Question

水体污染已是世界性问题．为探究菖蒲（一种湿地植物）对不同种类污水的净化作用，某生物研究小组进行了以下实验，请回答相关问题：
（1）请补充完整下面的实验步骤．
①从4个不同的地点采集生活污水（1号）、工业污水（2号）、混合污水（3号）、未受污染的池塘水（4号）．
②分别测定4种水样的BOD（即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧量）和总氮含量．
③取等量的上述4种水样，分别加入到4个相同的透明玻璃容器中，再将

 

的4份菖蒲分别放入4个容器中，在

 

的条件下水培15天，定期观察、记录．结果表明菖蒲在各种水样中生长良好．
④取经过菖蒲处理的4种水样，再次测定其BOD（单位：mg/L）和总氮含量（单位：mg/L），数据整理后如图所示：

（2）该实验遵循了

 

等原则．因变量的检测指标是

 

．
（3）4种水样中，有机污染物浓度最高的是

 

．实验后4种水样中的总氮含量均下降到较低的水平，其原因可能是

 

．
（4）从实验结果分析，可得出的实验结论是

 

．
（5）进一步研究发现，水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与菖蒲相似．但在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统的危害，原因是这些物种

 

．

Answer 1

考点：治污生态工程

专题：

分析：实验步骤的书写一般包括三步：取材编号、处理对照和观察记录．为了减少实验误差，对于测定数值的实验，一般要多次重复，取其平均值．此题的实验目的是“茭白和菖蒲幼苗对不同污水净化效果的研究”，自变量为不同种类的污水和幼苗的种类，对照实验为未污染的普通池塘水；因变量是茭白和菖蒲的净化作用，具体观察指标为茭白和菖蒲处理前后的BOD量的变化．从实验结果分析，BOD表示的“水中有机污染物被微生物分解所需要的氧量”，则BOD越高，则表明污染越严重；用茭白和菖蒲处理后，如果BOD降至正常值，说明茭白和菖蒲有净化作用．在比较茭白和菖蒲对同一种污水处理中，测量前后BOD量的变化情况，如果茭白处理的污水BOD量变化大，说明茭白的净化效果较好；如果菖蒲处理的污水BOD量变化大，说明菖蒲的净化效果较好；如果茭白和菖蒲处理的污水BOD量变化差不多，说明茭白和菖蒲的净化效果差不多．

解答： 解：（1）实验步骤：
①从4个不同的地点采集生活污水（1号）、工业污水（2号）、混合污水（3号）、未受污染的池塘水（4号）．
②测定4种水样的BOD（即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量）和总氮含量．
③取等量的上述4种水样，分别加入到4个相同的透明玻璃容器中，再将生长状况相同、相等重量（长势、大小相同、相同数目）的4份菖蒲分别放入4个容器中，在相同且适宜的条件下水培15天，定期观察、记录．结果表明菖蒲在各种水样中生长良好．
（2）该实验遵循了单一变量原则和对照原则．因变量的检测指标是BOD和总氮含量的变化值．
（3）4种水样中，有机污染物浓度最高的是1号．实验后4种水样中的总氮含量均下降到较低的水平，其原因可能是水样中的含氮无机盐被菖蒲吸收．
（4）从实验结果分析，可得出的实验结论是菖蒲对不同种类的污水有净化作用．
（5）在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统的危害，原因是这些物种适应性强，繁殖率高，如当地缺乏天敌或强有力的竞争者，则容易泛滥成灾．
故答案为：
（1）生长状况相同、相等重量（长势、大小相同、相同数目）       相同且适宜
（2）单一变量、对照        BOD和总氮含量的变化值
（3）1号        水样中的含氮无机盐被菖蒲吸收
（4）菖蒲对不同种类的污水有净化作用
（5）适应性强，繁殖率高，如当地缺乏天敌或强有力的竞争者，则容易泛滥成灾
（食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群数量呈J型增长，泛滥成灾）

点评：本题综合考查了实验设计和分析能力，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．