Question

【题目】镁是合成叶绿素的原料之一，是植物生长所必需的。如果缺少镁，植物的叶绿素无法合成，叶片会发黄甚至死亡。某同学想用无土栽培的方法，设计一个实验来验证含镁的无机盐对植物幼苗生长的影响，请你帮他把实验设计填写完整。

实验材料：生长状况相近的健壮小麦幼苗若干，完全培养液，缺镁的完全培养液。

实验过程：

（1）将小麦幼苗平均分成甲、乙两组，测量并记录两组幼苗的初始生长状况（叶色、高度、根系生长状况等）。

（2）将甲组幼苗的根系浸泡在______，将乙组幼苗的根系浸泡在______________。

（3）将两组植物幼苗放置到相同且适宜的环境中培养，观察叶片颜色的变化和植物的生长情况。

（4）请你写出符合科学道理的实验现象及初步得出的结论：

现象：____________________________。

结论：____________________________。

从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲乙两组小麦生长状况的差异是由于镁离子的供应不同引起的，通常还应增加的实验步骤是：_______________________。

（5）细胞中的大多数无机盐以________的形式存在。

Answer 1

【答案】含镁的完全营养液中 等量的不含镁的完全营养液中 甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄 植物的生长需要含镁的无机盐 在缺镁的培养液中添加一定量的含镁的无机盐，观察小麦的叶片颜色和生长状况 离子

【解析】

分析题干信息可以知道，该实验目的是验证镁元素是小麦的必需元素，实验原理是Mg是叶绿素的组成成分，缺镁会影响叶绿素的合成而影响光合作用，从而影响植物生长；实验的自变量是植物培养液的种类，因变量是植物的生长状况，其他属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜；该实验分为两组：对照组和实验组，设计实验应该按照实验设计的对照原则和单一变量的原则进行设计，并预期实验结果、获取结论。

由分析可以知道，实验的自变量是培养液的种类，小麦幼苗的长势、数量、培养条件属于无关变量，因此按照实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤如下：

（1）将长势相似的小麦幼苗分成数量相同的两组，编号甲、乙；

（2）培养液是自变量，一种是完全培养液，另一种是缺Mg、的完全营养液，因此可以将甲组幼苗放在含镁的完全营养液中培养，则乙组小麦幼苗应该放在等量的不含镁的完全营养液中培养；

（3）培养条件是无关变量，应该保持一致且适宜，因此要将两组小麦幼苗放在相同且适宜小麦幼苗的生长的环境中培养数天，观察小麦幼苗的生长状况。

（4）预期实验结果： 甲组小麦幼苗能正常生长。乙组小麦幼苗因为缺乏Mg元素，叶绿素不能合成，因此不能正常生长。

现象：甲组植物生长旺盛、叶片鲜绿；乙组植物矮小瘦弱、叶片发黄。

结论：植物的生长需要含镁的无机盐。

从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实甲乙两组小麦生长状况的差异是因为镁元素供应不同引起的，还要向乙组缺镁的培养液中补充镁元素，继续培养一段时间，如果一段时间后小麦幼苗恢复正常，则说明镁元素是小麦幼苗正常生长的必需元素。

（5）细胞中的大多数无机盐以离子的形式存在。