2019创新设计高考生物一轮复习教师用书：实验素养提升6

[技能必备]

对实验设计方案的检查和评价“五看法”

[技能展示]

1.(2017·山东潍坊模拟)某研究小组为探究3种具有生长素效应的物质NAA、IAA和IBA对竹柳插条生根效果的影响，进行了如下相关的实验探究：

选用一年生茁壮、无病虫害的竹柳，取长10 cm、粗0.2 cm的枝条若干，上端剪口平滑，下端则沿30°剪切，并用0.5%的多菌灵进行表面消毒。

将3种具有生长素效应的物质分别配制成50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L 3种浓度的溶液。将竹柳插条每10枝一组，下端插入激素溶液中60 min，重复3次，然后在相同环境条件下进行扦插实验。观察并记录插条生根情况，结果如表所示。

请回答下列问题：

(1)插条下端沿一定角度剪切的目的是____________________________。

(2)该项实验研究过程中的自变量是________________________________。

请写出一种上述研究过程中与根有关的没有涉及的因变量：_______________________________________________________________。

(3)从实验设计的科学性角度分析，本实验设计的缺点是________。

(4)从研究的自变量分析，________对生根率的影响程度较大。

解析　(1)实验过程中，插条下端沿一定的角度进行剪切，可增大插条切口与具有生长素效应的物质溶液的接触面积，有利于插条下端吸收溶液，并促进其生根。(2)分析表格数据可知，该实验的自变量是激素的种类和浓度，因变量是插条的生根率，但因变量也可以是生根的条数或生根的长度。(3)该实验中3种具有生长素效应的物质分别都被配制成50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L 3种浓度的溶液，缺少浓度为0的对照组，即该对照组应为不进行任何激素处理的空白对照。

(4)从数值来看，不同激素处理，数据差别较大，其中IBA对生根率的影响最大，而每种激素在不同浓度时所起的作用变化不明显。

答案　(1)增大(切口、生根、吸收)面积　(2)激素种类和激素浓度　平均根长(或生根数)　(3)缺少对照组

(4)激素种类

2.(2018·湖北武汉调研)某研究小组为验证糖尿病是由胰岛素缺乏引起的，设计了以下实验：

实验材料：健康且年龄、大小等相同的小鼠若干，胰岛素、斐林试剂及其他必需用品。

实验步骤：

第一步，随机选择2只小鼠，切除其中一只小鼠的胰腺，另一只小鼠不切除胰腺但进行相应的切割处理。

第二步，一段时间后分别收集小鼠适量的尿液于试管中，然后滴加斐林试剂，观察颜色变化。

第三步，给切除胰腺的小鼠喂食适量的胰岛素，一段时间后收集适量的尿液于试管中，滴加斐林试剂，观察颜色变化。

请根据以上内容回答问题：

(1)指出上述实验步骤中的3项错误：_______________________________

_______________________________________________________________。

(2)本实验设置了两种对照：一种是________________，另一种是_______________________________________________________。

(3)请设计实验结果记录表，并将正确处理后预期的实验结果填入表中。

解析　(1)第一步，随机选择2只小鼠，数量太少，不能排除偶然因素对实验结果的影响；第二步，滴加斐林试剂后，需要水浴加热，才能观察颜色变化；第三步，应给切除胰腺的小鼠注射适量的胰岛素，要注意胰岛素不能喂食(胰岛素的化学本质是蛋白质，若喂食，其会被消化而失去活性)。另外，滴加斐林试剂后观察实验现象时，也需要水浴加热。(2)本实验体现的对照原则：一种是实验小鼠(切除胰腺)与正常小鼠进行的空白对照，另一种是实验小鼠补充胰岛素后进行的自身前后对照。(3)实验中至少需要6只小鼠，每组3只，进行重复实验。第一组：小鼠不切除胰腺但进行相应的切割处理，滴加斐林试剂并水浴加热后尿液中不出现砖红色沉淀，说明尿液中没有还原糖；第二组：小鼠切除胰腺，滴加斐林试剂并水浴加热后尿液中出现砖红色沉淀，说明尿液中含有还原糖，两组实验对照证明了糖尿病与胰腺有关。接着给切除胰腺后的小鼠注射适量的胰岛素，则滴加斐林试剂并水浴加热后尿液中不出现砖红色沉淀，说明胰岛素能降低血糖浓度，而且胰岛素由胰腺分泌，进而可证明糖尿病是由胰岛素缺乏引起的。

答案　(1)第一步选择2只小鼠(小鼠的数量太少)；第二步、第三步滴加斐林试剂观察颜色变化(无水浴加热)；第三步给切除胰腺的小鼠喂食适量的胰岛素(胰岛素不能喂食)

(2)实验小鼠与正常小鼠的空白对照(或空白对照)　实验小鼠补充胰岛素的自身前后对照(或前后对照)

(3)实验结果记录表如下

3.(2017·河南开封一模)科学研究发现：生长素可能通过促进细胞分泌H＋，进而促进细胞伸长。为了验证酸能够促进细胞伸长，科学家进行了如下相关实验设计：

(1)实验材料的处理(如图为黑暗中萌发的小麦幼苗)：

①取材：选择若干长势一致的小麦幼苗，切取图中________(填字母)对应的胚芽段作为实验材料。理由是____________________________________________。

②处理：步骤①所取的胚芽段，首先应放入蒸馏水中浸洗的理由是______________________________________________________。

(2)预实验：为了确定实验中pH大致范围，配制不同pH的系列缓冲液。进行了预实验，结果如图。

①图中纵坐标的含义是________________________________。

②图示说明：_______________________________________________________。

可以推测本实验的pH大致范围在__________________________。

(3)正式实验：

①设置5组实验。

②将各组小瓶编号，分别装入________，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_________________________。

解析　(1)①感受外界刺激的部位是胚芽鞘尖端(a)，而生长素的作用部位是胚芽鞘尖端以下的一段(b)，生长素能促进胚芽鞘尖端以下一段细胞的伸长，该实验的目的是验证酸能够促进细胞伸长，因此，应选择能伸长生长的b段作为实验材料。②b段中可能含有植物自身产生的生长素，为了排除自身产生的生长素对实验的干扰，需要首先将胚芽段放入蒸馏水中浸泡。(2)①图中纵坐标为实验的因变量，即小麦胚芽段生长的长度。②起初随着pH增大，细胞伸长效果越来越明显，当超过一定的pH(约为3)，细胞伸长效果逐渐减弱，最终会抑制细胞的伸长(与pH为7比较)。通过预实验，可得出小麦胚芽段生长的最适pH范围为1～5，因此，正式实验应在pH为1～5范围内设置更小的梯度进行实验。(3)5组实验的瓶内应分别装入等量的5种不同pH缓冲液，每瓶投入10段相同的实验材料，这是对自变量(不同pH缓冲液)和无关变量进行的处理，然后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(对因变量进行检测)，以确定促进细胞伸长的最适pH。

答案　(1)①b　伸长部位是胚芽鞘尖端下面的一段　②尽可能排除植物本身产生的生长素对实验的干扰

(2)①小麦胚芽段生长的长度　②在一定范围内，pH越大，细胞伸长越明显，超过一定范围，则会抑制细胞伸长　1～5　(3)②等量的5种不同pH缓冲液　③测量并记录胚芽段的长度

(时间：30分钟　满分：100分)

1.(2018·河南六市第一次联考，2)如图表示某实验小组利用玉米胚芽鞘探究生长素在植物体内运输方向的实验设计思路，为证明生长素在植物体内具有极性运输特点，最好应选择(　　)

A.甲和乙  B.甲和丙

C.乙和丁  D.丙和丁

解析　由于生长素的运输为极性运输，即只能由形态学上端运输到形态学下端，对应图中胚芽鞘就是只能从a向b方向运输，验证生长素的极性运输应该选择图中的甲和丙，选B。

答案　B

2.(2018·湖南长郡中学周测)下列有关“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验的叙述，错误的是(　　)

A.生长素类似物浓度不同，促进生根的效果即不相同

B.不同浓度生长素类似物处理组之间可形成相互对照

C.可以用较低浓度的生长素类似物溶液浸泡插条的基部

D.该实验前需做预实验

解析　在生长素类似物最适浓度的两侧，会找到促进生根效果相同的两个生长素类似物溶液的浓度，A错误；本实验的自变量是生长素类似物的浓度，不同浓度生长素类似物处理组之间可形成相互对照，B正确；生长素类似物在低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长，在“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验中浸泡法为把插条的基部浸泡在配制好的溶液中处理几小时至一天，这种处理方法要求溶液的浓度较低，C正确；为了给正式实验摸索条件，减少实验误差，该实验前需做预实验，D正确。

答案　A

3.(2017·六安模拟)种子萌发过程中，由于受到土壤的机械压力，幼苗的下胚轴顶端会产生曲折，形成如图甲所示的“顶端弯钩”。科学家为研究该现象产生的机理，在无土、黑暗条件下，给予黄化幼苗不同外源植物激素处理，得到如图乙所示的结果。下列分析错误的是(　　)

A.“顶端弯钩”的形成减小了子叶在出土过程中的机械伤害

B.“顶端弯钩”的形成与生长素无关

C.茉莉素拮抗乙烯在“顶端弯钩”形成中的作用

D.土壤压力、光照等环境因子会引起植物体内激素含量的变化

解析　种子萌发过程中，由于受到土壤的机械压力，幼苗的下胚轴顶端会产生曲折，减小了子叶在出土过程中的机械伤害，A正确；图乙的实验结果显示，没有给予黄化幼苗外源生长素处理，无法得出“顶端弯钩”的形成与生长素无关的结论，B错误；茉莉素和乙烯联合处理组的“顶端弯钩”程度小于乙烯单独处理组，说明茉莉素拮抗乙烯在“顶端弯钩”形成中的作用，C正确；光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内激素含量的变化，D正确。

答案　B

4.(2018·衡水二中三调)图甲所示是对玉米胚芽鞘进行的单侧光处理；一段时间后，将胚芽鞘尖端下部纵切，部分切面如图乙所示；图丙是丁香枝条示意图；图丁是豌豆幼苗示意图。以下分析正确的是(　　)

A.图乙中d处细胞对应图甲中胚芽鞘的a侧细胞

B.由图乙分析可知，生长素通过促进细胞分裂使植物生长

C.图丙中e处的生长素通过自由扩散运输到f处，抑制侧芽的生长

D.图丁中生长素在重力作用下从g侧通过极性运输到h侧

解析　在单侧光照射下，生长素由向光侧运输到背光侧，故a侧生长素浓度高于b侧，a侧细胞生长较快，对应图乙的d处，A正确；由图乙分析可知，生长素通过促进细胞伸长促进植物生长，B错误；图丙中e处的生长素运输到f处的方式属于主动运输，C错误；图丁中重力作用造成生长素从g侧运输到h侧的运输是横向运输，不是极性运输，D错误。

答案　A

5.(2018·河南名校联盟第一次段考，24)为探究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆幼苗伸长的影响，生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆幼苗的完整植株和去顶植株，实验测得不同条件下幼苗伸长的长度如下表所示。下列分析错误的是(　　)

注：CK为空白对照组

A.实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量

B.生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长

C.生长素和赤霉素混合作用时均能体现对两种植株伸长的协同作用

D.赤霉素处理去顶植株效果不佳的原因可能与内源生长素的含量有关

解析　该实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量，A正确；生长素和赤霉素单独作用时，幼苗伸长量均大于空白对照组，所以生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长，B正确；生长素和赤霉素混合作用于完整植株的效果不如单独使用赤霉素效果好，该结果不能体现生长素和赤霉素的协同作用，C错误；通过对照分析，赤霉素单独作用于去顶植物的效果不如完整植株的效果好，其原因可能是内源生长素含量低，D正确。

答案　C

6.下列与植物生长素有关的叙述，错误的是(　　)

A.植物顶端优势现象表明生长素的作用具有两重性

B.与老细胞相比，植物的幼嫩细胞对生长素较敏感

C.幼苗中生长素的合成量对基因组的表达具有调节作用

D.成熟组织中生长素进行极性运输，并受单侧光和重力的影响

解析　本题考查生长素的基础知识，主要考查理解能力。顶芽产生的生长素逐渐向下运输，使侧芽附近生长素浓度较高，发育受到抑制，顶芽生长素浓度较低，生长较快，植株表现出顶端优势，A正确；植物的幼嫩细胞对生长素的敏感性高于衰老细胞，B正确；光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节，C正确；成熟组织中的生长素的运输方式是非极性运输，D错误。

答案　D

7.对烟草植株进行打顶处理解除顶端优势后，侧芽生长素浓度随时间的变化曲线如图所示，下列叙述错误的是(　　)

A.打顶前生长素对顶芽和侧芽的作用效果体现了两重性

B.打顶后第20天，侧芽生长素主要由侧芽自身合成

C.打顶能解除顶端优势，使侧芽生长素浓度持续升高

D.不同器官对生长素的敏感程度能影响生长素的作用效果

解析　打顶能解除顶端优势，使侧芽生长素浓度先降低后升高，C错误。

答案　C

8.(2018·湖南湘中联考)TIBA(三碘苯甲酸)能够阻碍生长素的极性运输，下列有关TIBA在农业上的应用，错误的是(　　)

A.对大豆施用适量TIBA可使植株侧枝生长更旺盛，从而起到一定的增产效果

B.用适当浓度的TIBA浸泡大豆种子，能提高萌发率

C.若没有TIBA，采用手工摘除大豆顶芽的方法也能让大豆增产

D.施用适量TIBA可使植株矮化，从而起到一定的抗倒伏的效果

解析　依题意可知：对大豆施用适量TIBA可抑制植物的顶端优势，使植株侧枝生长更旺盛，从而起到一定的增产效果，A正确；赤霉素具有促进种子萌发的作用，而TIBA对赤霉素不起作用，所以不会影响种子的萌发率，B错误；手工摘除大豆顶芽的方法也能解除顶端优势从而让大豆增产，C正确；施用适量TIBA可抑制生长素的极性运输，使植株矮化，从而起到一定的抗倒伏效果，D正确。

答案　B

9.用不同浓度的生长素类似物2，4－D对迎春花进行插条生根的研究，实验结果如图。其中1、2、3、4组培养环境中2, 4－D浓度分别为a、b、c和0(清水组)。下列相关叙述正确的是(　　)

A.图示说明实验中2，4－D浓度关系为a<b<c

B.图示浓度b是促进插条生根的最适浓度

C.实验结果表明，植物体产生的2，4－D与生根有关

D.实验结果可说明2，4－D对根的生理作用具有两重性

解析　3组比清水组生根少，2，4－D应是高浓度，只能确定c的浓度高于a和b，但是不能确定a、b浓度的大小，A错误；由于实验中缺少其他浓度的实验组，因此不能确定b浓度是否是最适宜浓度，B错误；2，4－D属于生长素类似物，是人工合成的，不是植物体产生的，C错误。

答案　D

10.(2017·山西阳高一中月考，2)为提高棉花纤维的长度，研究者取开花前2天(未受精)的棉花胚珠细胞(A)和开花当天(受精)的棉花胚珠细胞(B)在体外培养，于不同时间分别给予不同的激素。实验结果见下表：

上述实验表明(　　)

A.两种激素均能引起棉花胚珠细胞分化和伸长

B.受精与否决定了棉花胚珠细胞的分化和伸长

C.只要添加两种激素棉花细胞就能分化和伸长

D.两种激素共同使用和单独使用的结果不同

解析　依题意可知：A组是没有受精的棉花胚珠细胞，B组是受精的棉花胚珠细胞，第1、2组实验结果说明，两种激素均能引起棉花胚珠细胞分化和伸长，与受精与否无关，A正确，B错误；第1、2、3、4组实验结果说明，两种激素单独使用与共同使用均能引起棉花胚珠细胞的分化和伸长，棉花胚珠细胞的分化和伸长与两种激素单独使用和共同使用无关，但是与添加的时间早晚有关，C、D错误。

答案　A

11.将黄化豌豆幼苗切段用不同浓度的生长素处理，结果如图。现将相同长度的茎段浸没在某一未知浓度的生长素溶液中，测得其生长量为a cm，从图中可知其对应的生长素浓度分别为4 μmol·L－1和16 μmol·L－1。为进一步确定其浓度，将待测溶液稀释为原浓度的一半，再取相同切段浸入其中，测得其生长量为b cm。下列有关分析正确的是(　　)

A.若a>b，则待测溶液的浓度为16 μmol·L－1

B.若a<b，则待测溶液的浓度为4 μmol·L－1

C.生长素通过促进细胞的分裂来促进幼苗切段的生长

D.若生长素溶液的浓度大于18 μmol·L－1时，离体的茎段生长量可能小于d cm

解析　若待测溶液的浓度为16 μmol·L－1时，稀释为原浓度的一半后则为8 μmol·

L－1，则离体的茎段生长量b>a；若待测溶液的浓度为4 μmol·L－1时，稀释为原浓度的一半后则为2 μmol·L－1，则离体的茎段生长量b<a。生长素通过促进细胞的伸长来促进幼苗切段的生长。由图中曲线变化趋势可推知，当生长素溶液的浓度大于18 μmol·L－1时可能起抑制作用，离体的茎段生长量可能小于d cm。

答案　D

12.(2018·河南天一大联考，23)科学家开展了一项实验来探究两种植物激素对烟草细胞的不同效果。如图表示加入不同激素处理后48 h内的实验结果，分析结果可知(　　)

A.生长素缺乏会导致淀粉在48 h内都没有积累

B.在48 h内，细胞分裂素刺激了烟草细胞中淀粉的积累

C.每种激素的加入都会对烟草细胞淀粉积累量发挥即时效应

D.细胞分裂素处理后第二个12 h期间的淀粉增加量多于任何其他12 h期间的增加量

解析　依图示信息，无法得知生长素缺乏时淀粉积累量，A错误；细胞分裂素能够促进淀粉的积累，B正确；细胞分裂素在第2个12 h时发挥作用，C错误；用细胞分裂素处理时，第四个12 h(即36～48 h)期间曲线斜率最大，说明这段时间内淀粉增加量最多，D错误。

答案　B

13.在植物生长发育和适应环境的变化过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用，共同调节。如图是生长素、赤霉素和乙烯三种激素对细胞纵向伸长的影响。已知赤霉素具有促进植物茎秆伸长的作用，而生长素合成过程中会有ACC合成酶的合成，这种酶是合成乙烯必需的。请回答下列问题：

(1)生长素的化学名称是____________，其促进细胞生长具有________特点。

(2)结合c、d两过程分析：高浓度生长素条件下，细胞纵向生长受到抑制可能原因是_______________________________________。

(3)赤霉素能够促进茎秆伸长的原因可能是____________________________。

(4)研究发现，乙烯的产生具有“自促作用”，即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生，因此，这种乙烯合成的调节机制属于________调节。

(5)某研究小组想知道生长素和赤霉素在促进月季插条生根方面是否有协同作用，进行了如下实验：

a.取生长状况相同的一年生月季枝条若干，平均分成四组，每组10根，编号甲、乙、丙、丁。

b.甲、乙、丙三组插条基部分别用等量适宜浓度的生长素溶液、赤霉素溶液和一定比例的生长素与赤霉素混合溶液处理相同的时间，丁组不做处理。

c.在相同且适宜的条件下培养相同时间后，统计每组插条的平均生根数。

①该实验中每组选取10根插条的目的是________________________。

②该实验设计丁组的目的是________。

③若出现____________________________________________________的结果，则说明赤霉素和生长素在促进月季插条生根方面具有协同作用。

解析　(1)生长素的化学名称是吲哚乙酸，其促进细胞生长具有两重性的特点。

(2)分析c、d过程可推知，高浓度生长素条件下，细胞纵向生长受到抑制可能原因是：高浓度的生长素促进了乙烯的合成，乙烯抑制了细胞的纵向伸长生长。

(3)赤霉素能够促进茎秆伸长的原因可能是：促进了生长素的合成，抑制了生长素的分解。(4)乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生，这种乙烯合成的调节机制属于正反馈调节。(5)①该实验中每组选取10根插条的目的是防止实验偶然性误差。②设计的丁组不做处理，其是空白对照组。③若赤霉素和生长素在促进月季插条生根方面具有协同作用，则出现的结果应为：甲乙丙三组插条生根数均多于丁组，且丙组多于甲乙两组。

答案　 (1)吲哚乙酸　两重性

(2)高浓度的生长素促进了乙烯的合成，乙烯抑制了细胞的纵向伸长

(3)促进了生长素的合成，抑制了生长素的分解

(4)正反馈

(5)①防止实验偶然性误差　②空白对照　③甲乙丙三组插条生根数均多于丁组，且丙组多于甲乙两组

14.(2018·辽宁大连模拟)研究表明赤霉素(GA)可以通过调节生长素(IAA)的水平从而促进植物的生长，具体调节过程如图1所示，图中“束缚态IAA”无生物活性。某研究小组为探究IAA和GA对植物生长的调节作用，设计对照实验探究萘乙酸(NAA，生长素类似物)和GA对豌豆茎段伸长生长的影响，得到如图2所示结果。(本题中涉及的“＋”表示促进，“－”表示抑制。)请分析回答有关问题：

(1)图1中前体物质X是________，a、b、c表示的调节效应分别是________(分别用“＋”或“－”表示)。

(2)结合图1信息并根据对照实验设计思路，图2中所示B组、D组处理方法分别为________、________。

(3)由图2中结果可知NAA和GA表现出激素间相互作用类型中的________作用。

(4)图示探究实验乃至农业生产实践中不直接使用生长素(IAA)，而是利用NAA等物质代替IAA进行使用，请结合图1和所学知识分析原因在于___________________________________________________________。

(5)植物伸长生长可能是细胞数量增加和(或)细胞长度增加的结果。研究小组在上述C组实验的基础上开展进一步探究，发现当加入某种抑制性药物完全抑制DNA复制后，GA诱导的豌豆茎段平均伸长量数值曲线位于图2中C组和D组之间。由此说明GA影响豌豆茎段伸长生长的方式是________________________。

解析　(1)前体物质色氨酸能转化成生长素，即X为色氨酸。据题意可知，赤霉素(GA)可以调节生长素(IAA)的水平，从而促进植物的生长，故GA对IAA的调节效应分别是促进其合成，抑制其分解，图中a是促进(＋)，b为促进(＋)，c为抑制(－)。(2)根据对照实验的单一变量原则，图2中所示B组应加NAA，D组应不加激素，作为空白对照组。(3)由图2中加NAA的B组和加GA的C组与加NAA和GA的D组相比较可知，IAA和GA表现为协同作用。(4)生长素含量低、不易提取，易于被氧化，萘乙酸(NAA)是人工合成的生长素类似物，可大量生产，因此实验乃至农业生产实践中不直接使用生长素(IAA)，而是利用NAA等物质代替IAA进行使用。(5)植物伸长生长可能是细胞数量和细胞长度增加的结果。当加入药物完全抑制DNA复制后，细胞分裂不能进行，GA诱导的豌豆茎段平均伸长量数值曲线位于图2中C组和D组之间，说明茎段在不进行细胞分裂的情况仍然伸长生长，由此可以推出赤霉素通过促进细胞伸长和细胞分裂而影响茎段伸长生长。

答案　(1)色氨酸　＋、＋、－　(2)加NAA　不加激素　(3)协同　(4)生长素含量低、不易提取，易于被氧化，萘乙酸(NAA)是人工合成的生长素类似物，可大量生产　(5)促进细胞伸长和细胞分裂(或细胞数量增加和细胞长度增加)