植物激素考題分析及變式
——以2022年全國甲卷第3題為例

張榮冠

(廣西南寧市武鳴區武鳴高級中學)

【真題展示】(2022年,全國甲卷,第3題)植物激素通常與其受體結合才能發揮生理作用。噴施某種植物激素,能使某種作物的矮生突變體長高。關于該矮生突變體矮生的原因,下列推測合理的是

( )

A.赤霉素合成途徑受阻

B.赤霉素受體合成受阻

C.脫落酸合成途徑受阻

D.脫落酸受體合成受阻

【解析及答案】“施某種植物激素,能使某種作物的矮生突變體長高”,說明該激素能發揮生理作用,也就說明該植株的矮化不是因受體合成受阻引起的;該激素發揮的生理作用是使“矮生突變體長高”,這說明該激素不是脫落酸,因為脫落酸不具有促進植株長高的生理功能。綜合以上分析,本題合理答案為A。

【創新點說明】以小見大,落實評價——本題雖然只有聊聊百余字,但無論是在考查內容還是考查要求上都落實了《中國高考評價體系》“四層”“四翼”中的諸多內容。在考查內容上,本題考查了考生的必備知識、關鍵能力和學科素養;而在考查要求上,本題的考查具有基礎性、綜合性和創新性。

就考查的內容而言,本題考查的必備知識是赤霉素具有促進細胞伸長、使植株增高的功能;而脫落酸不具有促進植株長高的功能;考查的必備能力包含了信息獲取加工、邏輯推理等能力;同時,試題中考查了生命觀念、科學思維等學科素養。

就考查的要求來看,本題考查的“激素相關生理功能”屬于基礎知識;而本題由于同時考查了兩種激素的生理功能以及植物矮化的兩種原因(是激素合成受阻還是受體合成受阻),從而使本題具有一定的綜合性和創新性。

創新設計,大道至簡——在試題設置上,本題“創設合理情境,設置新穎的試題呈現方式和設問方式”。首先,試題給定了激素發揮作用的前提,接著給出一個實驗及結果,最后要求考生分析原因。設置“該激素”使試題充滿了懸疑性;由于能使“植株長高”的植物激素不止一種,因此題干的設問又具有了強烈的開放性;但是最后的題肢只呈現了兩種激素和兩種原因,這又使得試題具有適度的收斂性。這使得考生未審全試題根本無法得出合理答案。并且,題肢設計采用二分式的手法,使試題簡潔明了卻不失區分度——記得住激素的生理作用或理解激素實驗的“加法原理”,均可以實現由“四選一”上升到“二選一”;但是要準確選出正確答案則需同時具備“知識”與“實驗思想”。

另外,本題用語簡潔到極致,如以“噴施某種植物激素,能使某種作物的矮生突變體長高。”一句話,同時交待了該激素具有促“長高”的功能,信息集中復合,極大挑戰考生的信息解讀能力。同時,本題用語不累贅且跳躍性極強。如要交待植物的矮化與激素合成受阻或受體合成受阻有關,題干沒有調用這些相對通俗易懂的詞語來行文,而是用了“植物激素通常與其受體結合才能發揮生理作用”這句話,而原理卻留到最后才在選項中逐一出示,這樣設置既考查了考生的信息加工能力又檢驗了考生良好的解題心智。

【變式】現有某種禾本科作物野生型“260”(高稈)和突變體“87”(矮稈),為了研究突變體“87”矮化的原因,研究人員進行了相關研究。請回答下列問題:

(1)植物矮化往往與________、赤霉素、油菜素內酯等植物激素的合成________或激素受體的合成受阻有關。

(2)假如突變體“87”矮化是由于赤霉素缺乏引起的,野生型“260”和突變體“87”植株地上第五節間中縱向5個連續細胞的長度測量值分別是L1和L2,則L1和L2的大小關系為________,原因是________。

(3)分別測定野生型“260”植株和突變體“87”植株不同時期赤霉素(用GA1到GA126的方式命名,數字依照發現的先后順序)的含量,得到結果如圖所示:

①據圖推測,突變體“87”矮化的原因可能是________(填“GA合成”或“GA受體合成”)受阻,判斷的依據是________。

②假如①的推測是正確的,欲用突變體“87”植株以及相關試劑進行驗證,請寫出實驗的設計思路并預期結果。

設計思路:

。

預期結果:

。

【答案】(1)生長素(或細胞分裂素) 受阻

(2)L1>L2 野生型“260”的赤霉素含量大于突變體“87”的赤霉素含量,而赤霉素具有促進細胞伸長的功能

(3)①GA受體合成 抽穗期和成熟期突變體“87”赤霉素的含量比野生型“260”的稍多(或相差不大)

②分別用等量蒸餾水和一定濃度的GA處理突變體“87”植株,然后將這些植株放在相同環境中培養,一段時間后測量各組植株的株高 蒸餾水和GA處理的突變體“87”植株株高相同

【解題思路】(1)教材中,具有促進植株長高的激素有生長素、赤霉素和細胞分裂素(促進細胞分裂可以使細胞數量增多,從而使植株增高)。所以植物矮化往往與生長素(或細胞分裂素)、赤霉素、油菜素內酯等植物激素的合成受阻或激素受體的合成受阻有關。

(2)由于赤霉素具有促進細胞伸長的功能,所以假如野生型“260”的赤霉素含量比突變體“87”的赤霉素含量高,則其地上第五節間中縱向5個連續細胞的長度自然會比突變體“87”的大。

(3)①根據圖中兩種植株、兩個時期(抽穗期和成熟期)赤霉素含量的比較不難發現,突變體“87”植株中的赤霉素含量比野生型“260”植株中的赤霉素含量稍高,從而否定了突變體“87”矮化的原因是激素合成受阻引起的,進而只能認定是GA受體合成受阻引起的。

②分別用等量蒸餾水和一定濃度的GA處理突變體“87”植株,然后將這些植株放在相同環境中培養,一段時間后測量各組植株的株高。由于突變體“87”植株缺乏赤霉素受體,所以施加GA后沒有發生生理效應,不能促進植物生長,蒸餾水和GA處理的突變體“87”植株株高相同。

【變式說明】第(1)小題主要考查教材基礎知識以及簡單的現場學習能力。試題增加油菜素內酯用于干擾考生;出示“赤霉素”是為了避免考生從后續試題“抄”答案;可填寫的內容不止一項但只設置一個空,目的是考驗考生的靈活性,也避免分數的集中化;設置“受阻”這個空,目的是簡單考查考生學習模仿能力;將這個空前置可以檢驗考生是否有全面審題的習慣。

第(2)小題主要考查了赤霉素具有促進細胞伸長的功能,但將這一基礎知識置于實驗情境中進行正向思維考查,使試題更具現場感。試題進一步追問原因,考查了考生邏輯思維以及語言表達能力。考生很容易只敘述“野生型‘260’的赤霉素含量大于突變體‘87’的赤霉素含量”這個簡單現象、而忽略“赤霉素具有促進細胞伸長的功能”的關鍵事實,從而導致會但得分不全。