A、实验③的自变量是锡箔小帽的位置不同，该实验是探究胚芽鞘的感光部位，A正确；
B、实验④中的自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过，B正确；
C、实验⑤的处理方法是在胚芽鞘尖端和胚芽鞘下部之间插入琼脂块，给以单侧光照射后胚芽鞘弯向光源生长，该实验说明胚芽鞘尖端产生的刺激（物质）可以透过琼脂块，运输到下部，引起尖端下部生长，C正确；
D、实验①的自变量是胚芽鞘尖端的位置，不是否具有单侧光照，因此不能验证植物向光性原因，D错误．
故选：D．
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