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【生物新高考一輪復習】
熱點微練25　植物激素相關的實驗設計
[規律方法]
實驗設計題的解題思路
①明確實驗類別，確定是驗證性實驗還是探究性實驗。驗證性實驗具有明確的結果；探究性實驗的現象和結果是未知的或不能確定的，應針對各種可能性分別加以考慮和分析，得到相關結論。
②確定并設置實驗變量。找出自變量和因變量，確定實驗研究的因素，以及影響本實驗的無關變量；構思實驗變量的控制方法和實驗結果的獲得手段。
③遵循單一變量原則，同時要確保實驗的順利進行，且應盡量避免對實驗因素的干擾。
④構思實驗步驟，并用語言準確表達(注意實驗操作順序的合理安排)。表述實驗步驟的三步曲：分組編號、實驗處理、結果觀察。
⑤記錄實驗現象，依據實驗原理，分析實驗結果，得出實驗結論。
[方法體驗]
1.(2020·江西南昌四校聯盟二聯)在一定范圍內，胚芽鞘切段的伸長量與生長素濃度呈正相關。為探究“萌發的小麥種子中生長素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段(4 mm)，分別浸入6種濃度的生長素溶液和萌發種子提取液(待測樣液)中，在適宜條件下培養24小時后，測量切段長度，結果見下圖。分析并回答下列問題：
(1)與濃度為1(mg·L－1)的結果相比，濃度為10(mg·L－1)的溶液對切段的影響是____________，由上述實驗結果________(填“能”或“不能”)說明生長素的生理作用具有兩重性，原因是________________________________________________________________________。
(2)為確定待測樣液中的生長素濃度是0.1(mg·L－1)還是10(mg·L－1)，請根據上述實驗原理及方法，寫出實驗思路，并預測實驗結果及結論。
實驗思路：_____________________________________________________________。
預測結果及結論：________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1) 促進伸長的作用減弱　不能　本實驗只體現了低濃度促進生長，沒有體現高濃度抑制生長(與空白對照組相比，均具有促進作用)　(2)將待測樣液適當稀釋，重復上述實驗　若切段長度小于10mm(切段比原來的短)，則待測樣液中生長素的濃度為0.1(mg·L－1)；反之就為10(mg·L－1)
解析　(1)通過觀察圖像可以看出，濃度為10(mg·L－1)時的切段平均長度比濃度為1(mg·L－1)短，說明促進伸長的作用減弱。上述實驗結果不能說明生長素的生理作用具有兩重性，原因是本實驗只體現了低濃度促進生長，沒有體現高濃度抑制生長(與空白對照組相比，均具有促進作用)。(2)由于不同濃度的生長素的促進作用不同，改變待測樣液的濃度(比如稀釋十倍)，然后處理植物切段，觀察生長情況并與圖像中的數據做對比即可知道待測樣液的濃度。若切段長度小于10 mm(切段比原來的短)，則待測樣液中生長素的濃度為0.1(mg·L－1)；反之就為10(mg·L－1)。
2.(2021·南充市適應性考試)為探究赤霉素對植物生長的影響，科學家以野生型玉米(α型)植株為材料進行誘變得到矮化突變體的新品種(β型)。現對β型品種的矮化原因進行實驗研究，請回答下列問題：
(1)植株合成赤霉素的部位主要是__________________________________________。
(2)科學家推測β型品種的矮化原因可能是誘變后導致植株合成赤霉素不足或缺乏。提出假說的依據是赤霉素具有________________________的主要作用。
(3)為驗證上述假說，現實驗操作如下：
①選取生長狀況相似的________品種玉米幼苗若干均分為兩組，其中一組標為實驗組，另一組標為對照組。實驗組用適量且適宜濃度的赤霉素溶液處理；對照組應用________________________處理；相同條件下培養一段時間后測定兩組品種的株高并求平均值。
②如果________________________________________________________________________，則上述假說成立。
(4)在技術條件滿足的情況下，我們還可用直接測定________________玉米體內的赤霉素含量來檢驗該假說。
答案　(1)未成熟的種子、幼根和幼芽　(2)促進植株生長(或促進細胞伸長)　(3)①β型(矮化突變體)　等量且適量溶解赤霉素的溶劑　②實驗組的株高長勢高于對照組　(4)α型和β型
解析　(1)植物體中赤霉素合成部位主要是未成熟的種子、幼根和幼芽。(2)由于赤霉素的作用是促進細胞伸長，使植株增高，所以科學家推測β型品種的矮化原因可能是誘變后導致植株合成赤霉素不足或赤霉素缺乏。(3)若假說成立的話，則實驗過程中給矮化的突變體施加赤霉素一段時間后株高應比未施加赤霉素的矮化植株高，故實驗設計中是否添加外源赤霉素為實驗的自變量，株高為因變量，而矮化植株的生長狀況等無關變量在各組中應保持一致，故實驗設計如下：①選取生長狀況相似的β型(矮化突變體)品種玉米幼苗若干均分為兩組，其中一組標為實驗組，另一組標為對照組。實驗組用適量且適宜濃度的赤霉素溶液處理；對照組應用等量且適量溶解赤霉素的溶劑處理；相同條件下培養一段時間后測定兩組品種的株高并求平均值。②如果實驗組的株高長勢高于對照組，則上述假說成立。(4)如果技術條件滿足的情況下，也可以直接檢測α型和β型玉米體內的赤霉素含量來檢驗該假說，若β型玉米體內的赤霉素含量少于α型玉米，則假說成立。
3.(2021·甘肅天水一中質檢)為研究生長素(IAA)和赤霉素(GA)對豌豆黃化幼苗莖切段伸長的影響，設計了以下兩個實驗：
實驗一：用不同濃度的IAA和GA分別處理相同的莖切段，結果如圖1所示；
實驗二：將相同的莖切段自頂端向下對稱縱切到3/4處后，分別進行不同的處理，一段時間后，結果如圖2所示。
請回答下列問題：
(1)圖1中實驗的自變量是________________，該同學圖1的設計實驗缺少了一組，該組應該用________________處理。
(2)根據圖1實驗結果中IAA處理的結果，能否得出IAA生理作用具有兩重性？________；若想進一步研究IAA和GA之間相互作用的關系，則應該用________________處理莖切段作為實驗組。
(3)分析圖2結果，研究者推測IAA和GA的作用部位有差異，用圖2中的甲、乙、丙三組彎曲部位的莖切段作為實驗材料，分別制作________(填“橫切片”或“縱切片”)進行顯微觀察。若乙組與甲組對比，觀察到乙組__________，則表明IAA作用于表皮細胞；若丙組與甲組對比，觀察到丙組________________，則表明GA作用于內部組織細胞。
答案　(1)激素的種類和濃度　等量的蒸餾水　(2)不能　IAA和GA同時　(3)縱切片　表皮細胞較長　內部組織細胞較長
解析　(1)分析圖1可知，激素的種類和濃度為實驗的自變量，莖切段伸長量為實驗的因變量。若要探究不同濃度的激素對莖切段伸長量的作用，還應設置不用激素處理的對照組，故實驗中缺少用等量蒸餾水處理的對照組。(2)兩重性是指低濃度促進生長，高濃度抑制生長，圖1實驗中由于缺少空白對照實驗，因此僅有不同濃度的IAA處理的結果不能判斷是促進作用還是抑制作用，不能得出IAA的生理作用具有兩重性。若想進一步研究IAA和GA之間相互作用的關系，則應該用IAA和GA同時處理莖切段作為實驗組。(3)比較圖2的甲、乙、丙三組，乙組表皮細胞長得快，所以向內彎曲，丙組內部組織細胞長得快，所以向外彎曲，制切片觀察應比較表皮細胞和內部組織細胞的長度，所以應制作縱切片進行觀察。若乙組與甲組對比，觀察到乙組表皮細胞較長，則表明IAA作用于表皮細胞；若丙組與甲組對比，觀察到丙組內部組織細胞較長，則表明GA作用于內部組織細胞。

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