Question

12．分析有关科学探究的资料，回答问题．
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2中b（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，理由是尽可能排除植物本身产生生长素对实验的干扰．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）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：纵坐标的含义应是小麦胚芽段生长的长度；可以推测本实验的pH值大致范围是在2～6，理由是因为当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．
（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5组实验．
②将各组小瓶编号，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将各组在适宜条件下进行培养，定期测量并记录胚芽段的长度．
④预期结果：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．

Answer 1

分析 本实验的目的是验证酸能促进细胞伸长，实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，为了实验结果更加准确，还需遵循平行重复原则．
本实验的单一变量是pH，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．

解答 解：（1）生长素作用的部位是胚芽鞘尖端的下面一段，即b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）本实验中自变量为pH值，因变量为胚芽鞘b段的生长情况，因此柱形图中纵坐标的含义应是小麦胚芽段生长的长度；柱形图中看出，PH值为4时胚芽鞘生长最快，该浓度最接近最适生长素浓度，因此可以推测本实验的pH值大致范围是在2～6c/ppm．
（3）在探究实验中，首先要设置自变量，即将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；由于实验的因变量为胚芽鞘的生长情况，因此需要定期测量胚芽段长度并记录．从预实验中可以看出，促进细胞生长的最适浓度在PH为4左右，呈酸性，因此在一定范围内酸性越强，细胞伸长越明显，过酸则抑制细胞伸长．
故答案为：
（1）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
（2）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
（3）①5组
②等量的5种不同pH值缓冲液
③测量并记录胚芽段的长度
④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

点评 本题考查探究生长素生理作用原理的实验，意在考查考生具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理能力，难度中等，属于考纲理解层次，解答本题的关键是理解实验设计的对照原则和单一变量原则，注意标明横坐标和纵坐标的含义．