Question

【題目】分析有關科學探究的資料，回答問題。為了探究植物礦質吸收是否與水分吸收同步(即植物根系是否等比例吸收礦質和水分)，特設計如下實驗：通過光照控制大麥葉片的蒸騰作用(水分蒸發忽略不計)，然后測定大麥根系所處溶液中礦質元素含量的變化。

【探究假設】植物根系等比例吸收礦質和水分。

【實驗設計】依據上述研究目的設計的實驗記錄表如下表。

（1）．表中，如果實驗條件X1代表光照，檢測變量Y2代表大麥培養液中的Ca2+濃度，那么X2應為_______，而作為Y1的大麥根系水分吸收(或蒸騰量)可借助于__________測得。

（2）．表5中的實驗數據應按_________方式處理方可初步證實探究假設的成立與否。

A．比較Z1:Z3和Z2:Z4兩個比值 B．比較Z1+Z2和Z3+Z4兩個加和

C．比較Z1-Z3和Z2-Z4兩個差值 D．比較Z1×Z2和Z3×Z4兩個乘積

（3）．為了進一步調查上述假設的普遍適用性，表5中的Y3至Yn應為_________。

（4）．實驗條件X1的光照既有光能因素又有熱能因素，為區分兩者，增設一實驗條件X3_______。

A．將II號杯置于晨光或夕照之下 B．在II號杯中加裝散熱攪拌裝置

C．在光源與II號杯之間加裝濾色玻片 D．將II號杯置于不同溫度的恒溫水浴中

（5）．在本探究中，檢測變量Y2的初始濃度(大麥插入前)不宜過高，否則_________。

【探究結論】植物根系以不等比例的方式吸收礦質和水分。

Answer 1

【答案】 黑暗（或不同光照強度） 容器上的刻度 A 其它礦質元素 D 會導致植株失水，甚至死亡

【解析】試題分析：

本題借助實驗設計考查了學生的實驗設計能力和細胞吸水原理。解題時抓住探究植物礦質吸收是否與水分吸收同步（即植物根系是否等比例吸收礦質和水分）這個目的，設置對照試驗，要注意實驗中的變量控制和分析。

解析：

（1）實驗設計要遵循對照原則，X1表示光照，則X2應表示黑暗或者不同強度的光照，以形成對照；大麥根系吸收水分（或蒸騰）會導致容器中液面的下降，可通過容器上的刻度來表示大麥根系水分吸收（或蒸騰量）的量。
（2）不同條件下Z1和Z3、Z2和Z4表示對應的水分吸收量和礦質元素吸收量，若Z1：Z3和Z2：z4兩個比值相同，則說明水分的吸收和礦質元素的吸收是同步的，否則則說明二者是不同步的，本題選A。
（3）為了使得到的結論更有說服力，需要對不同礦質元素的吸收進行測定，則Y3至Yn應為其他不同的礦質元素（如N、 P 、K等）。
（4）為了將光能因素和熱能因素分開，保持遵循實驗的單一變量原則，可通過使光能因素相同或者熱能因素相同來實現．通過D選項的途徑，使得兩組實驗裝置的溫度相同，排除了溫度對實驗結果的干擾．本題選D。
（5）在探究實驗中Y2的初始濃度不宜過高，當外界溶液濃度過高，大于細胞液濃度時，會導致植物根系細胞失水，不能正常的吸收水分，影響植株的生長和實驗結果。