种时，首先要了 解被引种作物的光周期特性。如果原产地与引 入地区光周期条件差异太大，就有可能因生育 期太长而不能成熟，或者因生育期太短而产量 过低。 我国南方多为SDP。北方多为LDP。纬度越高临 界日长越长。一般来说，SDP南种北引，开花 期推后，生育期会延长；北种南引，生育期会 缩短，开花期提前。LDP刚好相反。所以对于 收获果实和种子的作物在引种时必须考虑引进 后能否适时开花结实，否则就会导致颗粒无收。
一月腊梅二月梅， 三月迎春四牡丹， 五月芍药六栀子， 七月荷花八凤仙， 九月桂花十芙蓉， …….
2007国庆天安门广场花坛布置情况：此次花坛 使用的花卉有上百个品种（共计40万盆），包 括： 一品红、温室凤仙、彩叶草、四季海棠、菊花、 串红、大丽花、小丽花、龙柏、五针松、叶子 花、牵牛花、杜鹃、茶花、凤梨、丽格海棠、 桂花、米兰、石榴、兰花（蝴蝶兰、秋兰、墨 兰、文心兰、大花蕙兰、卡特兰等）
1
2
3
4
光周期感受的部位
菊花SD，LD处理
*感受光周期的部位是：叶片 反应部位 ：茎尖端生长点
3. 光周期诱导的时期 叶片感受光周期诱导的能力与叶龄和叶的 发育阶段有关. 例如,第四片，叶龄为四，只有一定叶龄的 叶片才能感受光周期诱导，也就是植株要 具有一定的生理年龄，如苍耳在叶龄为四 或五时，才能感受日照。 从叶的发育阶段看，刚刚充分展开的叶片 对光周期诱导最敏感，幼叶和老叶的敏感 性降低。
小结
一.概念 二.植物对光周期反应的类型 三.光周期诱导 四.光敏素与成花诱导 五、光周期理论在农业生产上的应用
4 维持作物营养生长 收获营养器官的作物，如 果开花结实，会降低营养器官的产量和品质，因 而需要防止或延长这类作物开花。甘蔗有些品种 是短日照植物，在短日照来临时，可用光照来间 断暗期，以抑制甘蔗开花，一般只需在午夜用强 的闪光进行处理，就可继续维持营养生长而不开 花，使甘蔗的蔗茎的产量提高，含糖量也增加。 总之，光周期在引种、育种、控制花期、维 持作物营养生长4个方面有很大的应用价值，在具 体应用时，要根据应用实际和要求进行，切不可 滥用，否则达不到目的。
植物A在日照长度8小时能成花。 植物B在日照长度11小时能成花。
请问A、B分别是那种类型的植物？
大豆（SDP)的临界日长为14h。冬小
麦(LDP)的临界日长为12h。将此两 种植物都放在以下日照长度条件下， 那种植物开花？
1、8小时 2、13小时 3、15小时
这里有一点必须明确，短日植物和长日 植物的划分，是根据它们开花要求的日照 长度是否大于临界日长，还是短于临界日 长，不是日照长度的绝对值。 即： LDP的临界日长不一定长于SDP； SDP的临界日长不一定短于LDP。 关键：超过还是短于其临界日长。
漠河县 北纬 52°10 ′至 53°33 ′ 三亚市 北纬 18°09 ′34〃 ~18°3 7′27〃。
光周期现象：植物对昼夜长度发生 反应的现象称为光周期现象 (photoperiodism)
生长在地球上不同地区的植物在长期适 应过程中表现出生长发育的周期性变化。
光周期现象的
发现：1920年， 美国园艺学家加 纳和阿拉德，烟 草
2 育种 通过人工光周期诱导，缩短育种时间，加速良种 繁育的进程。 根据我国气候多样性的特点，可进行作物南繁北 育，利用异地种植以满足作物发育条件。例如， 短日照玉米、水稻均可在海南岛繁育种子，然后 在北方种植；长日照的小麦、油菜等，夏季在黑 龙江或青海繁育种子，冬季在云南繁育种子，能 做到一年内繁育2代～3代。根据光周期理论，同 一作物的不同品种对光周期反应的敏感性不同， 所以在育种时，应注意亲本光周期敏感性的特点， 一般选择敏感性弱的亲本，其适应性强些，有利 于良种的推广。
•临界暗期或称临界夜长——是指在光暗周期中， 短日植物能开花的最小暗期长度或长日植物开花 的最大暗期长度。
科学的定义：
长日植物应称短夜植物(Short night plants)，是指夜长 短于临界夜长才能开花的植物，
短日植物应称长夜植物(Long night plants)，是指夜长 长于临界夜长才能开花的植物。
4 、光周期刺激的传递
问题 ：如果长，短日照植物嫁接，长日处理或短日处理后，那种植物开花？
在光周期中有光期和暗期两个时期，
请问，这两个时期对植物的成花那 个更重要？
苍耳(SDP 15.5h)
SDP
营养生长 开花 营养生长 营养生长
光
暗
LDP
开花 营养生长 开花 开花
营养生长
开花
开花
营养生长
长日植物
临界日长— —LDP和 SDP开花的 极限日长 （天仙子： 11.5h，苍耳： 15.5h）
植物A在短于日照长度8小时才能成花。 植物B在长于日照长度11小时才能成花。 请问A、B分别是那种类型的植物？
植物A在长于日照长度8小时才能成花。 植物B在短于日照长度11小时才能成花。 请问A、B分别是那种类型的植物？
:
（ P660 ）： 红光吸收型， 无生理活性 （ P730 ）：远红光吸收型， 有生理活性
Pfr
3.
光敏素与成花诱导
SDP: 要求低的Pfr／Pr比值。成花刺激 物质形成, 促进开花。 LDP: 要求高的Pfr／Pr比值，短暗期， 甚至在连续光照下也能开花。 暗期被红光间断，Pfr／Pr比值升高， 抑制SDP成花，促进LDP成花。
控制花期在育种上对克服杂交亲本花期不遇 也是很重要的。 例如，利用人工控制日照长短的方法使双方 亲本同时开花，便于进行杂交，扩大远缘杂 交范围。又如，甘薯是短日照植物，在北方 种植时，由于当地日照长，不能开花，所以 不能进行有性的杂交育种，但若利用人工遮 光方法，使每天光照时间缩短到8h～9h，1 个月～2个月即开花。因此控制花期可以解 决种间或种内杂交时花期不遇的问题。
3 控制花期 利用人工控制日照长短的方 法可提早或推迟开花时间，这在园艺花卉 栽培上很重要。 例如短日照的菊花，在自然条件下秋季开 花，为了观赏目的，可人为创造短日照条 件使它在6月～7月，甚至在“五一”节开 花；也可通过延长日照时间或利用光进行 暗期间断、施肥和摘心等措施，使菊花延 迟到元旦或春节期间开更多的花。
长-短日植物 （long short day plant）:如芦荟、 茉莉。
短-长日植物 （short long day plant ）：如风 铃草
中日性植物(IDP):如甘蔗，最适日照长度是12.5小
时，再长和再短的日长下都不开花。
两极光周期植物 （amphophotoperiodism plant）：如：狗尾草
诱导花芽分化所需最少光周期诱导周期数
短日植物 裂叶牵牛 碱蓬 苍耳 原叶高凉菜 菊花 大豆 大麻 最少短日数 1 8 1 2 12 2~3 4 长日植物 天仙子 拟南芥 油菜 毒麦 菠菜 最少长日数 2~3 4 1 1 1
光周期诱导的过程中需要整株植物进行 诱导才能开花吗？
2. 光周期刺激的感受部位
二. 植物对光周期反应的类型
1. 长日植物(long-day plant，LDP) 指在 24h昼夜周期中，日照长度长于某一临界日 长，才能成花的植物。如小麦、萝卜、白菜、 天仙子等。 2. 短日植物(SDP) ：指在24h昼夜周期中， 日照长度短于某一临界日长，才能成花的植 物。如水稻、大豆、苍耳、烟草、菊花等。 3. 日中性植物(DNP) : 在任何长度的日照下 均能开花。如月季、四季豆、番茄等。
因此SDP南种北引应引早熟品种，北种南引 应引晚熟品种为宜；LDP则相反。以大豆为 例，南方大豆在北京种植时，从播种到开 花日期延长，枝叶繁茂，但由于开花期晚， 此时天气已冷，结实率低，产量不高。东 北大豆品种在北京种植，从播种到开花的 时间很短，植珠很小就开花，产量也不高。 同纬度引种为原则。 红麻引种到北方种植？。
1)光周期效应:植物在非诱导光周期条件下，能 保持诱导光周期刺激。这种现象，称为光周期 效应。 即：植物在达到一定的生理年龄时，经 过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处于 不适宜的光周期下，仍能保持这种刺激的效果 而开花的现象。 2)光周期诱导 ：能够发生光周期效应的处理。 3)光周期诱导的周期数：诱导植物成花所需要 的适宜的光周期数（即天数）。
２
３ ４
为什么？
四. 光敏素在成花诱导中的作用
光敏素的概念、结构与性质
光敏素在成花诱导中的作用
(Pfr/Pr)
1. ������
光敏素的概念、结构与性质 概念：
光敏色素
是植物体内存在的一种吸收 红光 —远红光可逆转换的光受体 （色素蛋白复合体）。
光敏素的主要存在形式与效应 Pr
2. 光敏素的生理作用 高等植物中一些由光敏色素控制的反应： 种子萌发 弯钩张开 节间延长 根源基起始 叶分化与扩大 小叶运动 膜透性 向光敏感性 花色素形成 质体形成 光周期 花诱导 子叶张开 肉质化 偏上性 叶脱落 块茎形成 性别表现 节律现象 单子叶植物叶片展开
五、光周期理论的应用
24h
暗期间断实验