Question

分析有關(guān)科學(xué)探究的資料，回答問題．
豆科作物的根瘤菌能夠固氮，而禾本科植物不能．所以在農(nóng)業(yè)實踐中，將豆科植物和禾本科植物間作以提高禾本科植物的產(chǎn)量．研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量提高與土壤中吸收氫氣的細菌有直接關(guān)系，為探究其中的具體機制，進行以下三個實驗．
[實驗一]
豆科植物固氮反應(yīng)能產(chǎn)生氫氣，且氫氣被土壤吸收．
供選材料：豆科植物苜蓿苗，禾本科植物小麥苗；滅菌的沙子，普通土壤．
供選儀器：收集氫氣的設(shè)備
實驗方案：
（1）若假設(shè)成立，完成下表

	植物名稱	種植的基質(zhì)	實驗結(jié)果（有無氫氣）
實驗組
		土壤	無
對照組

實驗結(jié)果：實驗組土壤中無法測得氫氣，其余見上表．
[實驗二]為探究氫氣通過何種途徑被土壤吸收，進行如下假設(shè)．
假設(shè)：氫氣被土壤中的細菌吸收．
供選材料：苜蓿苗，普通土壤，抗生素（根瘤菌不敏感），殺真菌劑，2，4-D，萃乙酸．
供選儀器：收集氫氣的設(shè)備
實驗方案：
（2）針對假設(shè)在實驗中除了選擇

 

和

 

分別對土壤進行處理后栽培苜蓿苗，還需使用

 

的土壤栽培苜蓿苗作為對照．
（3）若假設(shè)成立，針對實驗方案描述實驗結(jié)果：

 

．
[實驗三]土壤中吸收氫氣的細菌（氫氧化細菌）是否有促進植物生長的作用，繼續(xù)探究
假設(shè)：氫氧化細菌可以促進植物生長．
供選材料：1.2m×2m的實驗田，小麥種子，氫氧化細菌菌株A₁，B₁，C₁，D₁，E₁；非氧化細菌菌株A₂，B₂，C₂，D₂，E₂；大腸桿菌．
實驗方案：用不同的菌株分別拌種，種植在實驗田中，一段時間后記錄小麥初生菌的相數(shù)據(jù)．
實驗結(jié)果：平均胚根長度（mm），根相對生長（%）．
A₁：平均胚根長度13，根相對生長163；E₂：平均胚根長度8，根相對生長100；
D₂：平均胚根長度8，根相對生長100；B₁：平均胚根長度30，根相對生長375；
C₂：平均胚根長度8，根相對生長100；C₁：平均胚根長度12，根相對生長150；
D₁：平均胚根長度33，根相對生長4.63；E₁：平均胚根長度20，根相對生長250；
A₂：平均胚根長度8，根相對生長100；B₂：平均胚根長度3，根相對生長38；
大腸桿菌：平均胚根長度8，根相對生長100．
（4）針對假設(shè)對上述數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，用合適的表格表達．
【結(jié)論】綜合以上三個實驗的結(jié)果可見，土壤中的氫氧化細菌在促進植物生長中起重要作用．

Answer 1

考點：微生物的分離和培養(yǎng),微生物的利用

專題：

分析：審題，從背景材料、題干中中獲取實驗原理及實驗?zāi)康模�根�?jù)實驗?zāi)康�、原理，結(jié)合問題要求去設(shè)計，補充、評價、修正實驗或?qū)�實驗結(jié)果進行預(yù)測并得出結(jié)論．

解答： 解：（1）實驗假設(shè)是豆科植物固氮反應(yīng)能產(chǎn)生氫氣，且氫氣被土壤吸收．若要驗證假設(shè)是否成立就要滿足兩點，一是豆科植物能固氮產(chǎn)氫，二是氫氣能被土壤吸收，故實驗材料應(yīng)選作為豆科植物的苜蓿苗和作為禾本科植物餓小麥苗，苜蓿苗為實驗組，小麥苗為對照組，由于固氮過程產(chǎn)生的氫氣能被土壤中的細菌吸收，滅菌的沙子無細菌，所以種植的基質(zhì)應(yīng)是土壤和滅菌的沙子．只有種植在滅菌的沙子中的苜蓿能收集到氫氣．種植在土壤中的苜蓿雖然能產(chǎn)生氫氣，但被土壤中的細菌吸收故收集不到，小麥苗不能產(chǎn)生氫氣，不論在什么基質(zhì)中都收集不到．
（2）、（3）假設(shè)：氫氣被土壤中的細菌吸收．要驗證假設(shè)是否正確，要控制的自變量是有無細菌，所以培養(yǎng)基質(zhì)應(yīng)選擇用抗生素處理的土壤，用抗真菌劑處理的土壤和不做處理的土壤三種．由于用抗生素處理的土壤無細菌，所以能收集到氫氣，抗真菌劑能殺滅真菌但對細菌無影響，固氮產(chǎn)生的氫氣被細菌吸收，所以用抗真菌劑處理的土壤培養(yǎng)苜蓿收集不到氫氣，不作處理的土壤作為對照，有細菌，產(chǎn)生的氫氣被細菌吸收，也收集不到氫氣．
（4）用不同的菌株拌種，菌株有三種，即大腸桿菌菌株、氫氧化細菌菌株、非氫氧化細菌菌株，故共有三組實驗，其中但腸桿菌菌株處理的為對照組，其他為實驗組．對實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計是每組胚根的平均長度、及相對生長值，為了減少誤差和偶然因素的影響每組實驗數(shù)據(jù)要取均值．

故答案為：
（1）

	植物名稱	種植的基質(zhì)	實驗結(jié)果（有無氫氣）
實驗組	苜蓿苗	沙子	有
		土壤	無
對照組	小麥苗	沙子	無
		土壤	無

（2）抗生素（殺真菌劑）     殺真菌劑（抗生素）       不予處理
（3）用抗生素處理的土壤種植苜蓿苗可以收集到氫氣，用殺真菌劑和不予處理的土壤種植苜蓿苗均無法收集到氫氣．
（4）

菌株類型	平均胚根長度（mm）		根相對生長（%）
	范圍	均值	范圍	均值
大腸桿菌		8.0		100.0
非氫氧化細菌菌株	3-8	7.0	38-100	87.6
氫氧化細菌菌株	12-33	21.6	150-413	270.2

點評：本題旨在考察學(xué)生實驗探究能力及對實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和得出結(jié)論的能力．做題的思路閱讀背景材料，提出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)，找出實驗原理，實驗?zāi)康模�有實驗原理、目的選擇材料并設(shè)計實驗，分析實驗結(jié)果得出結(jié)論，在做此類題目過程中要注意應(yīng)遵循對照性原則和單因子變量的原則．對于實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與處理要注意明確實驗組數(shù)及其指標，注意為使實驗更加科學(xué)合理，要取平均值，在此基礎(chǔ)上再設(shè)計表格．