Question

4．无土栽培是用水培、雾（气）培等基质培养植物的方法．某生物兴趣小组尝试用桑树枝条开展无土栽培的实验，他们将植物材料放在完全营养液中让其自然生长，请分析相关实验操作．
（1）兴趣小组将桑树枝条分成多组，为了便于枝条生根，他们在完全培养液中添加了适宜浓度的生长素，再将枝条插入到培养液中，需注意将形态学下端（形态学方向）插入到营养液中．
（2）根长出后，继续培养了一定时间并测量培养液中离子的浓度，发现有些离子的浓度比原来升高了，也有些离子的浓度降低了，原因是一方面根对离子的吸收具有选择性，另一方面植物根系对离子和水分的吸收是相对独立（选填：相互拮抗、相对独立）的两个过程．
（3）持续培养一段时间后，发现植物已经烂根死亡，分析其主要原因可能是缺氧，根部无氧呼吸产生酒精，对细胞有毒害作用．
（4）Mg²⁺是植物生存所必需的，因为缺Mg²⁺时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱，最终会影响有机物的合成．

Answer 1

分析 1、不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，因此植物对矿质元素是一种选择性吸收，而对水是无选择性吸收，所以植物体对水分和矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式．
2、植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的．
3、根部无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，会造成烂根．

解答 解：（1）进行无土栽培时，为了便于枝条生根，他们在完全培养液中添加了适宜浓度的生长素，因为形态学下端生根，需注意将插条的形态学下端（形态学方向）插入到营养液中．
（2）根长出后，继续培养了一定时间并测量培养液中离子的浓度，发现有些离子的浓度比原来升高了，也有些离子的浓度降低了，原因是一方面根对离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的．另一方面植物根系对离子和水分的吸收是相对独立的两个过程．
（3）持续培养一段时间后，发现植物已经烂根死亡，分析其主要原因可能是水体缺氧，根部无氧呼吸产生酒精，对细胞有毒害作用．
（4）Mg²⁺是叶绿素的组成元素，缺Mg²⁺时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱，最终会影响有机物的合成．Mg²⁺是植物生存所必需的．
故答案为：
（1）形态学下端        
（2）选择性     相对独立
（3）缺氧，根部无氧呼吸产生酒精，对细胞有毒害作用
（4）缺Mg²⁺时，叶绿素无法合成，进而导致光合作用减弱

点评 本题考查了生长素的生理作用、分布和运输、植物水分代谢、矿质代谢的内容，还考查了细胞膜的选择透过性、细胞呼吸等知识点，属于中等难度试题．