Question

植物的根具有向重力生长的特性，下列是研究根向重力生长机理的两个实验：

实验一：将空白琼脂和含EDTA的琼脂做成帽状，分别套在甲、乙两组玉米胚根的根冠外(示意图如下)。（提示：EDTA的作用是去除与其临接部位的Ca²⁺）

将胚根水平放置培养一定时间后，观察到甲组胚根向重力(下)生长，乙组胚根水平生长。

根据上述实验结果，得出实验结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

实验二：水平放置的胚根弯曲向下生长，与根冠近地侧的Ca²⁺浓度明显高于远地侧有关。研究表明。根总是朝着Ca²⁺浓度高的方向弯曲生长。为验证这一结沦，有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具，写出所缺的实验步骤和实验结果，并回答问题。

⑴实验材料和用具：胚根等长的萌发玉米种子，含EDTA的琼脂帽，含Ca²⁺的琼脂块，空白琼脂块，培养皿等。

⑵实验步骤：

第一步：取若干个培养皿．在每个培养皿中放置适量的萌发玉米种子，按实验一中乙组的方法处理胚根一定时间后，移去根冠外的琼脂帽。

第二步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

第三步：在A组的胚根上方放一空白琼脂块，＿＿＿＿＿＿＿＿；

第四步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶实验结果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑷科学家进一步证实，根冠中生长素的分布受Ca²⁺浓度影响。当胚根水平放置时，重力诱导Ca²⁺向根冠下侧移动，导致近地侧的生长素浓度比远地侧高。请分析胚根的生长素分布与向重力生长的关系：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

Answer 1

【解析】　本题考查同学们的实验分析能力和实验设计能力。解答本题时，同学们应首先对题目所给的实验材料的特点和实验设计进行分析的基础上，得出实验结论；再结合传统经典实验的设计思想，在题目给出的步骤的基础上，运用题目所给实验材料对实验进行创新设计，并对实验结果进行预测。由实验一中甲、乙两组的试验不同条件和引起的不同现象，即甲组没有改变胚根的任何物质（比如Ca^2＋）的含量和分布，胚根向重力（下）生长；乙组中含EDTA的琼脂帽除去了胚根尖端周围与之临接部位的Ca^2＋，胚根水平生长，可推知胚根向重力生长与否与胚根尖端Ca^2＋分布和含量有关。

根据题目信息，可确定本实验的自变量为Ca^2＋浓度；即实验组根两侧的Ca^2＋浓度不同，且要对照组两侧的浓度仍相同。需要注意的是对于未处理的胚芽鞘而言，其根冠均有Ca^2＋分布，这会造成试验的误差与结论的错误，实验的第一步已经处理了，就是所有的胚根都用含EDTA的琼脂帽处理胚根，去除根冠周围的Ca^2＋。应该注意的是本实验属验证性实验，所得结果应该符合需要论证的实验结论，否则实验就是失败的。