Question

20．1966年，一條面積為15.6hm²的山谷，樹木被完全砍伐．植物原有的物質(zhì)全部留在原地分解．科學(xué)家連續(xù)三年對砍伐區(qū)和未砍伐區(qū)流過山谷的溪流進(jìn)行研究．科學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)砍伐區(qū)的徑流量增加了30%--40%，還對實驗區(qū)和對照區(qū)溪流中的硝酸鹽含量進(jìn)行了測定，實驗結(jié)果如圖所示．回答下列問題：

（1）和未砍伐區(qū)相比，砍伐區(qū)溪流徑流量增加了30%--40%，說明森林有涵養(yǎng)水源、保持水土的作用．
（2）和未砍伐區(qū)相比，砍伐區(qū)土壤中硝酸鹽的含量增加．請寫出砍伐區(qū)植物枯枝落葉中的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽過程的兩個環(huán)節(jié)：
①微生物分解枯枝落葉中的含氮有機(jī)物為氨（或者微生物的氨化作用）；
②硝化細(xì)菌，通過硝化作用，把氨轉(zhuǎn)化為硝酸．
（3）植物吸收硝酸鹽后，必須經(jīng)過硝酸還原酶的作用還原成NH₄⁺才能被利用．研究表明，硝酸還原酶是在有硝酸鹽存在的情況下才能生成的誘導(dǎo)酶．請根據(jù)所給材料用具，補(bǔ)充驗證“此觀點”的下列實驗步驟，并預(yù)測實驗結(jié)果．
提示：硝酸還原酶能催化硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，反應(yīng)如下：
NO₃^-+NADH+H⁺$\stackrel{硝酸還原酶}{→}$NO₂^-+NAD⁺+H₂O
亞硝酸鹽能與某X試劑生成紅色化合物．
材料用具：水稻種子，A營養(yǎng)液（氮素為NO₃^-的營養(yǎng)液），B營養(yǎng)液（N素為NH₄⁺的營養(yǎng)液），0.1mol/L的KNO₃溶液，緩沖溶液，2mg/ml的NADH+H⁺溶液，X試劑，恒溫水浴鍋．
實驗步驟：
①取等量的分別培養(yǎng)在N素為NO₃^-的營養(yǎng)液（A營養(yǎng)液）和N素為NH₄⁺的營養(yǎng)液（B營養(yǎng)液）中的水稻幼苗，加入少量石英砂和緩沖溶液，研磨成勻漿后離心，獲取上清液，即為可能存在的酶粗提取液A和B．
②取兩只試管編號A、B后，分別加入等量的酶粗提取液A和B，再均加入等量的0.1mol/L的KNO₃溶液和2mg/ml的NADH+H⁺溶液，放于30℃恒溫水浴鍋中保溫30分鐘．
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內(nèi)溶液顏色變化．
預(yù)測實驗結(jié)果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色．
（4）科學(xué)家在微生物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)酶，調(diào)節(jié)這種酶生成方式的意義是既保證了代謝的需要，又避免了物質(zhì)和能量的浪費，增強(qiáng)了生物對環(huán)境的適應(yīng)能力．

Answer 1

分析 本題考查生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)要點知識．借助科學(xué)家連續(xù)三年對砍伐區(qū)和未砍伐區(qū)流過山谷的溪流進(jìn)行研究為背景資料；對實驗區(qū)和對照區(qū)溪流中的硝酸鹽含量進(jìn)行了測定，以折線圖的形式呈現(xiàn)信息．題中提出了學(xué)生沒有接觸過實際問題很有現(xiàn)實意義．

解答 解：（1）和未砍伐區(qū)相比，砍伐區(qū)溪流徑流量增加了30%--40%，說明森林有涵養(yǎng)水源、保持水土的作用．
（2）和未砍伐區(qū)相比，砍伐區(qū)土壤中硝酸鹽的含量增加．砍伐區(qū)植物枯枝落葉中的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽過程的兩個環(huán)節(jié)：
①微生物分解枯枝落葉中的含氮有機(jī)物為氨（或者微生物的氨化作用）
②硝化細(xì)菌，通過硝化作用，把氨轉(zhuǎn)化為硝酸
（3）實驗設(shè)計時注意對照原則和單一變量原則，其他無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜．
實驗步驟：
①取等量的分別培養(yǎng)在N素為NO₃^-的營養(yǎng)液（A營養(yǎng)液）和N素為NH₄⁺的營養(yǎng)液（B營養(yǎng)液）中的水稻幼苗，加入少量石英砂和緩沖溶液，研磨成勻漿后離心，獲取上清液，即為可能存在的酶粗提取液A和B．
②取兩只試管編號A、B后，分別加入等量的酶粗提取液A和B，再均加入等量的0.1mol/L的KNO₃溶液和2mg/ml的NADH+H⁺溶液，放于30℃恒溫水浴鍋中保溫30分鐘．
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內(nèi)溶液顏色變化
預(yù)測實驗結(jié)果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色．
（4）科學(xué)家在微生物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)酶，調(diào)節(jié)這種酶生成方式的意義是既保證了代謝的需要，又避免了物質(zhì)和能量的浪費，增強(qiáng)了生物對環(huán)境的適應(yīng)能力．
故答案為：
（1）涵養(yǎng)水源、保持水土
（2）增加     微生物分解枯枝落葉中的含氮有機(jī)物為氨（或者微生物的氨化作用）
硝化細(xì)菌，通過硝化作用，把氨轉(zhuǎn)化為硝酸
（3）實驗步驟：
①N素為NO₃^-的營養(yǎng)液（A營養(yǎng)液）      N素為NH₄⁺的營養(yǎng)液（B營養(yǎng)液）
②0.1mol/L的KNO₃溶液
③向A、B試管中加入等量的X試劑，振蕩后，觀察試管內(nèi)溶液顏色變化
預(yù)測實驗結(jié)果：A試管中溶液變成紅色，B試管中溶液不變色
（4）既保證了代謝的需要，又避免了物質(zhì)和能量的浪費

點評 本題考查生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)知識，意在考查考生的識圖能力和理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．