Question

研究表明一定量的（shi）对植物的生长具有促进作用。某中学生物兴趣小组探究了不同浓度的对大蒜根尖细胞有丝分裂及根生长的影响，实验步骤及结果如下。请回答：

①选择大小相近的大蒜在适宜条件下进行生根培养。

②用富含硝酸铵的全营养液配制质量浓度分别为1、10、30、50mg·L^-1的硝酸铈铵溶液。

③待大蒜根生长至约3cm时，选择长势基本一致的大蒜平均分为5组，分别用全营养液和不同浓度的硝酸铵溶液在23℃下培养，定期更换培养液。

④培养至48h、72h时，剪取大蒜根尖进行解离、     ？    、制片并观察，计其细胞分裂指数（分裂期细胞数与细胞总数的比值），结果如下表。

⑤培养至7天时，测量大蒜根长，结果如下图。

  

钸处理浓度 /（mg·L^-1）	细胞分裂指数
处理48 h	处理72 h
0	18．92	18．95
1	20．43	20．25
10	20．88	21．45
30	17．24	16．72
50	16．34	15．41

（1）步骤③培养过程要定期更换培养液，主要原因是________________。步骤④中，解离的目的是_____________，“?”表示的是___________。

（2）据图分析，对大蒜根生长的作用具有_____________的特点。

（3）据表、图分析，铈促进大蒜根尖生长的机理是_____________。

（4）为了进一步探究硝酸铵促进大蒜根生长的最适浓度，应该在_________mg·L^-1之间缩小浓度梯度继续实验。

（5）本实验中不需要再设计对照组排除硝酸铈铵中的硝酸根离子和铵根离子对实验结果的影响，其原因可能是______________________。

Answer

防止培养过程营养物质、O2等被消耗 有害代谢物积累使细胞相互分离开来 漂洗、染色 低浓度促进生长、高浓度抑制生长 一定量的铈能促进根细胞的分裂 1~30 硝酸铈铵中硝酸根离子、铵根离子含量很少，全营养液中提供了充足的硝酸根离子和铵根离子

【解析】

根据题干信息分析，该实验的目的是探究了不同浓度的铈对大蒜根尖细胞有丝分裂及根生长的影响，自变量是不同浓度的铈，因变量是细胞分裂指数和根长。

（1）步骤③培养过程要定期更换培养液，主要原因是防止培养过程营养物质、O2等被消耗，制作根尖有丝分裂临时装片的实验步骤是解离、漂洗、染色和制片，步骤④中，解离的目的是有害代谢物积累使细胞相互分离开来，因此步骤④中“？”表示漂洗、染色，其中解离的目的是使组织细胞相互分离。

（2）根据柱状图分析，随着铈浓度的增加，根长表现为先增加后降低，且与铈浓度为0的对照组相比，铈浓度为50/mgL−1的实验组的根长度变小了，说明铈对大蒜根生长的作用具有两重性的特点，即低浓度促进生长、高浓度抑制生长。
（3）根据表格和柱状图分析，随着铈浓度的增加，细胞分裂指数和根长都表现为先增加后降低，说明一定量的铈能促进根细胞的分裂，进而促进大蒜根尖生长。
（4）根据表格和图形分析可知，细胞分裂指数和根长最大值对应的铈浓度应该在10mg•L−1左右，因此为了进一步探究硝酸铈铵促进大蒜根生长的最适浓度，应该在1−30mg•L−1之间缩小浓度梯度继续实验。
（5）由于硝酸铈铵中的硝酸根离子和铵根离子非常少，全营养液中已提供了充足的硝酸根离子和铵根离子，因此本实验中不需要再设计对照组排除硝酸铈铵中的硝酸根离子和铵根离子对实验结果的影响。