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花芽形成と光周性

長日植物・短日植物・中性植物の区別、限界暗期と連続した暗期の長さ、光中断の効果、葉で受容しフロリゲンが茎頂へ運ばれることについて、正しい記述を選べ、明暗条件の実験結果から考察できる

前提

• 光受容体と光発芽 （高校生物 生物の環境応答（知識））

説明

なぜそうしてよいのか

手順

1. 植物の種類（短日植物・長日植物・中性植物）と、限界暗期の長さを確かめる

2. 各条件について、光中断があれば暗期をそこで区切り、「連続した暗期」のうち最も長いものの長さを求める（例：16 時間の暗期の 8 時間目に光中断 → 連続した暗期は 8 時間と 8 時間）

3. 短日植物なら、最も長い連続した暗期が限界暗期より長いときに花芽を形成すると判断する

4. 長日植物なら、連続した暗期が限界暗期より短い（長い暗期がない）ときに花芽を形成すると判断する。中性植物は日長に関係なく花芽を形成する

5. 処理した部位や接ぎ木の実験では、日長を受容するのは葉で、葉でつくられたフロリゲンが師管を通って茎頂へ運ばれることをもとに判断する

例題

よくある誤り

• 暗期の合計時間で判断してしまう誤り。正しくは連続した暗期の長さで判断する。14 時間の暗期の途中で光中断をすると、連続した暗期は $7$ 時間と $7$ 時間になり、短日植物（限界暗期 10 時間）は花芽を形成しない

• 短日植物を「明期が短いほど咲く」、長日植物を「明期が長いほど咲く」と明期の長さで決まると考えてしまう誤り。正しくは植物がはかっているのは暗期の長さで、短日植物は連続した暗期が限界暗期より長いとき、長日植物は限界暗期より短いときに花芽を形成する

• 限界暗期を「短日植物は限界暗期より短い暗期で咲く」と逆に覚えてしまう誤り。正しくは、短日植物は（連続した暗期）＞（限界暗期）、長日植物は（連続した暗期）＜（限界暗期）で花芽を形成する

• 日長を受容するのは花芽ができる茎頂だと考えてしまう誤り。正しくは日長を受容するのは葉で、葉でつくられたフロリゲンが師管を通って茎頂へ運ばれ、花芽形成を起こす

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

• 難易度 1（教科書の例題レベル）

  植物の花芽形成と光周性について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

  • ア　長日植物は、連続した暗期の長さが限界暗期より長くなると花芽を形成する。
  • イ　花芽形成にかかわる日長の刺激は、おもに茎頂で受容される。
  • ウ　短日植物は、連続した暗期の長さが限界暗期より長くなると花芽を形成する。
  • エ　フロリゲンは茎頂でつくられ、師管を通って葉へ運ばれて花芽形成を促す。
  • オ　中性植物は、連続した暗期の長さが限界暗期より短いときにだけ花芽を形成する。

この技能を使う問題

• 難易度 4（国公立二次の標準レベル）

  ある植物 X を、温度などの条件をそろえ、1 日（24 時間）の明期と暗期の長さを変えた条件で十分な期間育て、花芽を形成するかどうかを調べた。条件 5 では、暗期のちょうど中ほど（暗期が始まってから 8 時間後）に短時間だけ光を当てた（光中断）。結果は次の表のとおりである。

  条件	明期 (時間)	暗期 (時間)	光中断	花芽形成
  1	16	8	なし	しない
  2	14	10	なし	しない
  3	12	12	なし	する
  4	8	16	なし	する
  5	8	16	あり	しない

  この結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、光中断で当てた光の時間は十分に短く、明期・暗期の長さには含めないものとする。

  • ア　植物 X は長日植物であり、明期の長さが一定以下になると花芽を形成する。
  • イ　植物 X は短日植物であり、その限界暗期は 12 時間より長い。
  • ウ　植物 X の花芽形成は、1 日のうちの暗期の合計の長さによって決まり、暗期が途中で中断されるかどうかには影響されない。
  • エ　明期 4 時間・暗期 20 時間の条件で、暗期が始まってから 10 時間後に光中断を行うと、植物 X は花芽を形成しないと考えられる。
  • オ　明期 10 時間・暗期 14 時間の条件で、明期の途中に短時間の暗期をはさむと、植物 X は花芽を形成しないと考えられる。

この技能の次に学べること

• 光周性と限界暗期 （高校生物 生物の環境応答）