结构推理 解释生长素促进细胞伸长的作用机理。
【正确答案】生长素促进细胞伸长生长的机理研究,一共有两派学说,即酸生长学说和基因活化学说。
   酸生长学说(acid growth theory)认为生长素与其受体结合,进一步通过信号转导,提高质膜上质子泵(H+-ATPase)的数量并同时活化它们,促进H+向细胞外输出,使细胞壁酸化。在酸性环境中,一方面细胞壁中的一些水解酶的活性增加,另一方面对酸不稳定的键(如氢键)易断裂,结果使胞壁分子间结构交结点破裂,联系松弛,细胞壁可塑性增加,细胞壁松弛。细胞壁松弛后,细胞的压力势下降,使细胞的水势下降,细胞吸水,体积增大而发生不可逆增长。
   生长素的酸生长学说虽能解释生长素所引起的快速反应,如生长素处理燕麦胚芽鞘后10~15min,其生长速度就明显增加。但生长素促进生长可以稳定地持续几个小时,这就暗示了生长素除促进H+分泌外,必定还刺激其他代谢过程。
   许多研究表明,生长素通过促进核酸、蛋白质的合成来影响细胞的持续生长。如用RNA合成抑制剂放线菌素D(actinomycin D)和蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺(cycloheximide)处理时,发现RNA和蛋白质合成量下降的百分率和生长素诱导细胞伸长生长受到抑制的百分率是平行的。说明生长素促进伸长生长与合成特殊的mRNA和蛋白质有关。形成新的酶和新的细胞壁成分,不断补充插入细胞壁的骨架中,而质膜上的质子泵数量的增加即是生长素诱导的结果之一。这些结果说明生长素的长时间效应是通过在转录和翻译水平上促进核酸和蛋白质的合成而影响生长的。由此提出了生长素的基因活化学说,其要点是生长素可以使细胞伸长所需的一些基因脱阻遏,从而使其得到表达,促进RNA和蛋白质合成。
【答案解析】