Question

科学家研究发现，紫外光可抑制植物生长。原因是紫外光增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶(含铁蛋白)的活性，而吲哚乙酸在乙酸氧化酶的作用下已被分解为3亚甲基氧化吲哚(不能促进细胞伸长)。为验证紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关，请补充下列实验设计并完成相关的实验分析。

一、材料用具：

燕麦幼苗，完全培养液、缺铁培养液(以上溶液浓度均适宜)，蒸馏水，琼脂块，刀片等。

二、实验步骤：

（1）准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为A、B、C、D。

（2）向A和B烧杯中加入等量适量的完全培养液，C和D烧杯中加入________。

（3）先取生长状况相同的燕麦幼苗若干株，平均分成四组，分别放在A～D 4组烧杯中培养一段时间。

（4）给予A、C适宜的可见光光照，给予B、D________________光照，继续培养一段时间。

（5）切下幼苗的胚芽鞘尖端，分别用琼脂块收集生长素，并对应标记为a、b、c、d。

（6）将a～d含生长素的琼脂块两两分组，并分别置于去尖端的胚芽鞘两侧(分组号标记为①～⑥，如下图)，培养一段时间后，观察胚芽鞘的弯曲情况。

三、实验

（1）请预测上图2中第①、④组胚芽鞘的生长情况：①________，④_______。

（2）上图2中第_____组胚芽鞘的生长情况可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。

Answer

等量适量的缺铁培养液 同等强度的可见光和一定强度的紫外光 向b侧弯曲生长 直立生长 ①②

【解析】

根据题意，紫外光增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶(含铁蛋白)的活性，吲哚乙酸在乙酸氧化酶的作用下被分解为3亚甲基氧化吲哚，导致不能促进细胞伸长，实验目的是验证紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关，则由实验设计步骤可知，A、B、C、D四组中，C和D烧杯中应加入等量适量的缺铁培养液，故不能合成吲哚乙酸氧化酶，生长素含量最高，A和B烧杯中加入等量适量的完全培养液；由于A组正常光照，生长素含量正常，B组应另加紫外光照射，吲哚乙酸氧化酶活性最高，生长素含量最低，故生长素含量为C=D＞A＞B。图2①中a生长素含量多，生长快，所以①中向b侧弯曲生长，②中向a弯曲生长，⑥中c、d生长素含量相等则直立生长，由①、②两组的胚芽鞘生长情况可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。

二、实验步骤：

（2）C和D烧杯中加入等量适量的缺铁培养液。

（4）实验设计应保证单一变量原则，和 A、C相比较，B、D的不同在于多了紫外光照射，故给予A、C适宜的可见光光照，则应给予B、D同等强度的可见光和一定强度的紫外光光照，继续培养一段时间。

三、实验

（1）由于A正常，而B组另加紫外光照射，吲哚乙酸氧化酶活性最高，生长素含量低，因此a生长素含量多，生长快，所以①中向b侧弯曲生长；由于C和D烧杯中加入等量适量的缺铁培养液，不能合成吲哚乙酸氧化酶，生长素含量高，且c、d含生长素相同，故④直立生长。

（2）琼脂块a是A组胚芽鞘尖端收集生长素的琼脂块，A组适宜的可见光光照，生长素产生正常，含量较多；琼脂块b是B组胚芽鞘尖端收集生长素的琼脂块，B组是用同等强度的可见光和一定强度的紫外光光照处理的琼脂块，紫外光增强植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，没有促进细胞伸长的作用，所以a侧的生长素浓度较b侧的高，胚芽鞘向b侧弯曲生长；琼脂c是C组胚芽鞘尖端收集生长素的琼脂块，C组是用同等强度的可见光处理，生长素产生正常，含量较多；故由①、②两组的胚芽鞘生长情况可证明紫外光抑制植物的生长与吲哚乙酸的氧化有关。