Question

20．1966年，一條面積為15.6hm²的山谷，樹木被完全砍伐．植物原有的物質全部留在原地分解．科學家連續三年對砍伐區和未砍伐區流過山谷的溪流進行研究．科學家不僅發現砍伐區的徑流量增加了30%--40%，還對實驗區和對照區溪流中的硝酸鹽含量進行了測定，實驗結果如圖所示．回答下列問題：

（1）和未砍伐區相比，砍伐區溪流徑流量增加了30%--40%，說明森林有涵養水源、保持水土的作用．
（2）和未砍伐區相比，砍伐區土壤中硝酸鹽的含量增加．請寫出砍伐區植物枯枝落葉中的有機物被轉化為硝酸鹽過程的兩個環節：
①微生物分解枯枝落葉中的含氮有機物為氨（或者微生物的氨化作用）；
②硝化細菌，通過硝化作用，把氨轉化為硝酸．
（3）植物吸收硝酸鹽后，必須經過硝酸還原酶的作用還原成NH₄⁺才能被利用．研究表明，硝酸還原酶是在有硝酸鹽存在的情況下才能生成的誘導酶．請根據所給材料用具，補充驗證“此觀點”的下列實驗步驟，并預測實驗結果．
提示：硝酸還原酶能催化硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，反應如下：
NO₃^-+NADH+H⁺$\stackrel{硝酸還原酶}{→}$NO₂^-+NAD⁺+H₂O
亞硝酸鹽能與某X試劑生成紅色化合物．
材料用具：水稻種子，A營養液（氮素為NO₃^-的營養液），B營養液（N素為NH₄⁺的營養液），0.1mol/L的KNO₃溶液，緩沖溶液，2mg/ml的NADH+H⁺溶液，X試劑，恒溫水浴鍋．
實驗步驟：
①取等量的分別培養在N素為NO₃^-的營養液（A營養液）和N素為NH₄⁺的營養液（B營養液）中的水稻幼苗，加入少量石英砂和緩沖溶液，研磨成勻漿后離心，獲取上清液，即為可能存在的酶粗提取液A和B．
②取兩只試管編號A、B后，分別加入等量的酶粗提取液A和B，再均加入等量的0.1mol/L的KNO₃溶液和2mg/ml的NADH+H⁺溶液，放于30℃恒溫水浴鍋中保溫30分鐘．
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內溶液顏色變化．
預測實驗結果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色．
（4）科學家在微生物體內也發現了誘導酶，調節這種酶生成方式的意義是既保證了代謝的需要，又避免了物質和能量的浪費，增強了生物對環境的適應能力．

Answer 1

分析 本題考查生態系統相關要點知識．借助科學家連續三年對砍伐區和未砍伐區流過山谷的溪流進行研究為背景資料；對實驗區和對照區溪流中的硝酸鹽含量進行了測定，以折線圖的形式呈現信息．題中提出了學生沒有接觸過實際問題很有現實意義．

解答 解：（1）和未砍伐區相比，砍伐區溪流徑流量增加了30%--40%，說明森林有涵養水源、保持水土的作用．
（2）和未砍伐區相比，砍伐區土壤中硝酸鹽的含量增加．砍伐區植物枯枝落葉中的有機物被轉化為硝酸鹽過程的兩個環節：
①微生物分解枯枝落葉中的含氮有機物為氨（或者微生物的氨化作用）
②硝化細菌，通過硝化作用，把氨轉化為硝酸
（3）實驗設計時注意對照原則和單一變量原則，其他無關變量應該相同且適宜．
實驗步驟：
①取等量的分別培養在N素為NO₃^-的營養液（A營養液）和N素為NH₄⁺的營養液（B營養液）中的水稻幼苗，加入少量石英砂和緩沖溶液，研磨成勻漿后離心，獲取上清液，即為可能存在的酶粗提取液A和B．
②取兩只試管編號A、B后，分別加入等量的酶粗提取液A和B，再均加入等量的0.1mol/L的KNO₃溶液和2mg/ml的NADH+H⁺溶液，放于30℃恒溫水浴鍋中保溫30分鐘．
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內溶液顏色變化
預測實驗結果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色．
（4）科學家在微生物體內也發現了誘導酶，調節這種酶生成方式的意義是既保證了代謝的需要，又避免了物質和能量的浪費，增強了生物對環境的適應能力．
故答案為：
（1）涵養水源、保持水土
（2）增加     微生物分解枯枝落葉中的含氮有機物為氨（或者微生物的氨化作用）
硝化細菌，通過硝化作用，把氨轉化為硝酸
（3）實驗步驟：
①N素為NO₃^-的營養液（A營養液）      N素為NH₄⁺的營養液（B營養液）
②0.1mol/L的KNO₃溶液
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內溶液顏色變化
預測實驗結果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色
（4）既保證了代謝的需要，又避免了物質和能量的浪費

點評 本題考查生態系統的相關知識，意在考查考生的識圖能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系，形成知識網絡結構的能力；能運用所學知識，準確判斷問題的能力，屬于考綱理解和應用層次的考查．