Question

（06四川卷）（21分）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(jié)果，得出實驗結(jié)論：                                         。

實驗二：水平放置的胚根彎曲向下生長，與根冠近地側(cè)的 Ca²⁺ 濃度明顯高于遠地側(cè)有關(guān)。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(jié)論，有人設(shè)計了下列實驗方案。請根據(jù)提供的實驗材料和用具，寫出第二步及以后的實驗步驟和實驗結(jié)果，并回答問題。

（1）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。

（2）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胚根一定時間后，移去根冠外的瓊脂帽。

第二步：

 

（3）實驗結(jié)果：                                                          。

（4）科學(xué)家進一步證實，根冠中生長素的分布受 Ca²⁺ 濃度影響，當(dāng)胚根水平放置時，重力誘導(dǎo) Ca²⁺ 向根冠下側(cè)移動，導(dǎo)致近地側(cè)的生長素濃度比遠地側(cè)高。請分析胚根的生長素分布與向重力生長的關(guān)系：                                    。

Answer 1

答案：實驗一結(jié)論：胚根向重力（下）生長與（根冠部位的）Ca ²⁺ 有關(guān)。

實驗二

（2）實驗步驟：

第二步：將培養(yǎng)皿均分成兩組，編號為 A組、B 組。

第三步：在A組的胚根上方放一個空白瓊脂塊，在B組的胚根上方放一個含Ca ²⁺ 的瓊脂塊。

第四步：將胚根水平放置培養(yǎng)一定時間后，觀察胚根的生長方向。

（3）實驗結(jié)果：當(dāng) A組胚根仍在水平生長時，B 組胚根已彎曲向上生長。

（4）生長素對根生長的作用具有兩重性，低濃度生長素可促進生長，高濃度則抵制生長。對根來說，生長素的最適濃度低，近地側(cè)的生長素濃度過高，生長慢；遠地側(cè)的生長素濃度較低，生長快，因而胚根彎曲向下生長。

解析：考查植物的向性運動。本題重在研究Ca^2＋   、生長素分布與作用原理（而本題用胚根做試驗材料）

    首先要搞清楚已知的試驗一中甲、乙兩組的試驗不同條件和引起的不同現(xiàn)象。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，由此可知胚根向重力生長與否與胚根尖端Ca^2＋分布和含量有關(guān)。

其次，根據(jù)題目要求由已知的結(jié)論要做論證試驗，必須注意試驗所用材料、用具的選擇及設(shè)計過程中對比試驗的作用。已知水平放置的胚根彎曲向下生長與根冠近地側(cè)的Ca^2＋濃度明顯高于遠地側(cè)有關(guān)，研究表明根總是朝著Ca^2＋濃度高的方向彎曲生長。那么我么就要設(shè)計一個試驗將根制造出兩側(cè)不同Ca^2＋濃度的材料，并且要對照即兩側(cè)濃度仍相同的情況。好在需要突破的是對于未處理的相同胚芽鞘而言，可能其根冠均有Ca^2＋分布，這會造成試驗的誤差與結(jié)論的錯誤，試驗第一步已經(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＋。

那么接下來就要繼續(xù)做的是試驗中要有對照處理，即一組要使胚根兩側(cè)Ca^2＋濃度不同，一組則相同。所以第二步：將培養(yǎng)皿均分成兩組，編號為A組和B組，在A組的胚根上方放一個空白瓊脂塊（仍保持兩側(cè)Ca^2＋濃度一致），在B組的胚根上方放一個含Ca^2＋的瓊脂塊（使上側(cè)遠地側(cè)Ca^2＋濃度高于近地側(cè)）。最后將胚根水平放置培養(yǎng)一段時間，觀察胚根的生長方向。

 試驗結(jié)果預(yù)測的是：A組胚根仍水平生長，B組已彎曲向上生長。此時應(yīng)該注意的是所得結(jié)果應(yīng)該符合需要論證得試驗結(jié)果。否則試驗就是失敗得。這就是論證性研究試驗與在不知結(jié)論情況下做的研究試驗的不同處了。前者要符合已知結(jié)論才能算試驗的成功，后者則是不定向的，據(jù)正確的試驗過程所得結(jié)果而定。

最后，把生長素與Ca^2＋關(guān)聯(lián)起來就要注意了。我們知道生長素的作用由雙重性，即在一定范圍內(nèi)隨著生長素濃度的升高，表現(xiàn)出促進植物生長，超過這個濃度則抑止生長。植物的不同部位生長素作用的最適濃度不同（根所要求得最適濃度10^－10mol/l，莖要求的最適濃度10^－4mol/l）,即一定濃度的生長素，對根的生長表現(xiàn)為抑止，而對莖的生長則是促進；超過一定濃度，莖的生長亦將受到抑止。）由上胚根水平放置時，重力誘導(dǎo)Ca^2＋向根冠下側(cè)移動，導(dǎo)致胚根近地側(cè)生長素濃度比遠地側(cè)高，則我們可以得出胚根的生長素分布與向重力生長的關(guān)系簡述如下：生長素對根生長的作用具有兩重性，低濃度生長素可促進生長，高濃度則抑止生長。對根來說，生長素的最適濃度低，近地側(cè)的生長素濃度過高，生長慢；遠地側(cè)的生長素濃度較低，生長快，因而胚根彎曲向下生長。