Question

【题目】适宜浓度的生长素能促进细胞的纵向伸长，对其作用机理的解释之一是“酸生长”学说。“酸生长”学说认为：生长素通过促进细胞分泌H+，进而促进细胞伸长。为了验证酸能够促进细胞伸长，现提供黑暗中萌发的小麦幼苗（如图1）若干、不同pH值的系列缓冲液、蒸馏水、镊子、刀片、刻度尺、带盖的小瓶等材料器具，请完成相关实验设计并回答有关问题：

（1）实验材料的处理：选择若干长势一致的小麦幼苗，切取图1中_____（填字母）对应的胚芽段，放入蒸馏水中浸洗才能作为实验材料，理由是_____。实验中使用带盖的小瓶的目的是_____。

（2）为了确定实验中pH值大致范围，需要做预实验，结果如上面图2，请问：纵坐标的含义应是_____；可以推测本实验的pH值大致范围是在_____，理由是_____。

（3）正式实验中，请作如下分析：

①如果要达到实验目的，最少需要设置_____组实验。

②将各组小瓶编号，分别装入_____，每瓶投入10段相同的实验材料。

③将各组在适宜条件下进行培养，定期_____。

④预期结果：_____。

Answer 1

【答案】b 尽可能排除植物本身产生生长素对实验的干扰 防止因水分挥发导致配制的溶液浓度发生改变 小麦胚芽段生长的长度 2～6 因为当pH值等于4时胚芽段的生长较好，所以最适pH值应在4左右 5 等量的5种不同pH值缓冲液 测量并记录胚芽段的长度 在一定酸性范围内，酸性越强，细胞伸长越明显，超过一定酸性范围，则会抑制细胞伸长

【解析】

分析题文描述可知：本实验的目的是验证酸能促进细胞伸长，自变量是pH不同，因变量是胚芽鞘的生长情况，可通过测量胚芽鞘的长度来判断，而其它对实验结果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的单一变量原则、对照原则、平行重复原则等对各问题情境进行分析解答。

(1) 生长素作用的部位是胚芽鞘尖端的下面一段，即图1中的b段，而胚芽鞘自身产生的生长素会干扰实验结果，所以在进行实验时，对所选择的若干长势一致的小麦幼苗，应切取图1中b对应的胚芽段，将其放入蒸馏水中浸洗，尽可能排除植物本身产生的生长素对实验的干扰。实验中配制的溶液浓度为无关变量，应控制相同，所以实验中使用带盖的小瓶的目的是防止因水分挥发导致配制的溶液浓度发生改变。

(2) 该实验的自变量是pH不同，因变量是胚芽鞘的生长情况，所以图2纵坐标的含义应是小麦胚芽段生长的长度。图2显示：当pH值等于4时，胚芽段的长度最长，说明pH值等于4时，胚芽段生长最快，胚芽段的生长较好，所以最适pH值应在4左右，据此可推测本实验的pH值大致范围是在2～6。

(3) 结合对图2的分析可知，正式实验中，①如果要达到实验目的，最少需要在pH值等于2～6的范围内设置5组实验。②该实验的思路为：将5支洁净的小瓶编号，分别装入等量的5种不同pH值缓冲液，每瓶投入10段相同的实验材料。③由于实验的因变量为胚芽鞘的生长情况，因此将各组在适宜条件下进行培养的过程中，需要定期测量胚芽段的长度并记录。④该实验为验证性实验，实验结果是唯一的。从反映预实验结果的图2中可以看出，促进细胞生长的最适pH值为4左右，呈酸性，pH值高于或低于4，胚芽段生长都变慢，甚至抑制细胞伸长，所以预期结果为：在一定酸性范围内，酸性越强，细胞伸长越明显，超过一定酸性范围，则会抑制细胞伸长。