从两道高考题再谈生长素作用两重性的问题

两道有关生长素令人困惑的习题的分析

植物生长素作用的两重性是高中生物教学的一个重要知识点，也是历来高考的重点。关于生长素作用两重性的讨论无论在教学过程中，还是在诸多生物学杂志上出现得颇多。2009年广东省高考和福建省高考中两道类似的选择题又一次在生物教师之间以及在网上引起大量的争论。下面借助这两道高考题再谈谈生长素作用两重性的问题。

1 高考原题重现

题目1：(2009年广东省高考试题)在5个

相同的琼脂块上分别放置1～5个水稻胚芽鞘

尖端，几小时后将这些琼脂块分别紧贴于5个

切去尖端的胚芽鞘切面一侧，经暗培养后，测定胚芽鞘弯曲角度(如图1所示)。正确的结果是( )

参考答案：A。

题目2：(2009年福建省理

综试题)某研究小组探究避光

条件下生长素浓度对燕麦胚

芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶

静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲度(α)。图2为实验示意图。图3曲线中能正确表示实验结果的是( )

A.a B.b C.c D.d

参考答案：B。

这两道题争论的焦点在于，题目1中5个相同的琼脂块上分别放置1-5个水稻胚芽鞘尖端，一段时间后分别作用于5个切去尖端的胚芽鞘切面一侧，结果都是促进胚芽鞘的生长，而且随着琼脂块上放置的胚芽鞘尖端越多，促进生长的程度越大，胚芽鞘的弯曲程度也越大，那什么时候存在抑制生长的现象，胚芽鞘弯曲程度由小到大再到小呢?题目2中，随着琼脂块中生长素浓度的增大，生长素对燕麦胚芽鞘的生长是先促进后抑制，所以胚芽鞘的弯曲度(两条题目的弯曲度表示方法不同)先减小后增大。这两道题本质差别到底在哪里? 2 生长素作用两重性的分析

在人教版必修3《稳态与环境》中有这样的描述：生长素的作用表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长；在浓度过高时则会抑制生长。

教材中还用“生

长素浓度与所起作用的关系”的图示(图4)来直观地说明这一问题。很多教师和学生对上述教材中语言描述以及图示的疑问集中在：①图示中的生长素到底是内源生长素，还是外源生长素?②高浓度的生长素能抑制生长，抑制生长到底怎么理解?

在《新编植物生理学——绿色植物的生活》一书中就指出：“IAA的活性也可以在由植物中取出的一小片组织中看到，如果将植物例如豌豆茎的生长部分切下，并放置于含有蔗糖和无机盐的培养皿中，生长将非常缓慢；然而，如果加入少量的IAA，就会大大促进生长，这种效应在一定范围内与加入的生长素浓度呈正比例。通常能得到一种最适的浓度，超过这一浓度生长又会变慢，并最终完全被抑制。”笔者还查阅了多本植物生理学的书，都有类似的描述，所以教材图示中表示的是外源生长素对植物器官生长的影响。

抑制生长时，植物到底能不能生长的问题，笔者认为这是相对对照实验而言的。例如把生长状况相同、等长的某种植物胚芽鞘分成若干组，置于相同的培养液中，对照组中加入适量的蒸馏水，各实验组中加入等量的不同浓度的生长素，然后避光的相同条件下培养。一段时间后，测定每组胚芽鞘长度的平均值。如果某生长素浓度下胚芽鞘的平均长度比对照组的长，说明该生长素浓度是促进生长；如果某生长素浓度下胚芽鞘的平均长度比对照组的短，说明该生长素浓度是抑制生长。所以，高浓度的生长素抑制生长，并不是植物不长，而是该浓度下生长得比没有添加外源生长素的还要慢。

事实上，植物体内本身也产生生长素，因此，在不添加外源生长

素的情况下，植物也能正常生长。但植物体内真正由于生长素浓度过高而导致植物死亡的情况极少发生，但抑制某些部位的生长是经常发生的，如顶端优势现象。现代研究表明，植物的生命活动是多种植物激素相互协调、共同作用的结果，如果把植物抑制生长的现象就理解成植物生长素两重性的表现，也是不科学的。

3 上述两道高考题的分析

生长素是在1928年由荷兰科学家F.W.Went首次分离出来的。Went把切下的燕麦胚芽鞘顶端在明胶块上放置一段时间，让胚芽鞘顶端的物质渗入明胶块内，然后将这些明胶块放在去顶的胚芽鞘一侧，发现胚芽鞘会发生向放置明胶块一侧

相反的方向弯曲生长，并且这种弯曲生

长的幅度与明胶块中活性物质含量成

正相关的关系。Wem的试验不仅确切

地证明了胚芽鞘顶端产生的是一种具

有生物活性的生长调节物质，而且建立

了生长素的第一种定量的生物测定方

法——燕麦胚芽鞘弯曲试验法(如图5)

从图5中的左下图曲线可知，一般

在明胶块上放置0-9个胚芽鞘顶端范围

内，随着放置胚芽鞘顶端数目的增多，

胚芽鞘的弯曲程度越来越大，也就是说这时明胶块中的生长素浓度都是促进生长的，而且浓度越大，促进程度越大。当超过9

个胚芽鞘顶

端后，胚芽鞘弯曲程度变小，这时明胶块中所含的生长素开始抑制生长。从右下图曲线可知，明胶块中IAA浓度在0～0.25mg／L范围内，随着IAA浓度的增加，IAA促进胚芽鞘生长的程度逐渐增强，胚芽鞘弯曲程度也逐渐增加。当IAA超过0.25 mg／L后，IAA抑制胚芽鞘的生长，而且浓度越大，抑制程度越高，胚芽鞘弯曲度越小。 因此，题目1中琼脂块上放置1～5个胚芽鞘尖端，都是促进胚芽鞘的生长，而且放置数目越多，胚芽鞘弯曲程度越大，并没有抑制生长。如果考生和教师不知道燕麦胚芽鞘弯曲试验法的话，显然是很难理解的。但这道高考题设置了一个陷井，选项中没有出现胚芽鞘弯度先增大后减小的曲线，考生正常分析也只能选A，要不然错选的情况就太多了。当然，如果出现了该选项，似乎超范围嫌疑更重了。 题目2比较容易理解，考生也容易选对。随着琼脂块中生长素浓度的增大，先促进生长，后抑制生长，所以弯曲度(α)先减小后增大。这两条题目最本质的区别在于琼脂块中生长素的容纳方法不同。 题目1中是用胚芽鞘尖端处理琼脂块，由于每个尖端中生长素的量是极其微量的，尖端越多，不一定琼脂块中生长素浓度的总和就是抑制生长，但到底多少个尖端才引起抑制生长，考生是不知道的。 题目2只是说将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，考生必然会想到高浓度抑制生长的问题。但也有教师对题目2有疑问：题目中的琼脂块到底有多大，能容纳多少量的生长素?