Question

19．科學(xué)家觀察到，當(dāng)水稻感染了赤霉菌后，會出現(xiàn)植株瘋長且結(jié)實率大大降低的現(xiàn)象，因而稱之為“惡苗病”．科學(xué)家用赤霉菌培養(yǎng)基的無細胞濾液處理無病水稻，出現(xiàn)了與惡苗病同樣的癥狀．這說明赤霉菌中有促進水稻生長的物質(zhì)．后來科學(xué)家們從赤霉菌培養(yǎng)基的濾液中分離出這種活性物質(zhì)，命名為赤霉素．
（1）1935年科學(xué)家從培養(yǎng)赤霉菌的培養(yǎng)基濾液中分離出致使水稻患惡苗病的物質(zhì)，稱之為赤霉素．此時能確定赤霉素是植物激素嗎？否（填“是”或“否”）．
（2）植物體內(nèi)赤霉素的主要作用是促進細胞伸長，從而引起植株增高；此外還能促進種子萌發(fā)和果實發(fā)育．
（3）赤霉素促進莖的伸長主要與細胞壁的伸展性有關(guān)．有人進行了CaCl₂和赤霉素對大豆種子胚芽生長速率影響的實驗（不考慮加入外源物質(zhì)后對植物自身激素合成的影響），先加入CaCl₂溶液，后在B時間加入赤霉素，結(jié)果如圖1所示：

據(jù)圖說明一定濃度的CaCl₂溶液對胚芽細胞壁的伸展起到了抑制作用（填“促進”或“抑制”），B點赤霉素促進莖伸長的可能原因是赤霉素消除了CaCl₂的影響，促進細胞壁的伸長．
（4）赤霉素能促進豌豆莖節(jié)間的伸長，生長素也可以促進莖的伸長．某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗來驗證：赤霉素與生長素具有協(xié)同作用．
實驗步驟：
2生長狀況相同的豌豆幼苗，從豌豆幼苗的同一部位切取等長的莖段若干段，平均分成兩組．
②將兩組豌豆莖切段分別放入兩個標(biāo)號為A、B的培養(yǎng)皿中（培養(yǎng)液的成分見圖2），在相同且適宜的條件下培養(yǎng)．
③每隔12小時，測量莖切段長度一次，48小時后計算莖切段伸長的平均值．實驗結(jié)果見圖3曲線．
根據(jù)以上實驗回答：
Ⅰ以上實驗?zāi)懿荒軠?zhǔn)確說明赤霉素與生長素具有協(xié)同作用，其原因是什么？不能，缺少生長素和赤霉素單獨作用的對照實驗．
Ⅱ請參照上述實驗完善實驗，寫出你補充的實驗設(shè)計，并預(yù)測整個實驗的結(jié)果，同時根據(jù)結(jié)果得出結(jié)論．
應(yīng)補充的實驗：
第一步：再取生長狀況相同的豌豆幼苗，從豌豆幼苗的同一部位切取等長的莖段若干段，平均分成兩組．
第二步：將這兩組莖切段分別放入C、D培養(yǎng)皿中，C組培養(yǎng)液加一定濃度的生長素，D組培養(yǎng)液加一定濃度的赤霉素，與A、B組一同培養(yǎng)．
第三步：用同樣方法測量并計算莖切段伸長的平均值．
實驗結(jié)果的預(yù)測：C、D組的莖切段都比B組短，但都比A組長．
結(jié)論：生長素和赤霉素都能促進莖的伸長，具有協(xié)同作用．

Answer 1

分析 1、植物激素是由植物體內(nèi)產(chǎn)生，并從產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课�，對植物的生長發(fā)育具有顯著影響的微量有機物；赤霉素的主要作用是促進細胞伸長生長，從而引起植株增高，促進種子萌發(fā)和果實發(fā)育．赤霉素能夠促進細胞分裂，使細胞周期的間期明顯變短，在間期分子水平上的主要變化為DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成．
2、從圖1所示可看出，使用了CaCl₂溶液后，生長速率下降，說明一定濃度的CaCl₂溶液對細胞壁的伸展起抑制作用．
3、生長素（即吲哚乙酸）在植物體內(nèi)有一個合成和分解的代謝過程（IAA氧化酶是一種含鐵蛋白）．赤霉素可以促進色氨酸的合成，同時還能抑制IAA氧化酶的活性，因而可以提高生長素的含量，從而實現(xiàn)促進莖稈伸長．
4、由圖3可以看出IAA與GA協(xié)調(diào)作用，促進了植物生長．
5、對照實驗滿足的原則：對照原則、單一變量原則．實驗的一般步驟：①分組編號，②進行不同的處理（單一變量，設(shè)置對照），③觀察記錄實驗結(jié)果

解答 解：（1）植物激素是植物體內(nèi)產(chǎn)生，從產(chǎn)生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物，而該題中的赤霉素是由赤霉菌分泌的，不是植物體合成的，因此不能確定是植物激素．
（2）赤霉素的合成部位主要是未成熟的種子、幼根和幼芽．赤霉素能促進細胞伸長，促進植物生長，促進種子萌發(fā)和果實發(fā)育，用一定濃度的赤霉素多次噴灑水稻植株后，引起營養(yǎng)生長過旺，而徒長，過于密植易倒伏，使水稻的產(chǎn)量反而下降．
（3）分析題圖曲線可知，加入CaCl₂溶液后，生長速率迅速降低，因此可以看出一定濃度的CaCl₂溶液對細胞壁伸展起抑制作用；B點生長速率迅速升高，該點可能是加入赤霉素的點．根據(jù)上述實驗分析赤霉素促進莖伸長的可能原因是赤霉素降低了細胞壁上Ca²⁺的濃度．
（4）Ⅰ、探究性試驗，要滿足對照原則、單一變量原則．以上實驗不能準(zhǔn)確說明赤霉素與生長素具有協(xié)同作用，其原因是：缺少（生長素和赤霉素單獨作用的）對照實驗．
Ⅱ、根據(jù)單一變量原則的要求，①在標(biāo)號為C組和D組的二個培養(yǎng)皿中，分別放入與A、B組生長部位、長度相同，數(shù)量相等的莖切段和培養(yǎng)液；
②C組培養(yǎng)液中加一定濃度的生長素；D組培養(yǎng)液中加一定濃度的赤霉素．在相同條件下培養(yǎng)．
③用同樣方法測量并計算莖切段伸長的平均值．
由圖2可以看出IAA與GA協(xié)調(diào)作用，促進了植物生長．故可預(yù)測C組的莖切段比B組的短，但比A組的長；D組的莖切段比B組的短，但比A組的長．
說明生長素和赤霉素都能促進莖的伸長，兩種激素的協(xié)同作用，使其對植物莖伸長的促進作用增強．
故答案為：
（1）否    
（2）種子萌發(fā)    果實發(fā)育     
（3）抑制   赤霉素消除了CaCl₂的影響，促進細胞壁的伸長
（4）Ⅰ不能，缺少生長素和赤霉素單獨作用的對照實驗  
Ⅱ一定濃度的生長素      一定濃度的赤霉素  短     長     生長素和赤霉素都能促進莖的伸長，具有協(xié)同作用

點評 本題結(jié)合實驗圖示，意在考查考生分析題圖、獲取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．