Question

赤霉素可以通过提高生长素的含量间接促进植物生长。生长素在植物体内的合成和分解代谢过程如图1所示（IAA氧化酶是一种含铁蛋白）。图2为某研究小组的部分探究过程。分析回答下列问题。

材料用具：燕麦幼苗完全培养液（满足所需的全部营养物质）缺铁培养液（满足除铁以外的全部营养物质）、赤霉素溶液（以上溶液浓度均适宜），蒸馏水，琼脂块。刀片等。

实验步骤：

 

①准备4个配有培养支架的烧杯，分别标记为l~4号；向1号和2号烧杯中加入等量适量的完全培养液。

②选取生长状况相同的燕麦幼苗若干株，平均分为四组；

③将其中两组幼苗分别置于l号和2号烧杯中，1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液。培养一段时间后，进行图2所示处理。

④在黑暗处培养去尖端胚芽鞘一段时间后，观察其弯曲情况。

⑤向3号和4号烧杯中加入等量适量的a培养液，然后重复步骤b。

请分析回答：

（1）a、b两处分别为_________________、_________________；该步骤中使用此种培养液的目的是_________________。

（2）该探究实验的两个自变量分别是_________________、_________________。

（3）若步骤④观察到的结果是去尖端胚芽鞘弯向1号尖端处理过的琼脂块放置一侧，可以说明_________________。

（4）请写出步骤⑤实验后的两种可能结果_________________、_________________。

Answer

缺铁 ③④ 阻止生长素氧化分解（使胚芽鞘不能合成IAA氧化酶，避免吲哚乙酸被氧化） 有无喷洒赤霉素（有无外源赤霉素） 培养液里是否含铁 赤霉素能促进生长 向放置3号幼苗尖端处理过的琼脂块一侧弯曲生长（向喷洒蒸馏水的尖端处理过的琼脂块一侧弯曲生长） 直立生长

【解析】

根据题意，实验是探究赤霉素可以通过提高生长素的含量间接促进植物生长，结合实验步骤可知，实验自变量是否用赤霉素溶液处理幼苗，因变量是胚芽鞘中生长素含量，因变量通过观察放置琼脂块的去尖端的胚芽鞘弯曲方向判断。已知1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液，若赤霉素可以通过提高生长素的含量间接促进植物生长，则取自2号幼苗的胚芽鞘中生长素含量高，放置琼脂块的去尖端的胚芽鞘向左弯曲。图1表示IAA的合成和代谢，可知，如果赤霉素可以通过提高生长素的含量间接促进植物生长，则可能有3种途径：①赤霉素促进了IAA的合成；②赤霉素抑制了IAA的分解；③同时促进了IAA的合成和抑制IAA的分解。

（1）由图1可知，缺铁溶液能够阻止生长素氧化分解，故该步骤中使用此种培养液的目的是阻止生长素氧化分解，排除生长素氧化分解对实验的影响。结合实验步骤，③④步骤可用于鉴定赤霉素可以通过提高生长素的含量间接促进植物生长，⑤可排除生长素氧化分解对实验的影响，故a、b两处分别为缺铁、③④；

（2）结合③④⑤步骤可知，探究实验的两个自变量分别是有无喷洒赤霉素、培养液里是否含铁。

（3）若步骤④观察到的结果是去尖端胚芽鞘弯向1号尖端处理过的琼脂块放置一侧，表明胚芽鞘1号侧面长的慢，2号侧面长的快，原因是胚芽鞘2号侧面的生长素含量更高，说明赤霉素促进了生长素的合成。

（4）如果赤霉素促进IAA的合成，则4号生长素含量高于3号，胚芽鞘向放置3号幼苗尖端处理过的琼脂块一侧弯曲生长；若赤霉素抑制IAA的分解，3号和4号是在缺铁培养液中培养，则在3号和4号内生长的幼苗都不能合成吲哚乙酸氧化酶，4号生长素含量等于3号，胚芽鞘直立生长；若赤霉素同时促进了IAA的合成和抑制IAA的分解，则4号生长素含量高于3号，胚芽鞘向放置3号幼苗尖端处理过的琼脂块一侧弯曲生长。