Question

植物的根具有向重力生長的特性，下列是研究根向重力生長機理的兩個實驗：

實驗一：將空白瓊脂和含EDTA的瓊脂做成帽狀，分別套在甲、乙兩組玉米胚根的根冠外(示意圖如下)。（提示：EDTA的作用是去除與其臨接部位的Ca²⁺）

將胚根水平放置培養(yǎng)一定時間后，觀察到甲組胚根向重力(下)生長，乙組胚根水平生長。

根據(jù)上述實驗結果，得出實驗結論：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

實驗二：水平放置的胚根彎曲向下生長，與根冠近地側的Ca²⁺濃度明顯高于遠地側有關。研究表明。根總是朝著Ca²⁺濃度高的方向彎曲生長。為驗證這一結淪，有人設計了下列實驗方案。請根據(jù)提供的實驗材料和用具，寫出所缺的實驗步驟和實驗結果，并回答問題。

⑴實驗材料和用具：胚根等長的萌發(fā)玉米種子，含EDTA的瓊脂帽，含Ca²⁺的瓊脂塊，空白瓊脂塊，培養(yǎng)皿等。

⑵實驗步驟：

第一步：取若干個培養(yǎng)皿．在每個培養(yǎng)皿中放置適量的萌發(fā)玉米種子，按實驗一中乙組的方法處理胚根一定時間后，移去根冠外的瓊脂帽。

第二步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

第三步：在A組的胚根上方放一空白瓊脂塊，＿＿＿＿＿＿＿＿；

第四步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶實驗結果：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑷科學家進一步證實，根冠中生長素的分布受Ca²⁺濃度影響。當胚根水平放置時，重力誘導Ca²⁺向根冠下側移動，導致近地側的生長素濃度比遠地側高。請分析胚根的生長素分布與向重力生長的關系：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

Answer 1

【解析】　本題考查同學們的實驗分析能力和實驗設計能力。解答本題時，同學們應首先對題目所給的實驗材料的特點和實驗設計進行分析的基礎上，得出實驗結論；再結合傳統(tǒng)經(jīng)典實驗的設計思想，在題目給出的步驟的基礎上，運用題目所給實驗材料對實驗進行創(chuàng)新設計，并對實驗結果進行預測。由實驗一中甲、乙兩組的試驗不同條件和引起的不同現(xiàn)象，即甲組沒有改變胚根的任何物質(zhì)（比如Ca^2＋）的含量和分布，胚根向重力（下）生長；乙組中含EDTA的瓊脂帽除去了胚根尖端周圍與之臨接部位的Ca^2＋，胚根水平生長，可推知胚根向重力生長與否與胚根尖端Ca^2＋分布和含量有關。

根據(jù)題目信息，可確定本實驗的自變量為Ca^2＋濃度；即實驗組根兩側的Ca^2＋濃度不同，且要對照組兩側的濃度仍相同。需要注意的是對于未處理的胚芽鞘而言，其根冠均有Ca^2＋分布，這會造成試驗的誤差與結論的錯誤，實驗的第一步已經(jīng)處理了，就是所有的胚根都用含EDTA的瓊脂帽處理胚根，去除根冠周圍的Ca^2＋。應該注意的是本實驗屬驗證性實驗，所得結果應該符合需要論證的實驗結論，否則實驗就是失敗的。