文件編號(hào)：1003—7586(2010)04—0044—02

植物生長(zhǎng)素作用的兩重性是高中生物教學(xué)的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，也是歷來(lái)高考的重點(diǎn)。關(guān)于生長(zhǎng)素作用兩重性的討論無(wú)論在教學(xué)過(guò)程中，還是在諸多生物學(xué)雜志上出現(xiàn)得頗多。2009年廣東省高考和福建省高考中兩道類似的選擇題又一次在生物教師之間以及在網(wǎng)上引起大量的爭(zhēng)論。下面借助這兩道高考題再談?wù)勆L(zhǎng)素作用兩重性的問(wèn)題。

1 高考原題重現(xiàn)

題目1：(2009年廣東省高考試題)在5個(gè)相同的瓊脂塊上分別放置1～5個(gè)水稻胚芽鞘尖端，幾小時(shí)后將這些瓊脂塊分別緊貼于5個(gè)切去尖端的胚芽鞘切面一側(cè)，經(jīng)暗培養(yǎng)后，測(cè)定胚芽鞘彎曲角度(如圖1所示)。正確的結(jié)果是( )

參考答案：A。

題目2：(2009年福建省理綜試題)某研究小組探究避光條件下生長(zhǎng)素濃度對(duì)燕麥胚芽鞘生長(zhǎng)的影響。胚芽鞘去頂靜置一段時(shí)間后，將含有不同濃度生長(zhǎng)素的瓊脂塊分別放置在不同的去頂胚芽鞘一側(cè)，一段時(shí)間后測(cè)量并記錄彎曲度(α)。圖2為實(shí)驗(yàn)示意圖。圖3曲線中能正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(

)

A.a

B.b

C.c

D.d

參考答案：B。

這兩道題爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于，題目1中5個(gè)相同的瓊脂塊上分別放置1-5個(gè)水稻胚芽鞘尖端，一段時(shí)間后分別作用于5個(gè)切去尖端的胚芽鞘切面一側(cè)，結(jié)果都是促進(jìn)胚芽鞘的生長(zhǎng)，而且隨著瓊脂塊上放置的胚芽鞘尖端越多，促進(jìn)生長(zhǎng)的程度越大，胚芽鞘的彎曲程度也越大，那什么時(shí)候存在抑制生長(zhǎng)的現(xiàn)象，胚芽鞘彎曲程度由小到大再到小呢?題目2中，隨著瓊脂塊中生長(zhǎng)素濃度的增大，生長(zhǎng)素對(duì)燕麥胚芽鞘的生長(zhǎng)是先促進(jìn)后抑制，所以胚芽鞘的彎曲度(兩條題目的彎曲度表示方法不同)先減小后增大。這兩道題本質(zhì)差別到底在哪里?

2 生長(zhǎng)素作用兩重性的分析

在人教版必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中有這樣的描述：生長(zhǎng)素的作用表現(xiàn)出兩重性，既能促進(jìn)生長(zhǎng)，也能抑制生長(zhǎng)。一般情況下，生長(zhǎng)素在濃度較低時(shí)促進(jìn)生長(zhǎng)；在濃度過(guò)高時(shí)則會(huì)抑制生長(zhǎng)。教材中還用“生長(zhǎng)素濃度與所起作用的關(guān)系”的圖示(圖4)來(lái)直觀地說(shuō)明這一問(wèn)題。很多教師和學(xué)生對(duì)上述教材中語(yǔ)言描述以及圖示的疑問(wèn)集中在：①圖示中的生長(zhǎng)素到底是內(nèi)源生長(zhǎng)素，還是外源生長(zhǎng)素?②高濃度的生長(zhǎng)素能抑制生長(zhǎng)，抑制生長(zhǎng)到底怎么理解?

在《新編植物生理學(xué)——綠色植物的生活》一書(shū)中就指出：“IAA的活性也可以在由植物中取出的一小片組織中看到，如果將植物例如豌豆莖的生長(zhǎng)部分切下，并放置于含有蔗糖和無(wú)機(jī)鹽的培養(yǎng)皿中，生長(zhǎng)將非常緩慢；然而，如果加入少量的IAA，就會(huì)大大促進(jìn)生長(zhǎng)，這種效應(yīng)在一定范圍內(nèi)與加入的生長(zhǎng)素濃度呈正比例。通常能得到一種最適的濃度，超過(guò)這一濃度生長(zhǎng)又會(huì)變慢，并最終完全被抑制?！惫P者還查閱了多本植物生理學(xué)的書(shū)，都有類似的描述，所以教材圖示中表示的是外源生長(zhǎng)素對(duì)植物器官生長(zhǎng)的影響。

抑制生長(zhǎng)時(shí)，植物到底能不能生長(zhǎng)的問(wèn)題，筆者認(rèn)為這是相對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)而言的。例如把生長(zhǎng)狀況相同、等長(zhǎng)的某種植物胚芽鞘分成若干組，置于相同的培養(yǎng)液中，對(duì)照組中加入適量的蒸餾水，各實(shí)驗(yàn)組中加入等量的不同濃度的生長(zhǎng)素，然后避光的相同條件下培養(yǎng)。一段時(shí)間后，測(cè)定每組胚芽鞘長(zhǎng)度的平均值。如果某生長(zhǎng)素濃度下胚芽鞘的平均長(zhǎng)度比對(duì)照組的長(zhǎng)，說(shuō)明該生長(zhǎng)素濃度是促進(jìn)生長(zhǎng)；如果某生長(zhǎng)素濃度下胚芽鞘的平均長(zhǎng)度比對(duì)照組的短，說(shuō)明該生長(zhǎng)素濃度是抑制生長(zhǎng)。所以，高濃度的生長(zhǎng)素抑制生長(zhǎng)，并不是植物不長(zhǎng)，而是該濃度下生長(zhǎng)得比沒(méi)有添加外源生長(zhǎng)素的還要慢。

事實(shí)上，植物體內(nèi)本身也產(chǎn)生生長(zhǎng)素，因此，在不添加外源生長(zhǎng)素的情況下，植物也能正常生長(zhǎng)。但植物體內(nèi)真正由于生長(zhǎng)素濃度過(guò)高而導(dǎo)致植物死亡的情況極少發(fā)生，但抑制某些部位的生長(zhǎng)是經(jīng)常發(fā)生的，如頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象?，F(xiàn)代研究表明，植物的生命活動(dòng)是多種植物激素相互協(xié)調(diào)、共同作用的結(jié)果，如果把植物抑制生長(zhǎng)的現(xiàn)象就理解成植物生長(zhǎng)素兩重性的表現(xiàn)，也是不科學(xué)的。

3 上述兩道高考題的分析

生長(zhǎng)素是在1928年由荷蘭科學(xué)家F.W.Went首次分離出來(lái)的。Went把切下的燕麥胚芽鞘頂端在明膠塊上放置一段時(shí)間，讓胚芽鞘頂端的物質(zhì)滲入明膠塊內(nèi)，然后將這些明膠塊放在去頂?shù)呐哐壳室粋?cè)，發(fā)現(xiàn)胚芽鞘會(huì)發(fā)生向放置明膠塊一側(cè)相反的方向彎曲生長(zhǎng)，并且這種彎曲生長(zhǎng)的幅度與明膠塊中活性物質(zhì)含量成正相關(guān)的關(guān)系。Wem的試驗(yàn)不僅確切地證明了胚芽鞘頂端產(chǎn)生的是一種具有生物活性的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，而且建立了生長(zhǎng)素的第一種定量的生物測(cè)定方法——燕麥胚芽鞘彎曲試驗(yàn)法(如圖5)。

從圖5中的左下圖曲線可知，一般在明膠塊上放置0-9個(gè)胚芽鞘頂端范圍內(nèi)，隨著放置胚芽鞘頂端數(shù)目的增多，胚芽鞘的彎曲程度越來(lái)越大，也就是說(shuō)這時(shí)明膠塊中的生長(zhǎng)素濃度都是促進(jìn)生長(zhǎng)的，而且濃度越大，促進(jìn)程度越大。當(dāng)超過(guò)9個(gè)胚芽鞘頂端后，胚芽鞘彎曲程度變小，這時(shí)明膠塊中所含的生長(zhǎng)素開(kāi)始抑制生長(zhǎng)。從右下圖曲線可知，明膠塊中IAA濃度在0～0.25mg／L范圍內(nèi)，隨著IAA濃度的增加，IAA促進(jìn)胚芽鞘生長(zhǎng)的程度逐漸增強(qiáng)，胚芽鞘彎曲程度也逐漸增加。當(dāng)IAA超過(guò)0.25 mg／L后，IAA抑制胚芽鞘的生長(zhǎng)，而且濃度越大，抑制程度越高，胚芽鞘彎曲度越小。

因此，題目1中瓊脂塊上放置1～5個(gè)胚芽鞘尖端，都是促進(jìn)胚芽鞘的生長(zhǎng)，而且放置數(shù)目越多，胚芽鞘彎曲程度越大，并沒(méi)有抑制生長(zhǎng)。如果考生和教師不知道燕麥胚芽鞘彎曲試驗(yàn)法的話，顯然是很難理解的。但這道高考題設(shè)置了一個(gè)陷井，選項(xiàng)中沒(méi)有出現(xiàn)胚芽鞘彎度先增大后減小的曲線，考生正常分析也只能選A，要不然錯(cuò)選的情況就太多了。當(dāng)然，如果出現(xiàn)了該選項(xiàng)，似乎超范圍嫌疑更重了。

題目2比較容易理解，考生也容易選對(duì)。隨著瓊脂塊中生長(zhǎng)素濃度的增大，先促進(jìn)生長(zhǎng)，后抑制生長(zhǎng)，所以彎曲度(α)先減小后增大。這兩條題目最本質(zhì)的區(qū)別在于瓊脂塊中生長(zhǎng)素的容納方法不同。

題目1中是用胚芽鞘尖端處理瓊脂塊，由于每個(gè)尖端中生長(zhǎng)素的量是極其微量的，尖端越多，不一定瓊脂塊中生長(zhǎng)素濃度的總和就是抑制生長(zhǎng)，但到底多少個(gè)尖端才引起抑制生長(zhǎng)，考生是不知道的。

題目2只是說(shuō)將含有不同濃度生長(zhǎng)素的瓊脂塊分別放置在不同的去頂胚芽鞘一側(cè)，考生必然會(huì)想到高濃度抑制生長(zhǎng)的問(wèn)題。但也有教師對(duì)題目2有疑問(wèn)：題目中的瓊脂塊到底有多大，能容納多少量的生長(zhǎng)素?