Question

早在1926年，科学家就观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象。据研究，赤霉素（GA3）促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关，细胞壁里的Ca²⁺有降低细胞壁伸展性的作用，有人用赤霉素消除细胞壁中Ca²⁺的作用来解释赤霉素促进细胞延长的原因。据报道，用CaCl₂处理莴苣下胚轴，生长变慢当加入 GA₃（50 u mol）后，生长迅速增快，如下图所示。请回答：

（1）植物体内赤霉素的合成部位主要是         。用一定浓度的赤霉素多次喷洒水稻植株后，引起其生长速率过快，将导致稻谷产量     。

（2）赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞，其细胞周期的       期明显变短。

（3）请完成以下实验步骤，证明Ca²⁺抑制植物生长，而赤霉素通过消除细胞壁中Ca²⁺而促进植物生长。

实验材料：一定浓度的CaCl₂溶液和赤霉素溶液、生长状况相同的植物若干、蒸馏水。

实验步驟：

①取生长状况相同的植物若干，均分为甲、乙两组。

②向甲组植物加入        ,乙组加入等量蒸馏水。

③培养一段时间后，观察两组植物的生长状况。

④向甲组植物中加入适量一定浓度的赤霉素溶液，乙组不作特殊处理。

⑤继续培养一段时间后，观察两组植物的生长状况。

实验结果：甲组植物加入CaCl₂溶液后，          ,加入赤霉素后正常生长，乙组植物正常生长。 

Answer

（8分）（1）未成熟的种子、幼根和幼芽（1分） 下降（1分）

（2）间（2分）

（3）实验步驟：②适量一定浓度的CaCl2溶液（2分）

实验结果：生长缓慢或不生长（2分）

【解析】（1）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，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。

（2）细胞周期的长短主要是由细胞分裂的间期决定的，用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞，其细胞周期的间期明显变短。

（3）②证明Ca2+抑制植物生长，而赤霉素通过消除细胞壁中Ca2+而促进植物生长，实验中向甲组植物加入适量一定浓度的CaCl2溶液，乙组加入等量蒸馏水．

一段时间后，和对照相比，用CaCl2处理的甲组生长缓慢或不生长，再向甲组植物中加入适量一定浓度的赤霉素溶液，甲组植物生长速率快速上升，说明Ca2+抑制植物生长，而赤霉素通过消除细胞壁中Ca2+而促进植物生长。

【考点定位】植物激素的作用

【名师点睛】类比各种植物激素的生理作用与应用：

名称

产生部位

生理作用

对应生长调节剂

应用

生长素

幼根、幼芽及发育的种子

促进生长，促进果实发育

萘乙酸、2,4-D

①促进扦插枝条的生根；②促进果实发育，防止落花落果；③农业除草剂

赤霉素

幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里

①促进细胞伸长，引起植株增高；②促进种子萌发和果实成熟

赤霉素

①促进植物茎秆仲长；②解除种子和其他部位休眠，提甲用来播种