Question

10．多年生草本水生植物水葫蘆和水鱉，由于根系龐大，繁殖快速，其根部對水中的Hg²⁺離子吸收富集能力較強．某研究小組進行了水葫蘆和水鱉對不同濃度的HgCl₂吸收富集能力比較的研究．
材料用具：采自江蘇太湖水域的水生植物水葫蘆和水鱉，后移植于某實驗室水生植物培育池．一定濃度的HgCl₂溶液、蒸餾水等．
實驗步驟：
第一步：將采自江蘇太湖水域的水葫蘆和水鱉先用營養(yǎng)液進行馴化培養(yǎng)一段時間．
第二步：選取若干生長狀況一致的水葫蘆和水鱉分別隨機平均分成若干組．
第三步：略．
第四步：測定各組細胞內(nèi)重金屬Hg²⁺含量．
結(jié)果與分析；實驗結(jié)果如圖所示．請分析回答下列問題：
（1）實驗先將水葫蘆和水鱉先用營養(yǎng)液進行馴化培養(yǎng)一段時間的目的是讓水葫蘆和水鱉適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境．
（2）請寫出實驗步驟的第三步分別配置2組一系列濃度為0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl2溶液，然后將植物放入其中．
（3）根據(jù)如圖分析，當(dāng)Hg²⁺濃度低于0.1mg．L^-1時，水葫蘆和水鱉對Hg²⁺富集能力差異不大；當(dāng)環(huán)境中Hg²⁺濃度大于0.5mg．L^-1時，選用水葫蘆作為富集Hg²⁺的植物．
（4）植物對Hg²⁺的富集，與細胞膜的選擇透過性功能有關(guān)．研究表明，Hg²⁺能導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，高濃度的Hg²⁺可以通過影響光合作用和呼吸作用的酶、載體蛋白的活性，進而影響植物的生長．

Answer 1

分析 本題考查學(xué)生對探究實驗的設(shè)計能力，設(shè)計實驗時，要注意單一變量原則和對照原則．一定要理清題目中的自變量和因變量．從圖 中分析可知，該實驗中的自變量是HgCl₂的濃度，因變量是細胞內(nèi)重金屬H_g²+含量．

解答 解：（1）水葫蘆和水鱉原先是生長在野外（太湖水域），要作為實驗材料，由于生活環(huán)境不同，應(yīng)先用營養(yǎng)液進行馴化培養(yǎng)一段時間，以適應(yīng)實驗室的環(huán)境，因而其目的是讓水葫蘆和水鱉適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境．
（2）請寫出實驗步驟的第三步是加樣，變化的是自變量HgCl₂的濃度，因而要分別配置2組一系列濃度為0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl₂溶液，然后將植物放入其中．
（3）根據(jù)圖分析，當(dāng)H_g²+濃度低于0.1mg．L^-1時，兩種生物的曲線在同一條上，因此水葫蘆和水鱉對H_g²+富集能力差異不大．當(dāng)環(huán)境中H_g²+濃度大于0.5mg．L^-1時，水葫蘆的生物曲線在上方，說明了其體內(nèi)的H_g²+濃度高，因此富集了更多的重金屬．因此應(yīng)選水葫蘆作為富集H_g²+的植物．
（4）植物對H_g²+的是通過細胞膜的主動運輸吸收的，說明了細胞膜是一種選擇透過性膜．H_g²+能導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，在光合作用和呼吸作用過程中酶和載體蛋白的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)．
故答案為：
（1）讓水葫蘆和水鱉適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境
（2）分別配置2組一系列濃度為0、0.1、0.5、1、1.5、2mg．L^-1的HgCl2溶液，然后將植物放入其中
（3）差異不大  水葫蘆
（4）選擇透過性    酶  載體蛋白

點評 本題的重點要求學(xué)生能讀出圖中的自變量和因變量．這是解題的關(guān)鍵．