Question

某同學為驗證土壤溶液中含有植物生活所需要的礦質元素，設計了如下實驗：
①取肥沃的土壤100g，倒入燒杯，加200ml自來水，攪勻并煮沸10分鐘，靜置一段時間，倒出上清液（土壤浸出液），稀釋備用；②取兩個等大的茶色廣口瓶A和B，A加入土壤浸出液適量，B加入等量的自來水；③在校園拔取兩株植物幼苗，分別固定于A、B瓶中，使根浸于液體中（如圖所示）；④置于暗室中培養；⑤定期向培養液中添加一定量的水，并通入空氣；每周換一次新的液體．
預期三周后，A瓶的幼苗生長良好，B瓶的幼苗生長緩慢，葉色發黃．
請分析回答下列問題：
（1）指出以上實驗設計3處不合理的地方，并改正
Ⅰ

 

；Ⅱ

 

；Ⅲ

 

．
（2）煮沸土壤溶液的目的是

 

．
（3）定期通入空氣的目的是使根進行

 

，從而促進根對礦質元素的吸收．

Answer 1

考點：水和無機鹽的作用的綜合

專題：

分析：分析題干可知，本實驗的目的是驗證土壤溶液中含有植物生活所需要的礦質元素，實驗的自變量應該是土壤浸出液，因變量是植物的生長狀況，所用植物的生長發育情況、溫度、光照條件等屬于無關變量，無關變量應保持一致且適宜．

解答： 解：（1）步驟②中的對照實驗，用自來水對照，由于自來水中可能含有多種礦質元素，因此不應該用自來水對照，應該用蒸餾水對照；步驟③在校園拔取兩株植物幼苗，由于幼苗的生長發育狀況屬于無關變量應改為選取兩株同種植物、長勢均等的幼苗；步驟④置于暗室中培養，因為植物光合作用需要光照，沒有光照，對照組和實驗組的植物都不能正常生長，因此應改為置于適宜光照條件下培養．
（2）將土壤溶液煮沸的目的是進行滅菌，防止土壤中的微生物干擾實驗結果．
（3）向培養植物的培養液中定期通入空氣的目的是促進根細胞進行有氧呼吸，為通過主動運輸吸收礦質元素提供充足的能量．
故答案因為：
（1）Ⅰ自來水應改為蒸餾水Ⅱ置于暗室應改為置于陽光下Ⅲ拔兩株植物幼苗應改為選取兩株同種植物、長勢均等的幼苗 
（2）殺死微生物，以免影響根的活動
（3）有氧呼吸

點評：本題的知識點是礦質元素在植物生長發育中的作用，有氧呼吸的條件和意義，根據實驗目的分析出實驗的自變量、因變量、無關變量是解題的突破口，對實驗變量的正確控制和實驗設計的對照原則和單一變量原則的應用是解題的關鍵．