Question

如下图所示，用水培法栽培某植物，请回答下列问题：

（1）若要使该植物正常生长，需向水中添加哪些物质？

答：________________________________

（2）若给水中持续加入大量，则会出现何种后果？

答：________________________________

（3）若持续加入适量的，又会出现什么结果，叶片的颜色会有什么变化吗？为什么？

答：________________________________

（4）从理论上计算，若该植物吸收了3 mol的，则需要消耗多少摩尔的氧气？（假设该条件下的电高度a＝5%）

答：________________________________

（5）剪取该植物数条根浸泡到质量浓度为0.01%的亚甲基蓝溶液中染色1～2分钟，然后将根取出且用蒸馏水洗去浮色，再分别放入盛有等量蒸馏水和溶液的小烧杯中，可观察到溶液变成蓝色，这是因为亚甲基蓝的阳离子（呈蓝色）与根细胞表面的发生了交换吸附，而后吸附在根细胞表面的亚甲基蓝阳离子又与溶液中的发生交换吸附，故溶液变蓝。

在以上实验中，根细胞表面的与亚甲基蓝溶液中的发生了交换吸附吗？请设计一个实验进行证明。

答：________________________________

（6）将该植物水平放置一周后将会有何变化？其原因是什么？如果是在太空舱中呢？

答：________________________________

（7）如上图所示，将叶片X暴露在放射性同位素标记的中数小时，然后将叶片Ⅰ、Ⅱ和组织Ⅲ、Ⅳ分别切下来，可以预期会在何种组织中测出放射性标记的有机物？

[　　]

A．只有叶片Ⅰ

B．只有叶片Ⅰ和Ⅱ

C．只有Ⅲ和Ⅳ两部分

D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的所有组织中

（8）上题中检测组织中放射性的方法通常为

[　　]

A．X射线衍射技术

B．荧光显微技术

C．小型放射性探测器

D．放射自显影术

（9）若要使该植物有最大的净生产量，以下哪些措施是正确的？请在其后面画上“T”

①长光照、短黑暗；

(　　)

③长黑暗、短光照；

(　　)

③恒温25℃；

(　　)

④白昼25℃，夜间15℃；

(　　)

⑤白昼15℃，夜间25℃；

(　　)

（10）1939年希尔（R．Hill）将分离出的叶绿体加到草酸铁溶液中，经过光照后放出，同时草酸铁盐被还原成草酸亚铁盐；

请问，希尔实验的重要意义是什么？若在光合作用中，有何作用？

答：________________________________

（11）在研磨叶片获得叶绿素提取液时，通常加入少量的碳酸钙以防止叶绿素受到破坏，这是什么道理？

答：________________________________

（12）观察叶绿素提取液时，对着光源将看到试管内提取液呈________色；背着光源将看到试管内提取液呈________色。

Answer 1

答案：
解析：

解答：（1）答：；植物体必需的矿质元素（N、P、S、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl） 　　（2）答：营养液矿质离子浓度过高，导致植物缺水死亡。 　　（3）答：因为根对矿质离子的吸收具有选择性，植物吸收的多而吸收少，因而交换出许多残留在溶液中，水解后能产生， 　　故溶液逐渐碱化。在碱性环境中，Mg等易形成不溶性化合物而导致植物对Mg的吸收减少，叶片因缺乏叶绿素而逐渐变黄。 　　（4）答：由＋能量 　　 　　 　　可知吸收3 mol，需3 mol，根据电离度即可求出，也即需60 mol，因此需消耗60 mol氧气。 　　（5）答：根据细胞表面的也与亚甲基蓝溶液中的发生了交换吸附。可由以下实验验证： 　　将染成蓝色的根用蒸馏水洗去浮色后放入溶液中。由于交换吸附后交换出来的可以与溶液中的形成AgCl白色沉淀，由此即可证明。 　　（6）答：水平放置一周后，根将发生向地性弯曲，茎则发生背地性弯曲。这是因为重力因素改变了植物体生长素的分布情况。生长素在低浓度情况下促进植物生长，而高浓度则抑制其生长。同时，植物体各器官（芽、茎、根）对生长素敏感程度不同，所以有上述表现。 　　如图： 　　在太空舱中因处于失重状态，因此根茎均水平生长。 　　（7）答案D。叶片X通过光合作用固定了被标记的成为含碳有机物，该有机物则可沿筛管向上、向下运输至植物各处。 　　（8）答案D 　　（9）答案①T④T 　　（10）答：希尔实验主要证明了光合作用中氧气的来源是水分子的分解，在光合作用中，产生出将作为暗反应时的还原剂把三碳化合物还原成六碳化合物和五碳化合物。 　　（11）答：碳酸钙用以中和细胞液中的有机酸故可防止叶绿素受到破坏。 　　（12）答：红色,绿色 　　解析：（1）大部分同学都易想到各种必需元素而易忽视根对矿质元素离子的吸收与其呼吸作用密切相关，故水培法时尚需定时通入氧气。 　　（2）此题较简单，与过量施肥导致“烧苗”原理相同。因外界溶液浓度过高而使细胞失水萎蔫而死亡。 　　（3）本题难度大、要求高，需具备相当的化学基础。在水中离解为，Na是非必需元素，N为必需元素中的大量元素。由于根细胞对矿质离子的选择性吸收导致溶液碱化，所以是一种生理碱性盐。第二问，由叶片的颜色的变化首先联想到叶绿素，进一步联想到叶绿素的成分--镁，再将相关的化学知识联系起来得出结果。 　　（4）此题要将呼吸作用、离子交换吸附等知识点弄清，则不难。 　　（5）此题较长，但实际难度并不太大。学生们要知道阴离子也都发生了交换吸附，至于如何验证出，则需相关的化学知识。 　　（6）此题对大部分同学问题不大。 　　（7）参考答案中已有分析。 　　（8）同位素示踪为分子生物学上常用的一种方法，学生对此应略有所知。此题无甚技巧。仅为考查对新技术动向的了解和知识面的宽度。 　　（9）此题主要考查光合作用与呼吸作用二者间的关系，以及代谢速率与温度间的关系，其原理与分析西北地区（如新疆）瓜果特别甜的道理相同。 　　（10）希尔实验是植物生理学发展史上的一个重要实验，虽实验复杂，但原理却相当简单。只要学生对光合作用（水的分解）一部分知识掌握清楚，稍加分析，则结果不难得出。 　　（11）此题要将叶绿素的性质、细胞液的成分、碳酸钙的性质联系起来方可得出答案。 　　（12）此题要求有一定的光学基础知识，且对光谱分析有一定了解，因为叶绿素吸收光谱最强吸收区有两个：波长为640～660 mm的红光部分和波长为430～450 mm的蓝紫光部分。而叶绿素对绿光吸收的最少，故绿光被反射回来，背对光源看起来就呈绿色。对红光吸收最多，正对光源看起来就呈红色。

提示：

评注：此题注重了两方面的综合：一是学科内各部分知识的综合，如将光合作用、呼吸作用、矿质代谢、植物激素的调节、有机物代谢等知识重点综合起来；二是学科间的综合，如物理中的光学知识，放射自显影技术，还有许多化学知识等交叉融合。 　　此题还注重了两个面向：一是面向实际问题，设立模拟情景，考查对知识的实际运用能力以及分析实验、独立设计实验的能力；二是面向新的科技发展动态和科学技术史，要求学生有较宽知识面。如水培法、同位素示踪、航天实验、光谱分析、希尔反应等。