新教材高考生物一轮复习第8单元生命活动的调节第5讲植物生命活动的调节课件

这是一份新教材高考生物一轮复习第8单元生命活动的调节第5讲植物生命活动的调节课件，共60页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，②鲍森·詹森实验，③拜尔实验，④温特实验，顶端优势，ABC，ACD，2拮抗作用等内容，欢迎下载使用。

1.概述科学家经过不断的探索,发现了植物生长素,并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性,既能促进生长,也能抑制生长。2.举例说明几种主要植物激素的作用,这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。3.举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用。4.概述其他因素参与植物生命活动的调节,如光、重力和温度等。
1.通过列表比较法理解五类植物激素的产生与作用。2.通过概述生长素的发现过程,认同科学探究需要大胆的猜测、严谨的实验、认真的观察和严密的逻辑分析。3.以适度与平衡观念,说明生长素的生理作用及其特点,并能运用这一观念分析和解决现实中的问题。4.基于对植物生长调节剂应用的利弊分析,探讨科学、技术、社会与环境之间的复杂关系。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
第三环节　核心素养提升
知识筛查1.生长素的发现过程(1)经典实验过程和结论①达尔文实验
(2)对植物向光性的解释
2.生长素的合成、运输与分布
易错易混明辨极性运输和非极性运输(1)极性运输指只能由形态学上端向形态学下端运输,是一种逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗ATP,与细胞呼吸强度有关。(2)在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。(3)失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素的分布是均匀的,植物会水平生长。
知识落实1.下列有关生长素的说法,正确的是(　　)A.生长素在植物体内只能进行极性运输,不能进行非极性运输B.生长素由专门的器官产生,作用于特定的靶细胞或靶器官C.生长素和靶细胞的受体结合后能影响靶细胞内基因的表达D.高浓度生长素能抑制种子形成,从而形成无子果实
生长素在成熟组织中可以通过输导组织进行非极性运输。植物体内没有产生激素的专门器官,生长素由植物的特定部位产生。适宜浓度的生长素可促进果实的发育,形成无子果实。
2.为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在相同条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如下图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是(　　)A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b'侧的相等B.胚芽鞘b侧与c侧的IAA含量不同C.胚芽鞘b'侧细胞能运输IAA,而c'侧细胞不能D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量
对照组中琼脂块a不含IAA,所以胚芽鞘b侧不含IAA,而实验组中琼脂块a'含IAA,所以b'侧含有从琼脂块a'运输来的IAA,A项错误。胚芽鞘b侧与c侧都不含IAA,B项错误。胚芽鞘b'侧细胞和c'侧细胞都能运输IAA,C项错误。琼脂块a'输出的IAA在向下运输过程中有所消耗,所以琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,D项正确。
知识筛查1.生长素的生理作用(1)生理作用
(2)作用机制:生长素首先与细胞内的生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。(3)作用特点:生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长。
(4)敏感程度比较①器官种类——敏感性大小:根>芽>茎。②细胞成熟度——幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比较迟钝。③植物种类——双子叶植物的敏感性>单子叶植物的敏感性。
知识落实1.下列关于有关实例的分析,错误的是(　　)①茎的向光性　②茎背地生长　③根向地生长　④顶端优势　⑤用除草剂去除杂草A.不能反映生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长这一特点的是①②④B.实例①②没有体现生长素具有抑制生长的作用C.实例③④⑤均在一定程度上体现了过高浓度的生长素具有抑制生长的作用D.实例⑤反映了不同种类的植物对生长素的敏感程度不同
生长素的作用特点是在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长。实例①②不能说明生长素在浓度过高时抑制生长,实例③④能说明生长素作用的上述特点,实例⑤能说明不同种类的植物对生长素的敏感程度不同。
2.(不定项选择题)图1表示不同植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系,图2为不同浓度的生长素对植物生长的影响曲线。
下列叙述正确的是(　　)A.图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长B.图1中曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点和图2中的H点对应的生长素浓度均为促进相应植物生长的最适浓度C.若图1中的A点对应的生长素浓度为图2中的m,则图1中的B点对应的生长素浓度大于eD.若图1中的C点对应的生长素浓度为图2中的m,则图1中的D点对应的生长素浓度应大于g小于2m
图1中,在一定生长素浓度范围内,植物生长单位长度所需时间均比生长素浓度为0时要短,超过一定浓度后,情况则相反;图2中,当生长素浓度为0~e(不包括e)时,生长素对植物生长起促进作用,当生长素浓度大于e时,生长素对植物生长起抑制作用。因此,图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长,A项正确。图1中,曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点均表明相应植物生长单位长度所需时间最短,对应促进植物生长的最适生长素浓度;图2中的H点表示生长素对植物生长的促进作用最大,对应的g是生长素促进相应植物生长的最适浓度,B项正确。
图1中的A点对应的生长素浓度对相应植物生长起促进作用,B点对应的生长素浓度对相应植物生长起抑制作用;图2中生长素浓度为m时对植物生长起促进作用,生长素浓度大于e时对植物生长起抑制作用,因此,若图1中的A点对应的生长素浓度为图2中的m,则图1中的B点对应的生长素浓度大于e,C项正确。图1中的C、D两点对应的生长素浓度对相应植物生长均起促进作用,D点的促进作用更大且D点在最适浓度之前。若图1中的C点对应的生长素浓度为图2中的m,则图1中的D点对应的生长素浓度介于图2中的m与g之间,D项错误。
知识筛查1.其他植物激素的合成部位和主要作用
2.植物激素调控植物生长发育的方式一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
3.植物激素间的相互作用
4.植物生长调节剂的应用(1)概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。(2)优点:原料广泛、容易合成、效果稳定。(3)
知识落实1.(2022广东卷)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是(　　)A.秸秆还田B.间作套种C.水旱轮作D.尿泥促根
秸秆还田主要利用了生态系统的物质循环功能,A项不符合题意。间作套种利用了不同植物间对光照强度的需求不同,B项不符合题意。水旱轮作通过土壤环境的水旱更替,可以明显改善土壤结构,提高土壤肥力,还可以有效灭除农田杂草和通过土壤传播的病虫害,C项不符合题意。尿液中含有吲哚乙酸,可促进植物生根,与植物生长调节剂使用直接相关,D项符合题意。
2.植物激素在生产中应用广泛。下列叙述正确的是(　　)A.喷洒脱落酸类调节剂可以促进果实成熟B.细胞分裂素能促进植物茎段细胞的纵向伸长C.用赤霉素处理休眠的种子能明显提高发芽率D.用高浓度的生长素溶液处理扦插枝条,能明显提高生根率
脱落酸促进果实的衰老和脱落,乙烯能促进果实成熟,A项错误。细胞分裂素能促进细胞分裂,不能促进细胞的纵向伸长,B项错误。赤霉素能促进种子萌发,C项正确。较低浓度生长素促进生根,过高浓度生长素抑制生根,故用生长素溶液处理扦插枝条促使其生根需要合适的浓度,高浓度不一定能明显提高生根率,D项错误。
3.某研究小组进行了外施赤霉素和脱落酸对储藏期马铃薯块茎发芽影响的实验,结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)A.为使马铃薯块茎提早发芽,可以外施脱落酸B.为延长马铃薯块茎的储藏时间,可以外施赤霉素C.外施赤霉素后,马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间更短D.第5周时对照组马铃薯块茎中赤霉素含量与脱落酸含量的比值大于实验开始时
由题图可知,赤霉素能促进马铃薯块茎的发芽,而脱落酸能抑制其发芽,A项错误。赤霉素能促进发芽,缩短了马铃薯块茎的储藏时间,B项错误。由题图可知,三组马铃薯块茎从发芽到达到发芽率的最大值的时间大致相同,C项错误。对照组约在第4周时发芽率开始增加,原因是体内赤霉素含量增加,所以第5周时赤霉素含量与脱落酸含量的比值大于实验开始时,D项正确。
知识筛查1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
易错易混实验中需要关注的5个问题(1)配制生长素类调节剂溶液时,浓度梯度要小,组别要多。(2)在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的系列溶液获得更精确的最适浓度范围。(3)实验中需设置空白对照组,即加入等量蒸馏水组。(4)实验的自变量为不同浓度的生长素类调节剂,其他因素,如取材、处理时间、蒸馏水、温度等都是无关变量,实验中的处理都采用等量原则。(5)实验的因变量是插条的生根情况。
2.尝试利用乙烯利催熟水果(1)实验原理乙烯利是一种植物生长调节剂,工业品为液体。当溶液pH<3.5时,它比较稳定;但随着溶液pH升高,它会分解释放出乙烯。乙烯对水果有催熟作用,还可以进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。(2)注意事项乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性,操作时需要做好防护措施,并在通风良好的环境进行。乙烯利遇到明火可燃烧,需要注意防火。
知识落实1.NAA是人工合成的生长素类调节剂。某同学设计了“探索NAA促进银杏插条生根的最适浓度”的实验,获得了如下图所示的结果。下列有关实验设计及实验结果的叙述,正确的是(　　)A.银杏插条自身也能产生大量的NAAB.插条上芽的数目及饱满程度会影响实验结果C.C表示NAA促进银杏插条生根的最适浓度D.NAA处理插条时间的长短不会影响实验结果
由题意可知,NAA是人工合成的生长素类调节剂,不是植物自身合成的,A项错误。因为插条上芽会产生生长素,所以芽的数目及饱满程度会影响实验结果,B项正确。由题图无法判断NAA促进银杏插条生根的最适浓度,C项错误。NAA处理插条时间的长短也会影响实验结果,D项错误。
2.某课题组研究了植物生长调节剂甲和乙对某种月季插条生根的影响,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)A.植物生长调节剂的浓度是该实验的唯一自变量B.若探究浓度为10 μml/L的甲、乙对月季插条生根的综合影响,应设计4组实验C.实验证明乙促进生根的最适浓度是10 μml/LD.该实验证明植物生长调节剂甲在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长
研究植物生长调节剂甲和乙对某种月季插条生根的影响,实验的自变量包括植物生长调节剂的种类和植物生长调节剂的浓度,A项错误。要探究浓度为10 μml/L的甲、乙对月季插条生根的综合影响,应设计不加植物生长调节剂、只加植物生长调节剂甲、只加植物生长调节剂乙、加入植物生长调节剂甲和植物生长调节剂乙的4组实验,B项正确。由题图可知,随植物生长调节剂乙浓度的增加,月季插条生根数减少,说明植物生长调节剂乙抑制月季插条生根,C项错误。由题图可知,在各浓度的植物生长调节剂甲的作用下,插条生根数目均大于空白对照组,所以该实验不能证明植物生长调节剂甲在浓度过高时会抑制生长,D项错误。
知识筛查1.光对植物生长发育的调节
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素(1)温度(2)重力
3.植物生长发育的整体调控(1)植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。(2)植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。(3)激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。(4)激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
知识落实1.(2023广东卷)种植和欣赏水仙是广东的春节习俗。当室外栽培的水仙被移入室内后,其体内会发生一系列变化,导致徒长甚至倒伏。下列分析正确的是(　　)A.水仙光敏色素感受的光信号发生改变B.水仙叶绿素传递的光信号发生改变C.水仙转入室内后不能发生向光性弯曲D.强光促进了水仙花茎及叶的伸长生长
当水仙从室外移入室内后,光敏色素接收到的光信号变弱,通过一系列信号传递引起水仙徒长甚至倒伏,A项正确。光信号对植物生长的调节不是通过叶绿素感受和传递的,B项错误。转入室内后,若给以单侧光,水仙仍会发生向光性弯曲,C项错误。根据题意可知,弱光才会促进水仙花茎及叶的伸长生长,D项错误。
2.(不定项选择题)下列关于温度参与植物生命活动调节的叙述,错误的是(　　)A.年轮是由不同季节的降水量不同引起植物细胞分裂速度不同和细胞体积大小不同而产生的B.有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花,这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用C.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节植物的生长发育D.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行,植物分布的地域性很大程度上是由光照决定的
年轮是由不同季节的温度不同引起的,A项错误。植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行,植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,D项错误。
典型例题 (不定项选择题)右图为横放的萌发后的玉米种子。据图判断,下列叙述错误的是(　 　)A.在黑暗环境中一段时间后,根、茎分别出现不同的向性,此时生长受到抑制的是A、D侧B.玉米种子萌发初期,赤霉素含量增加,促进了淀粉的水解,为种子的萌发提供物质和能量C.玉米种子萌发成幼苗的过程中只受赤霉素和生长素的调节作用且调节作用的原理相同D.根、芽合成的生长素能从C运输到D、从A运输到B,反映了生长素极性运输的特点
在黑暗环境中一段时间后,根表现为向地生长,茎表现为背地生长,此时生长受到抑制的是D侧,A侧是促进作用,A项错误。玉米种子萌发成幼苗的过程中受多种激素的共同调控,C项错误。根、芽合成的生长素能从C运输到D、从A运输到B,并不是从形态学上端运输到形态学下端,不能反映生长素极性运输的特点,D项错误。
整合构建1.植物的向光性(1)原因分析
2.根的向地性和茎的背地性
3.生长素的运输和分布(1)重力、光照等因素影响生长素的运输和分布,但与生长素的极性运输无关。(2)引起生长素在胚芽鞘分布不均匀的因素:单侧光、重力、含生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上的位置,以及用云母片等材料阻断胚芽鞘一侧生长素向下运输等。(3)太空环境中虽然不存在重力对生长素分布的影响,但单侧光的影响仍存在,且生长素“极性运输”的特性不变。
知识延伸 不同处理方法下植物向性运动的结果图解分析
训练突破1.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行下图所示的实验,一段时间后,会发生弯曲生长现象的是(　　)A.②⑤⑦　　　　B.①②③⑤⑧C.①③④⑥⑦ D.②⑤⑧
①中胚芽鞘匀速旋转,受光均匀,a、b琼脂块中的生长素含量相同,故直立生长;②向右弯曲生长;③直立生长;④直立生长;⑤向右弯曲生长;⑥不生长也不弯曲;⑦只有暗室内的幼苗旋转,受光均匀,直立生长;⑧整体旋转,光通过小孔进入,幼苗受单侧光照射,所以向小孔方向弯曲生长。
2.下图中A、B、C表示放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上的花盆。A放在转盘的圆盘上,B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中;C放在转盘正中,外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是(　　)A.若A花盆随转盘旋转,则花盆中的小苗将会背离圆心生长B.若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,则C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,则B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转,则B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
影响A花盆中的小苗生长素分布的外力为离心力,生长素主要分布于外侧,小苗将会向圆心生长,A项错误。若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,小苗处于黑暗环境中,生长素分布均匀,因此C花盆中的小苗将会直立生长,B项正确。若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射,小苗将弯向光源生长,C项正确。若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以B花盘中的小苗将会向小窗弯曲生长,D项正确。
典型例题下图表示生长素浓度对某种植物根和茎生长的影响。下列判断错误的是(　　)A.生长素既能促进根、茎生长,也能抑制根、茎生长B.植株倒伏一段时间后,根尖近地侧生长素浓度应大于C点对应的浓度C.若植物茎向光侧生长素浓度为B点对应的浓度,则背光侧浓度一定大于D点对应的浓度而小于E点对应的浓度D.该植物茎对生长素的敏感程度小于根
植物茎具有向光性,若植物茎向光侧生长素浓度为B点对应的浓度,则背光侧浓度一定大于B点对应的浓度而小于E点对应的浓度。
整合构建1.生长素促进生长的原理分析(1)生长素促进生长的原理为促进细胞伸长生长,从而使细胞体积变大,而不是促进细胞数目增多。下图中,背光侧之所以长得快,是因为其背光侧细胞比向光侧伸长得更快。(2)利用生长素(或生长素类调节剂)来促进生根、除草、生产无子果实时,“生长素”前面不要忘记加上“适宜浓度”“一定浓度”等条件,因为生长素浓度不同,所起的作用也不同。
2.生长素生理作用的曲线解读
3.利用“三看法”判断生长素的作用特点
训练突破生长素能促进植物细胞伸长生长,作用机理如下图所示。下列说法错误的是(　　)A.生长素与细胞膜受体结合可引发H+以主动运输的方式向外运输B.细胞壁在碱性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长C.生长素的调节作用依赖于细胞内的信息传递过程D.生长素通过影响细胞的基因表达来调节植物生长
由题图可知,生长素与细胞膜受体结合,能引起内质网释放Ca2+, Ca2+促进细胞内的H+利用ATP中的能量转运到细胞外,所以H+的跨膜运输方式是主动运输,A项正确。H+运输到细胞膜外,细胞壁在酸性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长,B项错误。生长素的调节作用依赖于内质网释放Ca2+和细胞内的活化因子来完成信息传递过程,C项正确。生长素与活化因子结合后进入细胞核,通过促进相关基因的表达来调节植物生长,D项正确。
典型例题下图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用。据图判断,下列说法错误的是(　　)A.①②③代表的植物激素分别是赤霉素、生长素、乙烯B.激素①②③在促进幼苗生长过程中具有协同作用C.a浓度的激素②抑制细胞伸长,b浓度的激素②促进细胞伸长D.在幼苗生长过程中,除了图中的激素①②③外还有其他植物激素的作用
由题图可知,①和②都能促进细胞伸长,并且一定浓度的②促进细胞伸长,另一种浓度的②通过促进③的合成而抑制细胞伸长,可知①是赤霉素,②是生长素,③是乙烯。在促进幼苗生长过程中①②具有协同作用,而②③作用效果相反。过高浓度的生长素通过促进乙烯合成而抑制细胞伸长,较低浓度的生长素促进细胞伸长。幼苗的生长是多种激素共同调控的结果,除了题图中的激素,还有细胞分裂素等植物激素的作用。
整合构建1.植物生长调节剂的应用实例(1)用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯种子的休眠;促进芹菜等的营养生长,增加产量。(2)用NAA促进黄杨、葡萄的生根;对棉花进行保花保果。(3)用乙烯利促进黄瓜雌花的分化;促进香蕉、柿子、番茄果实的成熟。(4)施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花过度增高、促进结实。(5)用一定浓度的生长素类调节剂溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜果类作物产量的下降(注:此措施不可用于补救以收获种子为目的的各种粮食作物或油料作物的减产问题)。
2.植物激素间的相互作用(1)协同作用
训练突破1.(2023全国甲卷)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。下列关于植物激素的叙述,错误的是(　　)A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
生长素的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可以转变成生长素,A项正确。生长素可以从合成部位运输到植物体全身发挥作用,B项正确。多种植物激素相互作用,共同调节植物的生长发育,C项正确。生长素作为信息分子,给细胞传达信息,不像酶那样催化细胞代谢,D项错误。
2.油菜素内酯(BR)是植物体内一种重要的生长调节物质,已经被正式认定为第六类植物激素。某人开展了BR类似物(eBR)和6-BA对康乃馨切花的保鲜效应的研究,实验结果见下表,则(　　)A.需配制一系列浓度梯度的6-BA溶液和eBR溶液B.需配制6-BA和eBR的不同浓度的混合液C.测量指标为瓶插寿命和最大切花花径D.eBR有保鲜作用,6-BA无保鲜作用
由题干可知,该实验的目的是研究BR类似物(eBR)和6-BA 对康乃馨切花的保鲜效应,所以实验的自变量是BR类似物(eBR)和6-BA,不需要配制系列浓度梯度溶液,也不需要配制两种植物生长调节剂的混合液。实验结果表明两种植物生长调节剂都有保鲜作用。该实验的测量指标为瓶插寿命和最大切花花径。
变量梯度设置在实验中的应用1.概述变量梯度指自变量相邻两次取值之间的差值大小,即自变量每次变化的幅度。生物实验中常见的变量梯度有pH梯度、温度梯度、浓度梯度等。2.过程分析(1)在合适范围内取值:生物体或细胞生活在特定的环境中,研究某因素对生物或细胞的影响时,自变量应在它能发挥作用的范围内取值。如探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时,生长素浓度应设置为10-12~10-8 ml/L,变量梯度应相差一个数量级。
(2)梯度大小设置要适宜:梯度过小,看不出变化,同时会使实验组数增多,增加操作难度;梯度过大,实验结果不准确。如探究唾液淀粉酶的最适pH,预测其数值应在7.0左右,pH梯度设为0.4,即共做5组实验,其缓冲液pH分别设为6.2、6.6、7.0、7.4、7.8。(3)根据实验目的确定变量梯度的大小①若进行定性分析,梯度设置可稍大些。如探究温度对光合作用的影响,一般情况下植物在30 ℃左右时,光合作用最强。我们既要研究温度降低时光合作用强度的变化,也要研究温度升高时的变化,温度梯度设置如下:0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃。②若要进行定量分析,梯度设置应小些。如探究光合作用的最适温度,温度梯度设置如下:24 ℃、27 ℃、30 ℃、33 ℃、36 ℃。
(4)在实际操作中,为避免因梯度设计不当而造成人力、物力方面的浪费,可以设计一个预实验,每组之间梯度适当大一些,当找到一个大致的适宜范围后,再在这个范围内缩小每组之间的梯度值,最后测出一个准确范围。
典例剖析下面是某同学所做的“探索生长素类调节剂(2,4-D)促进插条生根的最适浓度”实验。请分析并回答下列问题。实验材料:每种插条若干(种类见上图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2,4-D、营养花钵等。
实验步骤:第一步,配制不同浓度的2,4-D溶液,并向7个培养皿中各注入50 mL;第二步,将C枝条均分成7组,每组10根,分别放入7个培养皿中处理适宜的时间;第三步,将处理后的C枝条分别放入营养花钵中,在适宜条件下培养10 d,观察并记录新生根的数量。
(1)该同学的实验设计有误,请指出来:　　　　　　　　　　　。 (2)1号和3号实验结果相同的原因是   　。 (3)某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插,说明书没有注明该植物适宜的使用浓度,正确的使用措施是　　　。 A.用高浓度,以保证生根B.用低浓度,以降低成本C.任选一种浓度进行扦插D.用不同浓度进行预实验
核心素养考查点剖析:本题以探究2,4-D促进插条生根的最适浓度实验为载体,综合考查了浓度梯度的选择和实验步骤的设计等,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。答案:(1)①选材有误,应选择保留3~4个芽的枝条,即选B枝条合适;②缺少预实验;③浓度梯度设置不合理,应有更低的浓度(2)1号与3号对应的2,4-D浓度位于最适浓度两侧,作用效果相同(3)D解析:生根粉是植物生长素类调节剂,具有较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长的特点。因此,正确的做法是先用较大浓度梯度的生根粉进行预实验,然后在预实验的基础上设计细致的实验,找到该植物适宜的使用浓度。
典题训练为探索生长素和赤霉素对豌豆茎节间切段生长的影响,某同学设计了如下图所示的实验,图1实验操作科学无误,图2为实验结果,该同学根据实验结果得出了生长素和赤霉素在促进豌豆茎节间切段生长方面具有协同作用的结论。请据图回答下列问题。
(1)根据实验结果分析,该同学的实验结论　　　　　(填“一定”或“不一定”)成立。作出该判断的理由是　  　。 (2)根据生长素的作用特点,该同学又提出“赤霉素对豌豆茎节间切段生长的作用也为在较低浓度时促进生长,在过高浓度时抑制生长”的假说。请写出验证该假说的简单实验设计思路和支持该假说的预期实验结果。实验设计思路:     　。 支持该假说的预期实验结果:   　 。 
答案:(1)不一定　缺少不加激素处理的对照组,不能确定这两种激素对豌豆茎节间切段生长是否起促进作用(2)配制一系列浓度梯度的赤霉素溶液,分别用清水和所配制的赤霉素溶液处理长度和生长状况相同的豌豆茎节间切段,在相同且适宜的条件下培养一段时间,测量并计算每组茎节间切段的平均长度　较低浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水处理组长,过高浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水处理组短