Question

19．科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长且结实率大大降低的现象，因而称之为“恶苗病”．科学家用赤霉菌培养基的无细胞滤液处理无病水稻，出现了与恶苗病同样的症状．这说明赤霉菌中有促进水稻生长的物质．后来科学家们从赤霉菌培养基的滤液中分离出这种活性物质，命名为赤霉素．
（1）1935年科学家从培养赤霉菌的培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，称之为赤霉素．此时能确定赤霉素是植物激素吗？否（填“是”或“否”）．
（2）植物体内赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高；此外还能促进种子萌发和果实发育．
（3）赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关．有人进行了CaCl₂和赤霉素对大豆种子胚芽生长速率影响的实验（不考虑加入外源物质后对植物自身激素合成的影响），先加入CaCl₂溶液，后在B时间加入赤霉素，结果如图1所示：

据图说明一定浓度的CaCl₂溶液对胚芽细胞壁的伸展起到了抑制作用（填“促进”或“抑制”），B点赤霉素促进茎伸长的可能原因是赤霉素消除了CaCl₂的影响，促进细胞壁的伸长．
（4）赤霉素能促进豌豆茎节间的伸长，生长素也可以促进茎的伸长．某同学设计了如下的实验来验证：赤霉素与生长素具有协同作用．
实验步骤：
2生长状况相同的豌豆幼苗，从豌豆幼苗的同一部位切取等长的茎段若干段，平均分成两组．
②将两组豌豆茎切段分别放入两个标号为A、B的培养皿中（培养液的成分见图2），在相同且适宜的条件下培养．
③每隔12小时，测量茎切段长度一次，48小时后计算茎切段伸长的平均值．实验结果见图3曲线．
根据以上实验回答：
Ⅰ以上实验能不能准确说明赤霉素与生长素具有协同作用，其原因是什么？不能，缺少生长素和赤霉素单独作用的对照实验．
Ⅱ请参照上述实验完善实验，写出你补充的实验设计，并预测整个实验的结果，同时根据结果得出结论．
应补充的实验：
第一步：再取生长状况相同的豌豆幼苗，从豌豆幼苗的同一部位切取等长的茎段若干段，平均分成两组．
第二步：将这两组茎切段分别放入C、D培养皿中，C组培养液加一定浓度的生长素，D组培养液加一定浓度的赤霉素，与A、B组一同培养．
第三步：用同样方法测量并计算茎切段伸长的平均值．
实验结果的预测：C、D组的茎切段都比B组短，但都比A组长．
结论：生长素和赤霉素都能促进茎的伸长，具有协同作用．

Answer 1

分析 1、植物激素是由植物体内产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物；赤霉素的主要作用是促进细胞伸长生长，从而引起植株增高，促进种子萌发和果实发育．赤霉素能够促进细胞分裂，使细胞周期的间期明显变短，在间期分子水平上的主要变化为DNA的复制和有关蛋白质的合成．
2、从图1所示可看出，使用了CaCl₂溶液后，生长速率下降，说明一定浓度的CaCl₂溶液对细胞壁的伸展起抑制作用．
3、生长素（即吲哚乙酸）在植物体内有一个合成和分解的代谢过程（IAA氧化酶是一种含铁蛋白）．赤霉素可以促进色氨酸的合成，同时还能抑制IAA氧化酶的活性，因而可以提高生长素的含量，从而实现促进茎秆伸长．
4、由图3可以看出IAA与GA协调作用，促进了植物生长．
5、对照实验满足的原则：对照原则、单一变量原则．实验的一般步骤：①分组编号，②进行不同的处理（单一变量，设置对照），③观察记录实验结果

解答 解：（1）植物激素是植物体内产生，从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，而该题中的赤霉素是由赤霉菌分泌的，不是植物体合成的，因此不能确定是植物激素．
（2）赤霉素的合成部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽．赤霉素能促进细胞伸长，促进植物生长，促进种子萌发和果实发育，用一定浓度的赤霉素多次喷洒水稻植株后，引起营养生长过旺，而徒长，过于密植易倒伏，使水稻的产量反而下降．
（3）分析题图曲线可知，加入CaCl₂溶液后，生长速率迅速降低，因此可以看出一定浓度的CaCl₂溶液对细胞壁伸展起抑制作用；B点生长速率迅速升高，该点可能是加入赤霉素的点．根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的可能原因是赤霉素降低了细胞壁上Ca²⁺的浓度．
（4）Ⅰ、探究性试验，要满足对照原则、单一变量原则．以上实验不能准确说明赤霉素与生长素具有协同作用，其原因是：缺少（生长素和赤霉素单独作用的）对照实验．
Ⅱ、根据单一变量原则的要求，①在标号为C组和D组的二个培养皿中，分别放入与A、B组生长部位、长度相同，数量相等的茎切段和培养液；
②C组培养液中加一定浓度的生长素；D组培养液中加一定浓度的赤霉素．在相同条件下培养．
③用同样方法测量并计算茎切段伸长的平均值．
由图2可以看出IAA与GA协调作用，促进了植物生长．故可预测C组的茎切段比B组的短，但比A组的长；D组的茎切段比B组的短，但比A组的长．
说明生长素和赤霉素都能促进茎的伸长，两种激素的协同作用，使其对植物茎伸长的促进作用增强．
故答案为：
（1）否    
（2）种子萌发    果实发育     
（3）抑制   赤霉素消除了CaCl₂的影响，促进细胞壁的伸长
（4）Ⅰ不能，缺少生长素和赤霉素单独作用的对照实验  
Ⅱ一定浓度的生长素      一定浓度的赤霉素  短     长     生长素和赤霉素都能促进茎的伸长，具有协同作用

点评 本题结合实验图示，意在考查考生分析题图、获取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．