Question

金银花是一种耐旱且在一定环境条件下耐旱性可变的植物，为了研究干旱对金银花基因表达的影响，研究人员做了如下实验：
材料用具：若干抗旱的金银花种子，培养液，一定量的浓度分别为5%、10%、20%（m/v）PEG（无毒性聚乙二醇），石英砂和塑料盒等。
实验步骤：
第一步，选取若干抗旱消毒、洗净后放入盛有培养液和石英砂的塑料盒中，在室温下培养至藜幼苗长出3-4叶。
第二步，选取数量相等且长势相同的金银花幼苗分别放入含有等量的5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液继续培养（不考虑培养过程中培养液浓度变化）。
第三步，在第0、1、3、5、7天分别取相同部位、大小相同且数量相等的叶片，洗净、吸干，测量叶片中的可溶性蛋白产生量。
实验结果：如图所示．

回答下列问题：
（1）该实验中的自变量是_________，无关变量是________（至少写两个）．
（2）第二步设计不合理，理由是__________________。根据以上信息，第三步测量的指标是___________。
（3）用含有等量5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液来替代不同干旱程度的土壤来做实验，其优点是_________________________________。
（4）根据实验结果可知，前5天不同浓度的PEG是通过影响___________而导致可溶性蛋白产量增加；可溶性蛋白帮助金银花抵抗干旱环境的作用可能是___________，增强植物细胞的吸水能力．
（5）在浓度为20%的PEG条件下，第5天后可溶性蛋白产生量下降，其原因可能是金银花处于高浓度的PEG溶液时间过长，植物体内___________受抑制，影响细胞代谢．

Answer 1

（1）PEG的浓度    时间、叶片的数量和大小、幼苗的数量等（任答两个或其他两个合理答案即得分）
（2）没有设置不含PEG的培养液作为对照， (叶片中的)可溶性蛋白产生量
（3）防止土壤中的物质对实验结果造成干扰
（4）干旱诱导（相关）基因的表达（蛋白质的合成）  提高细胞液的渗透压 
（5）蛋白质合成

解析试题分析：（1）实验中的自变量是指实验中应人为操控的变量，也是实验所要研究的变量，该实验中的自变量是PEG的浓度，在各实验组中应不同；无关变量是对实验结果会产生影响但又不是实验所要研究的变量，在各实验组中应保持相同且适宜，本实验的无关变量有时间、叶片的数量和大小、幼苗的数量等。
（2）步骤二仅设置了不同实验组的自变量，没有安排不含PEG的培养液作为对照，因而不能得出PEP对植物生长有无影响。第三步测量叶片中的可溶性蛋白产生量作为测量指标。
（3）用含有PEG的培养液替代不同干旱程度的土壤做实验，可防止土壤中的各类物质对实验结果造成干扰，更易控制自变量。
（4）前5天不同浓度的PEG是通过诱导相关基因的表达以控制有关蛋白质的合成，导致可溶性蛋白产量增加。可溶性蛋白帮助金银花抵抗干旱环境的作用是通过提高细胞液的渗透压，增强植物细胞的吸水能力。
（5）第5天后可溶性蛋白产生量下降，能是金银花体内蛋白质合成受抑制，影响细胞代谢。
考点：本题考查实验方案设计和实验分析评价等相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，能通过设计实验方案分析解决实际问题的能力。