Question

19．早在1926年，科學(xué)家就觀察到，當(dāng)水稻感染了赤霉菌后，會出現(xiàn)植株瘋長的現(xiàn)象．據(jù)研究，赤霉素（GA₃）促進莖的伸長主要與細(xì)胞壁的伸展性有關(guān)．細(xì)胞壁里的Ca²⁺有降低細(xì)胞壁伸展性的作用，有人用赤霉素消除細(xì)胞壁中Ca²⁺的作用來解釋赤霉素促進細(xì)胞延長的原因．據(jù)報道，用CaCl₂處理萵苣下胚軸，生長變慢；當(dāng)加入GA₃（50 μmol）后，生長迅速增快，如圖所示．請回答：
（1）植物體內(nèi)赤霉素的合成部位主要是未成熟的種子、幼根和幼芽．用一定濃度的赤霉素多次噴灑水稻植株后，引起其生長速度過快，將導(dǎo)致稻谷產(chǎn)量下降．
（2）赤霉素有促進細(xì)胞分裂的作用．用適宜濃度的赤霉素處理植物芽尖細(xì)胞，其細(xì)胞周期的間期明顯變短，此時期分子水平上所發(fā)生的變化主要是DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成．
（3）請完成以下實驗步驟，證明Ca²⁺抑制植物生長，而赤霉素通過消除細(xì)胞壁中Ca²⁺而促進植物生長．
實驗材料：一定濃度的CaCl₂溶液和赤霉素溶液、生長狀況相同的植物若干、蒸餾水．
實驗步驟：①取生長狀況相同的植物若干，均分為甲、乙兩組．
②向甲組植物加入量一定濃度的CaCl₂溶液，乙組加入等量蒸餾水．
③培養(yǎng)一段時間后，觀察兩組植物的生長狀況．
④向甲組植物中加入適量一定濃度的赤霉素溶液，乙組不作特殊處理．
⑤繼續(xù)培養(yǎng)一段時間后，觀察兩組植物的生長狀況．
實驗結(jié)果：甲組植物加入CaCl₂溶液后，生長緩慢或不生長，加入赤霉素后正常生長，乙組植物正常生長．

Answer 1

分析 赤霉素能夠促進細(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．從圖示可看出，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(xì)胞壁的伸展起抑制作用．

解答 解：（1）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(xì)胞伸長，促進植物生長，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．
（2）細(xì)胞周期的長短主要是由細(xì)胞分裂的間期決定的，用適宜濃度的赤霉素處理植物芽尖細(xì)胞，其細(xì)胞周期的間期明顯變短，間期細(xì)胞內(nèi)分子水平上所發(fā)生的變化主要是DNA分子的復(fù)制、有關(guān)蛋白質(zhì)的合成．
（3）對照實驗的設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則、對照原則及等量原則；要證明Ca²⁺抑制植物生長，而赤霉素通過消除細(xì)胞壁中Ca²⁺而促進植物生長，則實驗中若向甲組植物加入適量一定濃度的CaCl₂溶液作為實驗組，則乙組應(yīng)加入等量蒸餾水作為對照組；一段時間后和對照相比，用CaCl₂處理的甲組生長速率下降，再向甲組植物中加入適量一定濃度的赤霉素溶液，甲組植物生長速率快速上升，說明Ca²⁺抑制植物生長，而赤霉素通過消除細(xì)胞壁中Ca²⁺而促進植物生長．
②要證明Ca²⁺抑制植物生長，赤霉素通過消除細(xì)胞壁中Ca²⁺而促進植物生長，實驗中應(yīng)向甲組植物加入適量一定濃度的CaCl₂溶液，乙組加入等量蒸餾水．
④向甲組植物中加入適量一定濃度的赤霉素溶液，乙組不作特殊處理．
⑤一段時間后，和對照相比，用CaCl₂處理的甲組生長速率下降，再向甲組植物中加入適量一定濃度的赤霉素溶液，甲組植物生長速率快速上升，說明Ca²⁺抑制植物生長，而赤霉素通過消除細(xì)胞壁中Ca²⁺而促進植物生長．
故答案為：
（1）未成熟的種子、幼根和幼芽   下降   
（2）間   DNA分子的復(fù)制  有關(guān)蛋白質(zhì)的合成
（3）②適量一定濃度的CaCl₂溶液    ④適量一定濃度的赤霉素溶液    實驗結(jié)果：生長緩慢或不生長

點評 本題考查植物激素的作用及驗證性實驗的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容；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，做出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力．