Question

10．多年生草本水生植物水葫芦和水鳖，由于根系庞大，繁殖快速，其根部对水中的Hg²⁺离子吸收富集能力较强．某研究小组进行了水葫芦和水鳖对不同浓度的HgCl₂吸收富集能力比较的研究．
材料用具：采自江苏太湖水域的水生植物水葫芦和水鳖，后移植于某实验室水生植物培育池．一定浓度的HgCl₂溶液、蒸馏水等．
实验步骤：
第一步：将采自江苏太湖水域的水葫芦和水鳖先用营养液进行驯化培养一段时间．
第二步：选取若干生长状况一致的水葫芦和水鳖分别随机平均分成若干组．
第三步：略．
第四步：测定各组细胞内重金属Hg²⁺含量．
结果与分析；实验结果如图所示．请分析回答下列问题：
（1）实验先将水葫芦和水鳖先用营养液进行驯化培养一段时间的目的是让水葫芦和水鳖适应实验养殖环境．
（2）请写出实验步骤的第三步分别配置2组一系列浓度为0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl2溶液，然后将植物放入其中．
（3）根据如图分析，当Hg²⁺浓度低于0.1mg．L^-1时，水葫芦和水鳖对Hg²⁺富集能力差异不大；当环境中Hg²⁺浓度大于0.5mg．L^-1时，选用水葫芦作为富集Hg²⁺的植物．
（4）植物对Hg²⁺的富集，与细胞膜的选择透过性功能有关．研究表明，Hg²⁺能导致蛋白质变性，高浓度的Hg²⁺可以通过影响光合作用和呼吸作用的酶、载体蛋白的活性，进而影响植物的生长．

Answer 1

分析 本题考查学生对探究实验的设计能力，设计实验时，要注意单一变量原则和对照原则．一定要理清题目中的自变量和因变量．从图 中分析可知，该实验中的自变量是HgCl₂的浓度，因变量是细胞内重金属H_g²+含量．

解答 解：（1）水葫芦和水鳖原先是生长在野外（太湖水域），要作为实验材料，由于生活环境不同，应先用营养液进行驯化培养一段时间，以适应实验室的环境，因而其目的是让水葫芦和水鳖适应实验养殖环境．
（2）请写出实验步骤的第三步是加样，变化的是自变量HgCl₂的浓度，因而要分别配置2组一系列浓度为0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl₂溶液，然后将植物放入其中．
（3）根据图分析，当H_g²+浓度低于0.1mg．L^-1时，两种生物的曲线在同一条上，因此水葫芦和水鳖对H_g²+富集能力差异不大．当环境中H_g²+浓度大于0.5mg．L^-1时，水葫芦的生物曲线在上方，说明了其体内的H_g²+浓度高，因此富集了更多的重金属．因此应选水葫芦作为富集H_g²+的植物．
（4）植物对H_g²+的是通过细胞膜的主动运输吸收的，说明了细胞膜是一种选择透过性膜．H_g²+能导致蛋白质变性，在光合作用和呼吸作用过程中酶和载体蛋白的化学成分是蛋白质．
故答案为：
（1）让水葫芦和水鳖适应实验养殖环境
（2）分别配置2组一系列浓度为0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl2溶液，然后将植物放入其中
（3）差异不大  水葫芦
（4）选择透过性    酶  载体蛋白

点评 本题的重点要求学生能读出图中的自变量和因变量．这是解题的关键．