Question

17．单侧光照、重力等许多环境因素都会影响到植物体内的生长素，如重力会导致根具有向地性，茎具有背地性．
（1）科学研究发现根的向地生长不仅与生长素有关，还与乙烯的作用有关．为了研究二者的关系，有人做了如下的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度IAA的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源．发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强．
①此实验中的自变量是IAA浓度，因变量是乙烯浓度及根尖生长．
需要严格控制的无关变量有每组根尖的数量、溶液体积、蔗糖的量、环境的温度等_（至少举出两种）．
②为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在蒸馏水中，作为对照组．
③据此实验结果，可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是高浓度的生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长．
（2）科学家研究发现，同种植物在高原地区长得较为矮小，原因是紫外光可促进生长素发生氧化，进而抑制植物生长．为验证紫外光抑制植物生长，请补充下列实验设计并完成相关的实验分析．
材料用具：燕麦幼苗，完全培养液（溶液浓度适宜），蒸馏水，琼脂块，刀片若干，
日光灯管和紫外灯管等．
实验步骤：
①准备2个配有培养支架的烧杯，分别标记为A、B．向A、B两烧杯中加入等量且适量的完全培养液．
②生长状况相同的燕麦幼苗若干株，随机平均分成2组，分别放在A、B两烧杯中培养一段时间．其中A为对照组，B为实验组．
③在培养过程中，A组用日光灯管照射，B组用相同的日光灯管和紫外灯管同时照射．
④切下幼苗的胚芽鞘尖端，分别用琼脂块收集生长素，并对应标记为a、b．将a、b置于去尖端的胚芽鞘两侧，观察胚芽鞘的弯曲情况．结果预测：胚芽鞘向b侧弯曲生长．

Answer 1

分析 本题是通过实验探究植物的根向地生长的原因，先分析题干获取实验的目的、原理、实验的自变量和因变量，然后按照实验设计的对照原则分析解答实验的设计思路，并结合题干信息对植物的根向地生长的原因进行推理判断．

解答 解：（1）①由于该人的实验组是将某种开花植物的根尖放在含不同浓度IAA的培养液中，加入少量蔗糖作为能源，等量根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中作为空白对照，因此实验的自变量是生长素的浓度；又由题意可知，在有生长素的培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯浓度也越高，根尖的生长所受的抑制也越强，因此实验的自变量是乙烯的浓度或者根尖的生长状况．
②为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在蒸馏水中，作为对照组．
③分析题干给出的信息可以推测出植物根向地生长的原因是近地侧生长素浓度过高导致了乙烯的大量合成，从而抑制了根近地侧的生长．
（2）②实验过程中还要控制好无关变量，所以该实验中选取燕麦幼苗长势应相同．
③A组用40W白炽灯照射作为对照组，B组用相同的白炽灯和紫外灯管同时照射作为实验组．
④将a、b置于去尖端的胚芽鞘两侧，观察胚芽鞘的弯曲情况．由于紫外光可促进生长素氧化分解，所以b中生长素含量较少，胚芽鞘应向放置b侧弯曲生长．
故答案为：
（1）①IAA浓度   乙烯浓度及根尖生长   每组根尖的数量、溶液体积、蔗糖的量、环境的温度等
②蒸馏水
③高浓度的生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长
（2）②生长状况相同的燕麦幼苗若干株
③用日光灯管照射     用相同的日光灯管和紫外灯管同时照射
④去尖端的胚芽鞘     胚芽鞘向b侧弯曲生长

点评 本题的知识点是植物的根向地生长的原因，生长素和乙烯植物生长过程中的调节作用关系，准确分析题干获取信息是解题的突破口，对实验变量的分析和控制及对实验思路的设计是本题的重点．