Question

如下圖所示，用水培法栽培某植物，請回答下列問題：

（1）若要使該植物正常生長，需向水中添加哪些物質？

答：________________________________

（2）若給水中持續加入大量，則會出現何種后果？

答：________________________________

（3）若持續加入適量的，又會出現什么結果，葉片的顏色會有什么變化嗎？為什么？

答：________________________________

（4）從理論上計算，若該植物吸收了3 mol的，則需要消耗多少摩爾的氧氣？（假設該條件下的電高度a＝5%）

答：________________________________

（5）剪取該植物數條根浸泡到質量濃度為0.01%的亞甲基藍溶液中染色1～2分鐘，然后將根取出且用蒸餾水洗去浮色，再分別放入盛有等量蒸餾水和溶液的小燒杯中，可觀察到溶液變成藍色，這是因為亞甲基藍的陽離子（呈藍色）與根細胞表面的發生了交換吸附，而后吸附在根細胞表面的亞甲基藍陽離子又與溶液中的發生交換吸附，故溶液變藍。

在以上實驗中，根細胞表面的與亞甲基藍溶液中的發生了交換吸附嗎？請設計一個實驗進行證明。

答：________________________________

（6）將該植物水平放置一周后將會有何變化？其原因是什么？如果是在太空艙中呢？

答：________________________________

（7）如上圖所示，將葉片X暴露在放射性同位素標記的中數小時，然后將葉片Ⅰ、Ⅱ和組織Ⅲ、Ⅳ分別切下來，可以預期會在何種組織中測出放射性標記的有機物？

[　　]

A．只有葉片Ⅰ

B．只有葉片Ⅰ和Ⅱ

C．只有Ⅲ和Ⅳ兩部分

D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的所有組織中

（8）上題中檢測組織中放射性的方法通常為

[　　]

A．X射線衍射技術

B．熒光顯微技術

C．小型放射性探測器

D．放射自顯影術

（9）若要使該植物有最大的凈生產量，以下哪些措施是正確的？請在其后面畫上“T”

①長光照、短黑暗；

(　　)

③長黑暗、短光照；

(　　)

③恒溫25℃；

(　　)

④白晝25℃，夜間15℃；

(　　)

⑤白晝15℃，夜間25℃；

(　　)

（10）1939年希爾（R．Hill）將分離出的葉綠體加到草酸鐵溶液中，經過光照后放出，同時草酸鐵鹽被還原成草酸亞鐵鹽；

請問，希爾實驗的重要意義是什么？若在光合作用中，有何作用？

答：________________________________

（11）在研磨葉片獲得葉綠素提取液時，通常加入少量的碳酸鈣以防止葉綠素受到破壞，這是什么道理？

答：________________________________

（12）觀察葉綠素提取液時，對著光源將看到試管內提取液呈________色；背著光源將看到試管內提取液呈________色。

Answer 1

答案：
解析：

解答：（1）答：；植物體必需的礦質元素（N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl） 　　（2）答：營養液礦質離子濃度過高，導致植物缺水死亡。 　�。�3）答：因為根對礦質離子的吸收具有選擇性，植物吸收的多而吸收少，因而交換出許多殘留在溶液中，水解后能產生， 　　故溶液逐漸堿化。在堿性環境中，Mg等易形成不溶性化合物而導致植物對Mg的吸收減少，葉片因缺乏葉綠素而逐漸變黃。 　�。�4）答：由＋能量 　　 　　 　　可知吸收3 mol，需3 mol，根據電離度即可求出，也即需60 mol，因此需消耗60 mol氧氣。 　　（5）答：根據細胞表面的也與亞甲基藍溶液中的發生了交換吸附�？捎梢韵聦嶒烌炞C： 　　將染成藍色的根用蒸餾水洗去浮色后放入溶液中。由于交換吸附后交換出來的可以與溶液中的形成AgCl白色沉淀，由此即可證明。 　�。�6）答：水平放置一周后，根將發生向地性彎曲，莖則發生背地性彎曲。這是因為重力因素改變了植物體生長素的分布情況。生長素在低濃度情況下促進植物生長，而高濃度則抑制其生長。同時，植物體各器官（芽、莖、根）對生長素敏感程度不同，所以有上述表現。 　　如圖： 　　在太空艙中因處于失重狀態，因此根莖均水平生長。 　　（7）答案D。葉片X通過光合作用固定了被標記的成為含碳有機物，該有機物則可沿篩管向上、向下運輸至植物各處。 　�。�8）答案D 　　（9）答案①T④T 　�。�10）答：希爾實驗主要證明了光合作用中氧氣的來源是水分子的分解，在光合作用中，產生出將作為暗反應時的還原劑把三碳化合物還原成六碳化合物和五碳化合物。 　　（11）答：碳酸鈣用以中和細胞液中的有機酸故可防止葉綠素受到破壞。 　　（12）答：紅色,綠色 　　解析：（1）大部分同學都易想到各種必需元素而易忽視根對礦質元素離子的吸收與其呼吸作用密切相關，故水培法時尚需定時通入氧氣。 　�。�2）此題較簡單，與過量施肥導致“燒苗”原理相同。因外界溶液濃度過高而使細胞失水萎蔫而死亡。 　　（3）本題難度大、要求高，需具備相當的化學基礎。在水中離解為，Na是非必需元素，N為必需元素中的大量元素。由于根細胞對礦質離子的選擇性吸收導致溶液堿化，所以是一種生理堿性鹽。第二問，由葉片的顏色的變化首先聯想到葉綠素，進一步聯想到葉綠素的成分--鎂，再將相關的化學知識聯系起來得出結果。 　�。�4）此題要將呼吸作用、離子交換吸附等知識點弄清，則不難。 　　（5）此題較長，但實際難度并不太大。學生們要知道陰離子也都發生了交換吸附，至于如何驗證出，則需相關的化學知識。 　�。�6）此題對大部分同學問題不大。 　�。�7）參考答案中已有分析。 　�。�8）同位素示蹤為分子生物學上常用的一種方法，學生對此應略有所知。此題無甚技巧。僅為考查對新技術動向的了解和知識面的寬度。 　�。�9）此題主要考查光合作用與呼吸作用二者間的關系，以及代謝速率與溫度間的關系，其原理與分析西北地區（如新疆）瓜果特別甜的道理相同。 　　（10）希爾實驗是植物生理學發展史上的一個重要實驗，雖實驗復雜，但原理卻相當簡單。只要學生對光合作用（水的分解）一部分知識掌握清楚，稍加分析，則結果不難得出。 　�。�11）此題要將葉綠素的性質、細胞液的成分、碳酸鈣的性質聯系起來方可得出答案。 　�。�12）此題要求有一定的光學基礎知識，且對光譜分析有一定了解，因為葉綠素吸收光譜最強吸收區有兩個：波長為640～660 mm的紅光部分和波長為430～450 mm的藍紫光部分。而葉綠素對綠光吸收的最少，故綠光被反射回來，背對光源看起來就呈綠色。對紅光吸收最多，正對光源看起來就呈紅色。

提示：

評注：此題注重了兩方面的綜合：一是學科內各部分知識的綜合，如將光合作用、呼吸作用、礦質代謝、植物激素的調節、有機物代謝等知識重點綜合起來；二是學科間的綜合，如物理中的光學知識，放射自顯影技術，還有許多化學知識等交叉融合。 　　此題還注重了兩個面向：一是面向實際問題，設立模擬情景，考查對知識的實際運用能力以及分析實驗、獨立設計實驗的能力；二是面向新的科技發展動態和科學技術史，要求學生有較寬知識面。如水培法、同位素示蹤、航天實驗、光譜分析、希爾反應等。