Question

【題目】分析有關(guān)科學(xué)探究的資料，回答問(wèn)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(shí)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(xì)菌有直接關(guān)系， 為探究其中的具體機(jī)制，進(jìn)行以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。

［實(shí)驗(yàn)一］假設(shè)：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(shí)驗(yàn)方案：

（1）若假設(shè)成立，完成下表

_____________________

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組土壤中無(wú)法測(cè)得氫氣，其余見(jiàn)上表。

［實(shí)驗(yàn)二］

為探究氫氣通過(guò)何各途徑被土壤吸收，進(jìn)行如下假設(shè)。假設(shè)：氫氣被土壤中的細(xì)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，萘乙酸。供選儀器：收集氫氣的設(shè)備

實(shí)驗(yàn)方案：

（2）針對(duì)假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)中除了選擇_______________和_______________分別對(duì)土壤進(jìn)行處理后栽培苜蓿苗，還需使用不予處理的土壤栽培苜蓿苗作為對(duì)照。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（3）若假設(shè)成立，針對(duì)實(shí)驗(yàn)方案描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果：_________________________。

［實(shí)驗(yàn)三］

土壤中吸收氫氣的細(xì)菌（氫氧化細(xì)菌）是否有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，繼續(xù)探究。假設(shè)：氫氧化細(xì)菌可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

供選材料：1．2m×2m 的實(shí)驗(yàn)田，小麥種子，氫氧化細(xì)菌菌株 A1，B1，C1，D1，E1；非氫氧化細(xì)菌菌株 A2，B2，C2，D2，E2；大腸桿菌。

實(shí)驗(yàn)方案：用不同的菌株分別拌各，種植在實(shí)驗(yàn)田中，一段時(shí)間后記錄小麥初生苗的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：平均胚根長(zhǎng)度（mm），根相對(duì)生長(zhǎng)（%）。

A1：平均胚根長(zhǎng)度 13，根相對(duì)生長(zhǎng) 163；E2：平均胚根長(zhǎng)度 8，根相對(duì)生長(zhǎng) 100； D2：平均胚根長(zhǎng)度 8，根相對(duì)生長(zhǎng) 100；B1：平均胚根長(zhǎng)度 30，根相對(duì)生長(zhǎng) 375； C2：平均胚根長(zhǎng)度 8，根相對(duì)生長(zhǎng) 100；C1：平均胚根長(zhǎng)度 12，根相對(duì)生長(zhǎng) 150； D1：平均胚根長(zhǎng)度 33，根相對(duì)生長(zhǎng) 413；E1：平均胚根長(zhǎng)度 20，根相對(duì)生長(zhǎng) 250； A2：平均胚根長(zhǎng)度 8，根相對(duì)生長(zhǎng) 100；B2：平均胚根長(zhǎng)度 3，根相對(duì)生長(zhǎng) 38；

大腸桿菌：平均胚根長(zhǎng)度 8，根相對(duì)生長(zhǎng) 100。

（4）針對(duì)假設(shè)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用合適的表格表達(dá) _________________________________________________________ 。

［結(jié)論］綜合以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可見(jiàn)，土壤中的氫氧化細(xì)菌在促進(jìn)植物生長(zhǎng)中起重要作用。

Answer 1

【答案】

	植物名稱	種植的基質(zhì)	實(shí)驗(yàn)結(jié)果（有無(wú)氫氣）
實(shí)驗(yàn)組	苜蓿苗	沙子	有
對(duì)照組	小麥苗	沙子	無(wú)
		土壤	無(wú)

抗生素（殺真菌劑） 殺真菌劑（抗生素） 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(wú)法收集到氫氣

菌株類型	平均胚根長(zhǎng)度		根相對(duì)生長(zhǎng)（%）
	范圍	均值	范圍	均值
大腸桿菌		8．0		100．0
非氫氧化細(xì)菌菌株	3-8	7．0	38-100	87．6
氫氧化細(xì)菌菌株	12-33	21．6	150-413	270．2

【解析】

從背景材料、題干中中獲取實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，根�?jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理，結(jié)合問(wèn)題要求去設(shè)計(jì)，補(bǔ)充、評(píng)價(jià)、修正實(shí)驗(yàn)或?qū)��?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)并得出結(jié)論。

（1）實(shí)驗(yàn)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(yàn)證假設(shè)是否成立就要滿足兩點(diǎn)，一是豆科植物能固氮產(chǎn)氫，二是氫氣能被土壤吸收，故實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)選作為豆科植物的苜蓿苗和作為禾本科植物的小麥苗，苜蓿苗為實(shí)驗(yàn)組，小麥苗為對(duì)照組，由于固氮過(guò)程產(chǎn)生的氫氣能被土壤中的細(xì)菌吸收，滅菌的沙子無(wú)細(xì)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(xì)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(xì)菌吸收．要驗(yàn)證假設(shè)是否正確，要控制的自變量是有無(wú)細(xì)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(wú)細(xì)菌，所以能收集到氫氣，抗真菌劑能殺滅真菌但對(duì)細(xì)菌無(wú)影響，固氮產(chǎn)生的氫氣被細(xì)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(duì)照，有細(xì)菌，產(chǎn)生的氫氣被細(xì)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(xì)菌菌株、非氫氧化細(xì)菌菌株，故共有三組實(shí)驗(yàn)，其中大腸桿菌菌株處理的為對(duì)照組，其他為實(shí)驗(yàn)組．對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)是每組胚根的平均長(zhǎng)度、及相對(duì)生長(zhǎng)值，為了減少誤差和偶然因素的影響每組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要取均值。