Question

【題目】溶液培養(yǎng)法是用含有全部或部分營養(yǎng)元素的溶液栽培植物的方法。表一是小麥植株中占干重比例在0.01%以上的元素；表二是小麥培養(yǎng)液配方中部分成分（表中化合物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用稱為化肥）；表三是培養(yǎng)液中元素的質(zhì)量濃度。請分析回答：

表一

元素	C	O	H	N	K	Ca	Mg	P	S	Cl
干重比例（%）	45	45	6	1.5	1	0.5	0.2	0.2	0.1	0.01

表二

化合物	硝酸鉀	硝酸鈣	磷酸二氫氨	硫酸鎂	氯化鉀	……
每升溶液中的體積（ml）	6	4	2	1	2

表三

元素	N	K	Ca	P	S	Mg	Cl
元素的質(zhì)量濃度（mg/L）	224	235	160	62	32	24	1.77

（1）鎂元素是構(gòu)成________必需元素，也是許多酶的活化劑。麥田缺鎂，麥苗發(fā)黃，影響光合作用，施加表二中________化肥，可改善缺鎂癥狀。

（2）與表一相比，表三中缺少的元素有____，這些元素主要來自于小麥周圍環(huán)境中的________。

（3）小麥種子中蛋白質(zhì)含量占11%左右，小麥面粉做成熟食后更容易消化吸收。從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性后，易被蛋白酶水解，其原因是________。

（4）現(xiàn)有長勢相同的小麥幼苗若干，完全培養(yǎng)液和缺Mg的完全培養(yǎng)液及相關(guān)器材。利用上述材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Mg是小麥生長的必需元素。寫出實(shí)驗(yàn)思路并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論做出分析。____

Answer 1

【答案】葉綠素 硫酸鎂 C、H、O CO2和H20 高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質(zhì)降解 實(shí)驗(yàn)思路：

選長勢相同的小麥幼苗隨機(jī)分成2組，一組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中作為對照；另一組培養(yǎng)在缺Mg的完全培養(yǎng)液中作為實(shí)驗(yàn)組，培養(yǎng)一段時間觀察記錄小麥的生長狀況，再重新將實(shí)驗(yàn)組小麥培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，一段時間后觀察記錄小麥生長狀況。

現(xiàn)象及結(jié)論

若在缺Mg的完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)后小麥葉片變黃，生長不良；重新用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)后，小麥植株恢復(fù)正常生長狀態(tài)，說明Mg是植物生長所必需。

【解析】

植物所需的元素中大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中Mg是構(gòu)成葉綠素的重要成分，微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu。

（1）鎂元素是構(gòu)成葉綠素的必需元素，也是許多酶的活化劑；麥田缺鎂會影響光合作用，表二中化肥硫酸鎂含有鎂元素，使用后可改善缺鎂癥狀；

（2）表一中含有的元素種類有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Cl，表三含有的元素有N、K、Ca、P、S、Mg、Cl，故與表一相比，表三中缺少的元素有C、H、O；這些元素主要來自于小麥周圍環(huán)境中的CO2和H20；

（3）高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質(zhì)降解；

（4）閱讀題干可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證證Mg是植物生長的必需無機(jī)鹽，實(shí)驗(yàn)的自變量是培養(yǎng)液中是否含有Mg，因變量的植物的生長狀況，實(shí)驗(yàn)的原理是：Mg是葉綠素的組成成分，植物缺Mg會影響葉綠素的合成，葉綠素缺少影響光合作用，導(dǎo)致植物不能正常生長；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該遵循對照原則和單一變量原則，因此要按照對照原則和單一變量原則完善實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并獲取結(jié)論：

① 由分析可知驗(yàn)的自變量是培養(yǎng)液中是否含有Mg，因此首先要配制植物生長的完全營養(yǎng)液和缺少M(fèi)g的完全營養(yǎng)液；
②小麥的長勢等屬于無關(guān)變量，因此取長勢相同、且發(fā)育良好的小麥幼苗若干，隨機(jī)平均分為兩組，并編號A、B；
③將兩組植物放在溶液中，并置于適宜且相同的條件下培養(yǎng)一段時間；
④一段時間后，觀察兩組幼苗的生長狀況。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A組小麥幼苗能正常生長，B組小麥幼苗不能正常生長；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Mg是植物生長的必需無機(jī)鹽。