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- 2023-04-29 发布
[技能必备]
对实验设计方案的检查和评价“五看法”
[技能展示]
1.请根据下面有关生长素的实验研究，回答问题：
(1)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，自茎段顶端向下对称纵切至约处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后，观察到半边茎向外弯曲生长，如图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，放入水中后半边茎内、外两侧细胞中生长素浓度都不会提高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象，推测出该现象的两种可能原因。
原因1：由于 ，所以内侧细胞生长较快。
原因2：内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但 ，该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长。
(2)某同学设计了如下实验：取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2 mm，使胚芽鞘不再产生生长素，在上端放一块有生长素的琼脂块，下端放一块不含生长素的琼脂块(如图甲所示，胚芽鞘形态学上端朝上)，过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素(如图乙所示)，由此该同学得出“下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块；生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”的结论。
①这个实验的设计是否严密？ ，为什么？_________________________
____________________________________________________________________。
②如果验证“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”的结论，请在原实验的基础上简要作图对实验方案进行改进。
解析 (1)据题目信息，黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，且放入蒸馏水中后半边茎两侧细胞中生长素浓度都不会升高，而最后出现半边茎向外弯曲生长这一现象，原因可能是内侧细胞中的生长素浓度比外侧高，所以内侧细胞生长较快，也可能是内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但内外侧细胞对生长素敏感性不同，该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长。(2)①由于本实验缺少对照实验，所以这个实验的设计不严密。②如果要验证“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”的结论，需加一个对照组：将胚芽鞘倒过来放置，即形态学上端在下方，形态学下端在上方，其他不变。
答案 (1)内侧细胞中的生长素浓度比外侧高 内外侧细胞对生长素敏感性不同
(2)①不严密 缺少对照实验(或没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况)
②如图所示：
2.20世纪80年代，有学者用不同方法对绿色向日葵下胚轴、绿色萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘的生长素含量分布进行测定，结果如下表所示。请回答下列问题：
向日葵、萝卜和燕麦向光性器官的IAA分布
器官
实验数
IAA含量/(μg·g－1)
测定方法
向光一侧
背光一侧
黑暗处理
绿色向日
葵下胚轴
30
5.03
4.99
10.02
分子荧光法
30
4.99
5.01
10.00
免疫法
绿色萝卜下胚轴
30
5.60
5.59
11.20
电子俘获检测法
黄化燕麦胚芽鞘
30
9.90
9.89
19.73
电子俘获检测法
(1)黑暗处理的作用是___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)对比两组绿色向日葵下胚轴实验结果，说明______________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该实验是否支持温特的观点？ ，原因是__________________________
_____________________________________________________________________。
(4)用同样方法还测得萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质在向光侧多于背光侧，则“萝卜宁、黄质醛”等物质可能是对生长起 (填“促进”或“抑制”)作用的物质。
解析 (1)黑暗处理是为了排除其他因素对实验的干扰，起对照作用。(2)对比两组绿色向日葵下胚轴实验结果，可知用分子荧光法和免疫法测得的数据相差不大，故可得出结论：不同测定方法对同种器官的实验测定结果影响较小。(3)温特的观点是胚芽鞘弯曲生长是由于生长素分布不均引起的，而该表格中测得各材料向光侧和背光侧的生长素含量基本相同，故不能支持温特的观点。(4)萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质在向光侧多于背光侧，而其向光侧的生长程度小于背光侧，故推测“萝卜宁、黄质醛等物质”可能是生长抑制剂，对生长起抑制作用。
答案 (1)对照(排除其他因素对实验的干扰)
(2)不同测定方法对同种器官的实验测定结果影响较小(或不同测定方法对生长素的分布影响较小)
(3)不支持 用表中方法测得向光侧和背光侧的生长素含量基本相同
(4)抑制
(时间：15分钟)
1.如图为某小组用不同浓度的萘乙酸(NAA)处理迎春花枝条的实验结果，实验中因疏忽记忆了X1和X3的浓度大小关系。下列叙述中正确的是( )
A.实验结果表明不同浓度NAA对迎春花枝条生根效果具有两重性
B.该实验可确定X2是促进迎春花枝条生根的最适浓度
C.不同浓度的NAA处理迎春花枝条的时间应该不同
D.可分别对X1和X3浓度的NAA加入少量水进行稀释，再分别处理迎春花枝条，生根效果增强的应是低浓度的NAA
解析 实验结果表明低浓度的NAA促进迎春花枝条生根，而高浓度NAA抑制迎春花枝条生根，能体现NAA作用的两重性，A正确；根据实验结果可知实验中的所有浓度中，浓度为X2时促进枝条生根的长度最长，但是不一定是最适浓度，B错误；为遵循单一变量原则，不同浓度的NAA处理迎春花枝条的时间应该相同，C错误；可分别对X1和X3浓度的NAA加入少量水进行稀释，再分别处理迎春花枝条，生根效果增强的应是高浓度的NAA，生根效果减弱的应是低浓度的NAA，D错误。
答案 A
2.芸苔素内酯是一种植物激素。下表是有关芸苔素内酯对油菜幼苗生长影响的研究结果，下列叙述错误的是( )
编号
1
2
3
4
5
6
芸苔素内酯浓度/(mg·L－1)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
油菜幼苗平均株高/cm
16
20
38
51
42
20
A.一定浓度的芸苔素内酯能促进油菜幼苗的生长
B.表中结果不能证明芸苔素内酯的作用具有两重性
C.若要继续探究促进油菜幼苗生长的芸苔素内酯的最适浓度，则需降低实验的浓度梯度
D.促进油菜幼苗生长的芸苔素内酯的最适浓度在0.3～0.4(mg·L－1)之间
解析 本题主要考查植物激素，考查学生的实验探究能力。通过表格分析，芸苔素内酯能促进植物的生长，A正确；表中数据只能体现芸苔素内酯具有促进作用，B正确；探究促进油菜幼苗生长的芸苔素内酯的最适浓度需降低实验的浓度梯度，C正确；促进油菜幼苗生长的芸苔素内酯的最适浓度在0.2～0.4(mg·L－1)之间，D错误。
答案 D
3.为探究植物在单侧光下弯向光源生长，是因为向光侧的生长素向背光侧转运，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是( )
A.若a>b，ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧的生长素被分解
D.若背光侧生长素较向光侧多，则会使背光侧细胞分裂较向光侧快
解析 假设一：若只发生向光侧生长素被分解，则生长素总量减少且背光侧生长素含量多于向光侧，即a>b、ce，C正确；生长素可促进细胞伸长生长，不能促进细胞分裂，D错误。
答案 D
4.图中玉米幼苗固定在暗室支架上，支架固定在温度、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内，从图示状态开始光源随暗室同步匀速旋转，几天后停止于起始位置。下列叙述中正确的是( )
A.暗室停止在图示位置时，玉米幼苗向下弯曲，体现了生长素作用的两重性
B.暗室停止在图示位置时，玉米幼苗茎向上弯曲，表明光源不对生长素的横向运输起作用
C.实验中玉米幼苗的根与茎均生长，与两种器官中生长素的极性运输有关
D.实验中玉米幼苗生长过程只受生长素调节，不受其他植物激素影响
解析 从题干信息可知，玉米幼苗固定在支架上，支架固定在暗室内，而光源随暗室同步匀速旋转，各方向受重力影响相同，所以玉米幼苗的茎和根的生长素分布不受重力的影响，结合图形可知单侧光只照射茎，茎向光生长，即茎向下弯曲生长，根水平生长，A、B错误；实验中玉米幼苗的根与茎均生长，与两种器官中生长素的极性运输有关，C正确；实验中玉米幼苗生长过程受生长素和细胞分裂素等多种植物激素的调节，D错误。
答案 C
5.(2019·河北衡水中学、河南顶级名校联考)某实验小组将小麦种子横切为含胚的“半粒种子”和无胚的“半粒种子”两部分，用清水浸泡后，将“半粒种子”及等量缓冲液加入4支试管中，并按下表中的操作进行实验。保温一段时间后，取各试管中等量的上清液，用碘试剂—淀粉溶液(深蓝色)检测上清液中淀粉酶含量，检测结果见下表。请据表回答：
试管编号
半粒种子
赤霉素/(10－6g·mL－1)
物质X(5×10－4mol·L－1)
检测结果(蓝色深浅)
1
有胚
－
－
＋
2
无胚
－
－
＋＋＋
3
无胚
0.2 mL
－
＋
4
无胚
0.2 mL
0.2 mL
＋＋＋
注：“－”为不添加相应物质，“＋”为浅蓝色，“＋＋＋”为深蓝色。
(1)实验开始时，加入缓冲液的目的是_____________________________________。
(2)1号和2号试管的检测结果说明 ，判断依据是_____________________________________________________________________。
(3)物质X为赤霉素作用的抑制剂，3号试管的检测结果不同于2、4号试管，对此最合理的解释是_____________________________________________________。
(4)1号与3号试管的实验结果相同，对此最合理的解释是____________________。
答案 (1)维持pH稳定
(2)带胚的半粒种子能产生淀粉酶 检测结果中1号试管蓝色较浅、淀粉含量较少，说明淀粉酶催化了淀粉的水解
(3)赤霉素能促进无胚半粒种子产生淀粉酶
(4)半粒有胚种子可产生赤霉素，赤霉素能促进淀粉酶的合成
亮剑高考20 植物激素相关的实验设计
(时间：15分钟)
[规律方法]
实验设计题的解题思路
①明确实验类型，确定是验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不能确定的，应针对各种可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。
②确定并设置实验变量。找出自变量和因变量，确定实验研究的因素，以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。
③遵循单一变量原则，同时要确保实验的顺利进行，且应尽量避免对实验因素的干扰。
④确定实验观察的对象或实验检测的指标。
⑤构思实验步骤，并用语言准确表达(注意实验操作顺序的合理安排)。表述实验步骤的三步曲：分组编号、实验处理、结果观察。
⑥记录实验现象，依据实验原理，分析实验结果，得出实验结论。
[方法体验]
1.请完成下列有关植物激素的实验
(1)某同学为验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输，特设计实验操作如下图。
上述实验现象应该为：A组去掉尖端的胚芽鞘 ；B组中去掉尖端的胚芽鞘 。
(2)在单侧光照射下，植物组织不均等生长的原因，有两种对立的观点：
A.生长素分布不均匀；
B.生长抑制物分布不均匀。
某学习小组进行如下探究：
实验一：用3H标记的生长素处理玉米完整胚芽鞘尖端的一侧，并测得该侧放射性百分率为84.2%，另一侧放射性百分率为15.8%，用单侧光照射一段时间后，测得向光侧(原生长素处理的一侧)放射性百分率为68.9%，背光侧放射性百分率为31.1%。
实验二：用某种理化方法测得，经单侧光照射后，发生弯曲的向日葵下胚轴，向光侧和背光侧的生长素分布分别为50.5%和49.5%；黑暗中的向光侧和背光侧生长素分布各为50%。
①实验一的结果支持 (填字母)观点，原因是生长素发生了 。
②实验二中的结果支持 (填字母)观点，但实验二存在明显的缺陷，你认为还需对实验二的设计思路做怎样的完善？_______________________________。
答案 (1)向右弯曲生长 不生长也不弯曲
(2)①A 横向移动
②B 用化学方法测定向光侧和背光侧的生长抑制物的含量
2.(2019·莱芜市二模)科学家发现胡萝卜幼茎在单侧光照射下可向光弯曲生长。为探究胡萝卜幼茎向光性的原因，用一定光照强度的单侧光照射胡萝卜幼茎，每隔一段时间检测幼茎向光侧和背光侧的生长素及胡萝卜宁(与向光性有关的一种物质)含量，结果如图所示。请回答下列问题：
(1)生长素的主要合成部位是 (至少写出两个)在这些部位，生长素由 经过一系列反应转变而来。
(2)由图可知，幼茎向光性主要由 分布不均所致。进一步推测，黑暗条件下幼茎的生长速度可能比单侧光照射下的生长速度 。
(3)科学家推测胡萝卜幼茎的向光性与光照强度呈正相关。请设计实验验证该推测，只要求写出大致实验思路。(实验室提供了40 W台灯和长势相同的胡萝卜幼茎若干)
解析 (1)生长素的合成部位主要有幼芽、幼叶、发育中的种子、幼根、根尖、茎尖等。生长素由色氨酸经一系列反应生成。(2)由图中两曲线可知，向光侧生长素含量比背光侧略有降低，而向光侧的萝卜宁含量明显高于背光侧。背光侧生长速率比向光侧快导致幼茎向光弯曲生长，可推测幼茎向光性可能是由向光侧萝卜宁含量增高引起的，进一步推测幼茎在暗处比有光处生长速率会快些。(3)本小题要求验证萝卜幼茎的向光性与光照强度呈正相关，因此可设计至少三组实验，分别为强光、中光、弱光，然后用40 W台灯照射胡萝卜幼茎，一段时间后观察三组幼茎的向光生长情况。
答案 (1)幼芽、幼叶、发育中的种子、幼根、根尖、茎尖(答出其中2种即可) 色氨酸
(2)萝卜宁 快
(3)通过台灯与萝卜幼茎的距离调节光照强度，设置一系列光照强度梯度(或设置强、中、弱三组光照强度)，用40 W台灯照射萝卜幼茎，一段时间后检测每组萝卜幼茎的弯曲程度(角度)。
3.(2019·临沂期中)当盆栽植物平放时，根会向地生长而茎则背地生长，请回答下列问题：
(1)根与茎生长差异产生的主要原因是 。若生长素浓度为a和b时(a