Question

2．番茄是人们日常生活中熟悉的一种蔬果．
Ⅰ、科学家做过这样的实验，将番茄培养在含Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺的培养液中，一段时间后，测定培养液中这三种离子的浓度（如图1）．图2表示某离子吸收速率与氧气浓度的关系，请分析回答以下问题：
（1）由图1可知，番茄对Si⁴⁺的吸收最少，而对另外两种离子的吸收较多，该实例可说明细胞膜具有控制物质进出功能．
（2）从物质跨膜运输的特点分析，图2中的A点，离子吸收率很低主要是受能量的限制．
Ⅱ、某地区经常出现番茄小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的．现有如下材料，请你完成下列实验，探究上面的猜测．
材料用具：番茄幼苗若干、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物．
（3）实验原理：镁和锌分别是植物生长和发育的大量元素和微量元素．它们在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状．根据全素培养和相应缺锌、缺镁的培养对番茄生长发育的比较，判断小叶病的病因．
（4）该实验中的对照组是：全素培养液的一组．
方法步骤：
第一步：配制适量的全素培养液放入A培养缸，配置缺锌、缺镁培养液，分别放入B、C两个培养缸中．
第二步：将长势相同的番茄幼苗随机等量分成三组，分别培养在上述三种培养液中．
第三步：放在适宜且相同的条件下培养一段时间，观察番茄幼苗的生长发育状况．
第四步：结果预测和分析：
①若若A缸内的苹果幼苗正常生长，B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有出现小叶病，则说明番茄小叶病是由缺锌引起的．
②若…
③若…

Answer 1

分析 Ⅰ在植物吸收矿质离子的过程中，由于载体的特异性，不同离子的运输速率不同，由图1可知，番茄对Si⁴⁺的吸收最少，而对另外两种离子的吸收较多．
Ⅱ该实验为探究性实验，实验的自变量是培养液中矿质元素的不同，因变量是苹果幼苗生长发育状况，设计实验时，利用全素培养液作为对照，设置缺锌和缺镁的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论．

解答 解：（1）由图1可知，番茄对Si⁴⁺的吸收最少，而对另外两种离子的吸收较多，该实例可说明细胞膜具有控制物质进出功能．
（2）细胞吸收离子的方式为主动运输，需要载体和能量，图2中的A点时氧气浓度为零，细胞进行无氧呼吸，释放的能量较少，所以离子吸收率很低主要是受能量的限制．
（3）实验原理：镁和锌分别是植物生长和发育的 大量元素和 微量元素．
（4）由实验目的分析出实验的自变量是培养液中否含有锌元素和是否含有镁元素，实验还应遵循对照原则，因此实验分为三组，一组是全营养液作为对照，一组是缺锌的营养液，一组是缺镁的营养液．
方法步骤：
第一步：配制适量的全素培养液放入A培养缸，配置 缺锌、缺镁培养液，分别放入B、C两个培养缸中．
第二步：将长势相同的番茄幼苗随机等量分成三组，分别培养在上述三种培养液中．
第三步：放在适宜且相同的条件下培养一段时间，观察番茄幼苗的生长发育状况．
结果预测和分析：
①A缸是完全营养液，因此A中的苹果幼苗长成生长．
②如果苹果小叶病是由缺锌引起的，则B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有小叶病；如果苹果小叶病是由缺镁引起的，则C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有小叶病．
④如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关，则B、C两缸内幼苗与A相同，都不表现为小叶病．
⑤如果苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关，B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病．
故答案为：
Ⅰ、（1）Si⁴⁺控制物质进出
（2）能量
Ⅱ、（3）大量    微量
（4）全素培养液的一组（或A组）
第一步：缺锌、缺镁
第二步：将长势相同的番茄幼苗随机等量分成三组，分别培养在上述三种培养液中
第四步：①若A缸内的苹果幼苗正常生长，B缸内苹果幼苗表现出小叶病

点评 本题的知识点是无机盐的作用，分析题干信息明确实验目的和实验类型，从实验目的分析出实验的自变量、因变量和无关变量及实验组和对照组是解题的突破口，根据实验的类型预期可能出现的实验结果，并根据相应的实验现象获取结论是本题考查的重点．