Question

19．科學(xué)家觀察到，當(dāng)水稻感染了赤霉菌后，會(huì)出現(xiàn)植株瘋長(zhǎng)且結(jié)實(shí)率大大降低的現(xiàn)象，因而稱(chēng)之為“惡苗病”．科學(xué)家用赤霉菌培養(yǎng)基的無(wú)細(xì)胞濾液處理無(wú)病水稻，出現(xiàn)了與惡苗病同樣的癥狀．這說(shuō)明赤霉菌中有促進(jìn)水稻生長(zhǎng)的物質(zhì)．后來(lái)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(chēng)之為赤霉素．此時(shí)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(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，從而引起植株增高；此外還能促進(jìn)種子萌發(fā)和果實(shí)發(fā)育．
（3）赤霉素促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)主要與細(xì)胞壁的伸展性有關(guān)．有人進(jìn)行了CaCl₂和赤霉素對(duì)大豆種子胚芽生長(zhǎng)速率影響的實(shí)驗(yàn)（不考慮加入外源物質(zhì)后對(duì)植物自身激素合成的影響），先加入CaCl₂溶液，后在B時(shí)間加入赤霉素，結(jié)果如圖1所示：

據(jù)圖說(shuō)明一定濃度的CaCl₂溶液對(duì)胚芽細(xì)胞壁的伸展起到了抑制作用（填“促進(jìn)”或“抑制”），B點(diǎn)赤霉素促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的可能原因是赤霉素消除了CaCl₂的影響，促進(jìn)細(xì)胞壁的伸長(zhǎng)．
（4）赤霉素能促進(jìn)豌豆莖節(jié)間的伸長(zhǎng)，生長(zhǎng)素也可以促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：赤霉素與生長(zhǎng)素具有協(xié)同作用．
實(shí)驗(yàn)步驟：
2生長(zhǎng)狀況相同的豌豆幼苗，從豌豆幼苗的同一部位切取等長(zhǎng)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(gè)標(biāo)號(hào)為A、B的培養(yǎng)皿中（培養(yǎng)液的成分見(jiàn)圖2），在相同且適宜的條件下培養(yǎng)．
③每隔12小時(shí)，測(cè)量莖切段長(zhǎng)度一次，48小時(shí)后計(jì)算莖切段伸長(zhǎng)的平均值．實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3曲線．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)回答：
Ⅰ以上實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒軠?zhǔn)確說(shuō)明赤霉素與生長(zhǎng)素具有協(xié)同作用，其原因是什么？不能，缺少生長(zhǎng)素和赤霉素單獨(dú)作用的對(duì)照實(shí)驗(yàn)．
Ⅱ請(qǐng)參照上述實(shí)驗(yàn)完善實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出你補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并預(yù)測(cè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，同時(shí)根據(jù)結(jié)果得出結(jié)論．
應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)：
第一步：再取生長(zhǎng)狀況相同的豌豆幼苗，從豌豆幼苗的同一部位切取等長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)量并計(jì)算莖切段伸長(zhǎng)的平均值．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)：C、D組的莖切段都比B組短，但都比A組長(zhǎng)．
結(jié)論：生長(zhǎng)素和赤霉素都能促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，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(yùn)輸?shù)阶饔貌课�，�?duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有顯著影響的微量有機(jī)物；赤霉素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，從而引起植株增高，促進(jìn)種子萌發(fā)和果實(shí)發(fā)育．赤霉素能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂，使細(xì)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(zhǎng)速率下降，說(shuō)明一定濃度的CaCl₂溶液對(duì)細(xì)胞壁的伸展起抑制作用．
3、生長(zhǎng)素（即吲哚乙酸）在植物體內(nèi)有一個(gè)合成和分解的代謝過(guò)程（IAA氧化酶是一種含鐵蛋白）．赤霉素可以促進(jìn)色氨酸的合成，同時(shí)還能抑制IAA氧化酶的活性，因而可以提高生長(zhǎng)素的含量，從而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)．
4、由圖3可以看出IAA與GA協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)了植物生長(zhǎng)．
5、對(duì)照實(shí)驗(yàn)滿足的原則：對(duì)照原則、單一變量原則．實(shí)驗(yàn)的一般步驟：①分組編號(hào)，②進(jìn)行不同的處理（單一變量，設(shè)置對(duì)照），③觀察記錄實(shí)驗(yàn)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(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)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(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，促進(jìn)種子萌發(fā)和果實(shí)發(fā)育，用一定濃度的赤霉素多次噴灑水稻植株后，引起營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，而徒長(zhǎng)，過(guò)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(zhǎng)速率迅速降低，因此可以看出一定濃度的CaCl₂溶液對(duì)細(xì)胞壁伸展起抑制作用；B點(diǎn)生長(zhǎng)速率迅速升高，該點(diǎn)可能是加入赤霉素的點(diǎn)．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分析赤霉素促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的可能原因是赤霉素降低了細(xì)胞壁上Ca²⁺的濃度．
（4）Ⅰ、探究性試驗(yàn)，要滿足對(duì)照原則、單一變量原則．以上實(shí)驗(yàn)不能準(zhǔn)確說(shuō)明赤霉素與生長(zhǎng)素具有協(xié)同作用，其原因是：缺少（生長(zhǎng)素和赤霉素單獨(dú)作用的）對(duì)照實(shí)驗(yàn)．
Ⅱ、根據(jù)單一變量原則的要求，①在標(biāo)號(hào)為C組和D組的二個(gè)培養(yǎng)皿中，分別放入與A、B組生長(zhǎng)部位、長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)量并計(jì)算莖切段伸長(zhǎng)的平均值．
由圖2可以看出IAA與GA協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)了植物生長(zhǎng)．故可預(yù)測(cè)C組的莖切段比B組的短，但比A組的長(zhǎng)；D組的莖切段比B組的短，但比A組的長(zhǎng)．
說(shuō)明生長(zhǎng)素和赤霉素都能促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，兩種激素的協(xié)同作用，使其對(duì)植物莖伸長(zhǎng)的促進(jìn)作用增強(qiáng)．
故答案為：
（1）否    
（2）種子萌發(fā)    果實(shí)發(fā)育     
（3）抑制   赤霉素消除了CaCl₂的影響，促進(jìn)細(xì)胞壁的伸長(zhǎng)
（4）Ⅰ不能，缺少生長(zhǎng)素和赤霉素單獨(dú)作用的對(duì)照實(shí)驗(yàn)  
Ⅱ一定濃度的生長(zhǎng)素      一定濃度的赤霉素  短     長(zhǎng)     生長(zhǎng)素和赤霉素都能促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，具有協(xié)同作用

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．