2、在DNA测序工作中，需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点，这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ、BamHI和二者的混合物分别降解一个4 kb(1 kb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。据此分析，这两种限制性核酸内切酶在该DNA分子上的限制位点数目是　 　　　 　　 　(　　 )

A．Hind Ⅲ 1个，BamHI 2个　 　　　　　B．Hind Ⅲ 2个，BamHI 3个

C．Hind Ⅲ 2个，BamHI 1个　 　　　　　D．Hind Ⅲ和BamHI各有2个

1、基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是　　 　 (　　 )

A．目的基因　 　　限制酶 　　　运载体 　　　受体细胞

B．重组DNA 　　RNA聚合酶　 　限制酶　　　 连接酶

C．工具酶　 　　目的基因　 　　运载体　 　　受体细胞

D．模板DNA 　　mRNA　　　　　 质粒　 　　　受体细胞

2．极性运输实现了细胞的伸长

一个细胞通过极性运输获得生长素，则表现出伸长，这种伸长实质上在于生长素促进了细胞的纵向伸长。而这又是通过改变细胞壁的可塑性来实现的。IAA进行运输时，IAA进入细胞就解离为负离子IAA^- 并与质膜上的质子泵结合，引起H⁺ 分泌到细胞壁上，使之环境酸化。造成对酸不稳定的键断裂，使细胞纤维素结构间交织点破裂，联系松弛，细胞可以延长。由于尖端下细胞还未完全成熟，更易受酸性环境影响表现出伸长。故在此处若生长素不均匀，在适宜范围内，量多一方更易加快细胞壁酸化，使细胞伸长更快。然而极性运输虽然时时刻刻都在进行，但其本身只是造成生长素从上向下流动，而不会引起同一部位分布不均匀。

由上可知，生长素的横向运输和极性运输共同对向光性发挥作用，其中横向运输主要是引起生长素分布不均匀，这种不均匀引起的植物向光性又与生长素促进细胞伸长速度不一样分不开，导致生长不均匀而发生弯曲。其实茎向光性生长是一个复杂问题，并不是有横向运输就一定有向光性生长，还可能受到多种因素的影响，如生长抑制物的分布等，目前还在进一步探索，故我们应具体问题具体分析。

我们知道，植物产生生长素的部位往往是顶端分生组织，如茎尖、芽尖。但发生弯曲的部位却在尖端下一点，其它各处如何获得生长素 --通过极性运输获得。

1．作用机理

极性运输在促进植物的生长中极为重要，单侧光引起生长素分布后若没有极性运输，向光性是难以实现的。所谓极性运输是指从植物形态学的上端向下端运输，而不能倒转。如：将植物幼苗切下倒置，生长素就会从位于下面幼苗的顶端向上运输。现在我们已经知道，生长素的极性运输属于一种主动运输，需要能量和载体蛋白，而携带生长素的载体蛋白位于细胞底部细胞膜上，顶部则没有，这就促使IAA分子(生长素分子)在薄壁组织中(或韧皮部中)顺序穿过一个个细胞向植株下部运行，不断从细胞底部由载体带出再进入下一个细胞；若倒过来则由于细胞顶端无IAA载体而运不出去，不能进行下一个细胞。如顶端优势就是一个很好的极性运输的例子。

2．影响横向运输的因素

单侧光：生长素发生横向运输引起向光性与单侧光密切相关。

为什么单侧光会引起横向运输？

主要是由于植物的受光不均匀。假如将照射植物的单侧光改成直射光使之受光均匀或不照光，则植物不出现向光性生长。这是因为在这种情况下，电荷分布均匀，此时生长素只进行极性运输，而不表现横向运输，说明单侧光是引起生长素横向运输的原因之一。

尖端：横向运输不可缺少的部位。

横向运输确实只发生在尖端部位，为什么其他部位不能发生？

这是因为横向运输要发生除单侧光和生长素外，还得看其是否有对光敏感的物质存在，即与能感受光刺激部位有关，因为无论哪种刺激，它们作用于细胞的首要条件是能够为细胞所识别和接受，茎的尖端存有对光敏感的物质，是感受光刺激的部位；若植物具有该部位，就能接受光的刺激(识别)从而引起电荷的分布不均匀，促进产生的生长素进行横向运输，若生长素位于琼脂上，琼脂块是无活性的，其上无对光敏感的物质分布。故对光不敏感，不能接受光刺激，也就无电荷分布不均匀的问题，不出现横向运输，不表现向光性。同理，植物尖端以下也没有对光敏感的物质不能接受光刺激，也就无横向运输

阻隔物：假如作处理(云母片--不透水)则不发生向光性，也就是说横向运输没有进行；且生长素不能发生绕道的横向运输，其尖端下部也不发生横向运输。其实横向运输还受重力的影响如根的向地性，茎的负地性生长。琼脂：能携带和传送生长素的作用；云母片是生长素不能穿过的。

横向运输发生在尖端造成尖端生长素分布不均匀，但为什么发生弯曲的部位却在尖端下呢？原来，光有横向运输还不足以引起茎的向光性，茎的向光性还与另一运输方式--极性运输有关。

1．作用机理

所谓横向运输就是指生长素由茎(光源)的一侧横向移动到另一侧(背光)的运输方式。由此造成的生长素分布不均匀实际上应与电荷分布有关。我们知道，生长素即吲哚乙酸(IAA)是带弱酸性的，在细胞中常以阴离子(IAA^- )形式存在，而对植物来说，单方向的光照会引起器官尖端不同部位产生电势差，向光一侧带负电荷，背光一侧带正电荷。这样一来，生长素带弱酸性的阴离子则向带正电荷的背光一边移动，再向下运输，从而引起尖端下背光一侧生长素分布多，细胞纵向伸长快，向光一侧分布少，细胞纵向伸长慢，使植物弯向光源生长。

那么植物在怎样的条件下会发生横向运输？

3、植物激素间的关系

①植物的一生，是受到多种激素相互作用来调控的。同时受遗传物质(基因在一定时间和空间上的程序性表达的结果)、光照、温度等环境因子变化的影响。

　②植物组织培养时生长素与细胞分裂素含量变化引起的结果差异

在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素，以诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例变化后，诱导的结果是不同的：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成(即有利于根的发生)；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(即有利于芽的发生)。(参见选修3 P₄₃)

[疑问与解答]

疑问：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消吗？

分析：这个问题要从生长素与乙烯的关系说起，生长素是具有绝对的促进生长作用的，而之所以在高浓度的情况下，却具有抑制作用。其实是因为当生长素的浓度达到一定时，能刺激乙烯的合成，而乙烯对植物生长的抑制作用，却抵消了生长素的促进作用。故高浓度的生长素表现出抑制作用。

解答：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消的。

生长素的运输与茎的向光性

2、其他植物激素

(1) 细胞分裂素：是一类具有腺嘌呤环结构的植物激素。

①合成部位：存在于正在进行细胞分裂的部位，主要是根尖。

②主要作用：促进细胞分裂和组织分化，植物组织培养中能影响植物细胞脱分化和再分化。

(2)赤霉素：是一类属于双萜类化合物的植物激素。

①合成部位：一般在幼芽、幼根和未成熟的种子中合成。

②主要作用：通过叶片、嫩枝、花、种子或果实进入植物体内，传导到生长活跃部位发生作用，促进细胞伸长，从而引起茎杆伸长和植株增高；能打破种子、块茎或鳞茎等器官的休眠，促进种子萌发和果实成熟。

(3)脱落酸：是一种具有倍半萜结构的植物激素。

①合成部位：根冠、萎蔫的叶片组织、成熟的果实、种子及茎等。

②分布部位：将要脱落的器官和组织中含量多。

③主要作用：抑制细胞分裂(脱氧核糖核酸和蛋白质的合成)，促进叶和果实衰老和脱落。

(4)乙烯：是一种气体激素。

①合成部位：广泛存在于植物体的多种组织中，特别是在成熟的果实中含量较多。

②主要作用：促进果实的成熟。

[经典试题·2007年广东]在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？

A．脱落酸　 　 B．细胞分裂素　　　 C．赤霉素 　　 D．生长素

[命题立意]本题考查的是种子"催芽"与激素的关系。

[试题解析]A　种子休眠与种子中存在脱落酸有关，如桃、蔷薇的休眠种子的外种皮中存在脱落酸，所以只有通过层积处理，脱落酸水平降低后，种子才能正常发芽。水稻种子数量较大，用流水浸泡法更为实用。因此，在萌发前将种子浸泡在清水中，将脱落酸溶出后种子就能萌发。对促进种子萌发而言，选项里的激素C、D是直接促进， B是间接促进，只有A是抑制。

1、生长素(IAA)

(1)化学成分：吲哚乙酸，分子式为C₁₀H₉O₂N

(2)合成部位：植物体内的生长素主要在叶原基、嫩叶和正在发育着的种子中产生。成熟的叶片和根尖也产生少量生长素。

植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成，也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸。

(3)运输

①横向运输：只有尖端才具有横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀。而尖端以下部位不能横向运输。

②极性运输：生长素在植物体内的运输具有极性，即生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能向相反的方向运输，这称为生长素的极性运输。其它植物激素则无此特点。

③极性运输的原因：各细胞底部细胞膜上有携带生长素的载体蛋白，顶端细胞膜上没有这种蛋白质分子，生长素只能从细胞底部由载体蛋白带出再进入下面的细胞。故生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能从形态学的下端运输到形态学的上端(茎是由茎尖到基部，根也是由根尖到基部)。

[疑问与解答]

疑问：生长素只能从形态学上端运输到下端。请问什么是形态学上端呢？在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端还是从下到上呢？

解答：①在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端。先长出的部分称为形态学下端，后长出的称为上端。因此生长素都是由后长出的部分(上端)向先长出的部分(下端)运输。

②关于形态学上端和下端问题：一棵植物一般分为根，茎，叶等器官，植物一般直立生长，根一般生活在土壤里即地面以下，而茎叶等生活在地面以上。生长素产生部位一般是芽和幼叶，根尖也会产生生长素。但这些生长素要运输到作用部位。这里就涉及到运输方向的形态学上端和下端问题：以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端！对根来说，根尖是上端。对茎来说，茎尖是上端。生长素运输方向从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输！

④运输方式：主动运输(需载体，要耗能)

(4)分布：生长旺盛的部位(作用部位)

[疑问与解答]

疑问：植物体的根部生长素的分布到底是伸长区多还是分生区多？为什么？

解答：伸长区多，生长素的功能是促进细胞生长。产生分生区多、分布伸长区多。由分生区产生，通过植物形态学的上端向下端运输到伸长区。生长素总是由形态学上端向形态学下端运输的。

(5)作用机理：促进细胞的纵向伸长(细胞体积增大)

植物细胞的最外部是细胞壁，细胞若要伸长生长即增加其体积，细胞壁就必须相应扩大。细胞壁要扩大，就首先需要软化与松弛，使细胞壁可塑性加大，同时合成新的细胞壁物质，并增加原生质。实验证明，用生长素处理燕麦胚芽鞘，可增加细胞壁可塑性，而且在不同浓度的生长素影响下，其可塑性变化和生长的增加幅度很接近，这说明生长素所诱导的生长是通过细胞壁可塑性的增加而实现的。生长素促进细胞壁可塑性增加，并非单纯的物理变化，而是代谢活动的结果。因为，生长素对死细胞的可塑性变化无效；在缺氧或呼吸抑制剂存在的条件下，可以抑制生长素诱导细胞壁可塑性的变化。

(6)生理作用

①从细胞水平上看：生长素可以影响细胞的伸长、分化

②从器官水平上看：生长素可以影响器官的生长、衰老

③两重性：对于植物同一器官而言，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。浓度的高低是以生长素的最适浓度划分的，低于最适浓度为“低浓度”，高于最适浓度为“高浓度”。在低浓度范围内，浓度越高，促进生长的效果越明显；在高浓度范围内，浓度越高，对生长的抑制作用越大。

④同一株植物的不同器官对生长素浓度的反应不同：根、芽、茎最适生长素浓度分别为10^-10、10^-8、10^-4(mol/L)。细胞成熟情况：幼嫩的细胞对生长敏感，老细胞对生长素比较迟钝。植物类型：双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感。

⑤两重性的典型现象--顶端优势

顶端优势又叫先端优势，是极性生长表现形式之一，是指植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。

产生的原因：由顶芽形成的生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度加大，由于侧芽对生长素敏感而被抑制；同时，生长素含量高的顶端，夺取侧芽的营养，造成侧芽营养不足。

顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍，人工切除顶芽，就可以促进侧芽生产，增加分枝数。在生产实践中经常根据顶端优势的原理，进行果树整枝修剪，茶树摘心，棉花打顶，以增加分枝，提高产

[疑问与解答]

疑问：生长素在第一侧芽的浓度为什么最高，而不向下运输到其他侧芽?

解答：一般来说，顶芽是产生生长素最多的地方。而顶芽产生的生长素往下运输，离它越近的侧芽就积累越多。这是就近运输之原理。

疑问：为什么离顶芽近的侧芽处积累的生长素多呢? 顶芽产生的生长素往下运输,侧芽产生的生长素也往下运输,那么离顶芽远的侧芽积累的生长素不是更多吗?

解答：产生的同时也会被吲哚乙酸酶分解。第一侧芽积累最多，分解少；继续向下运输，分解快，逐渐减少。故松柏呈宝塔型。

疑问：牵牛花的茎可以缠绕在其它植物体上，如果测量幼茎靠近物体一侧和远离物体一侧的生长素浓度和细胞体积大小，则应该是：生长素浓度 是(　　　　　 )，细胞体积是(　　　　　　 )。

解答：靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高

靠近物体的一侧的细胞体积小，远离物体的一侧的细胞体积大

理由：远离物体的一侧，显然要长的长一些，即细胞体积伸长的大一些。而究其根本原因，是由于生长素分布不均造成。而对于茎来说，只有靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高，才能造成远离物体一侧生长快。

疑问：生长素浓度对植物不同器官的影响效应相同的一组是　(　　　　 )

A．根的向重力性和茎的背重力性　B．植物的向光性和顶端优势

C．茎的背重力性和植物的向光性　D．根的向重力性和扦插枝条生根

解答：答案是C。

A．根的向重力性：生长素浓度高的一侧-长得慢；茎的背重力性：生长素浓度高的一侧-长得快

B．植物的向光性：生长素浓度高的一侧-长得快；顶端优势：生长素浓度高的一侧-长得慢

C．茎的背重力性：生长素浓度高的一侧-长得快；植物的向光性：生长素浓度高的一侧-长得快

D．根的向重力性：生长素浓度高的一侧-长得慢；扦插枝条生根：生长素浓度高的一侧-长得快

⑥生长素类似物的应用：a、在低浓度范围内：促进扦插枝条生根--用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡不易生根的枝条，可促进枝条生根成活；促进果实发育；防止落花落果。b、在高浓度范围内，可以作为除草剂。

[生长素与生长素类似物]

生长素是植物激素，对植物生长发育起显著的作用，自然界的有吲哚乙酸、吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸、吲哚丁酸、苯乙酸等。

但生长素再植物体内合成极少，为了农业生产等方面，人们会合成一些类似物，主要有吲哚丙酸、萘乙酸、萘氧乙酸、4-碘苯氧乙酸等。以达到催熟、插枝、无子果实等目的。

[经典试题·2007年广东]某同学发现了一株花色奇特的杜鹃花，于是采摘了部分枝条，打算用扦插的方式进行繁殖。下列关于该实验的叙述，正确的是

A．采摘的枝条中，芽较多的较嫩枝条相对来说更容易生根

B．生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短成正比

C．生长素类似物有一定的毒性，实验结束后应妥善处理废液

D．可发现两个不同的生长素浓度，促进根生长的效果相同

[命题立意]本题考查的是生长素及其类似物的作用与特点。

[试题解析]ACD　 吲哚乙酸是生长素，不能作为诱变剂。不是顶芽产生的生长素少于侧芽，而是产生后就向下运输了，导致侧芽处积累的生长素多。受重力作用,生物素向下运输，向地侧生长素多，背地侧生长素低，说明根的背地侧生长得快，向地侧生长得慢，是因为向地侧生长素浓度过高，从而抑制了向地侧的生长。芽能产生生长素，促进生根，故A项是正确的。人工合成的植物生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂，植物生长调节剂属于农药类，虽然它们的毒性一般是低毒或微毒，但是在使用中仍然要严格遵守安全操作规程，保证人、畜的安全。因此在实验结束后应妥善处理废液，故C项是正确的。生长素曲线是抛物线型的，除了顶点以外下面的部分生长效果相同(纵坐标)时对应的生长素浓度(横坐标)可能有两个，故D项是正确的。生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短没有因果关系，不呈现正相关，故B项是错误的。

6、生长素的发现对植物向光性的解释

①产生条件：单侧光

②感光部位：胚芽鞘尖端

③产生部位：胚芽鞘尖端

④作用部位：尖端以下生长部位

⑤作用机理：单侧光引起生长素分布不均匀→背光侧多→生长快(向光侧少→生长慢)→向光弯曲。

尖端是指顶端1mm范围内。它既是感受单侧光的部位，也是产生生长素的部位。尖端以下数毫米是胚芽的生长部位，即向光弯曲部位。