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一、化学常识:观察二氧化硫对植物的影响
实验装置:
实验步骤:
①用注水法和溢水法测出上图甲、乙两瓶的容积。
②根据二氧化硫不同浓度计算亚硫酸钠质量,并分别称量相应质量的亚硫酸钠。
③按照上图分别组装实验装置,组装前将称量好的亚硫酸钠放入甲瓶中,乙瓶中的植物可以选用长势相同的小麦(或大麦)幼苗。由于小麦(或大麦)幼苗株型小,可以培植在试管中,以便放入乙瓶中。而且小麦(或大麦)对二氧化硫反应敏感,短时间内即可观察到实验现象。实验前将小麦幼苗在光照下放置一段时间。因为在光照下气孔张开,有利于二氧化硫迅速进入植物体内,可以很快观察到实验现象,缩短实验时间。
④实验装置的分液漏斗中倒入等量而且适量的硫酸,硫酸浓度控制在75%左右为宜,不要过高或过低。
⑤把分液漏斗中活塞打开,使硫酸溶液流入甲瓶,与亚硫酸钠反应,并关闭分液漏斗的活塞。待反应基本结束后,用止水夹夹住乙丙瓶之间的乳胶管。
⑥将实验装置放在向阳处,每隔5min观察一次幼苗的变化,并做好记录。
⑦实验完成后,打开乙、丙两瓶之间的夹子。撤离甲、乙两瓶装置时,可先加入碱溶液振荡清洗,然后将废液倒入废液缸。
实验说明:
(1)首先应该重点观察叶片的变化,如叶片褪绿,变成白色,这是因为叶绿素在酸性条件下容易分解;叶脉间出现黄白色点状斑点,开始只在叶背出现,后来叶背、叶面均出现。其次可以观察植株受害部位的变化,如叶片最先出现受害症状,然后是叶柄,最后为整个植株。再次可以选择叶片受害与叶龄的关系作为研究指标,如由于成熟叶、老叶、幼叶对二氧化硫抗性依次增强,因此其受害的先后顺序是成熟叶、老叶、幼叶。
(2)可增加实验对照组,以便于观察实验现象。
(3)为了增强该实验的探究性,还可以以“几种常见植物对二氧化硫抗性的比较研究”为课题,进行实验研究。
二、高考化学必备知识点:观察二氧化硫对植物的影响
细胞膜在调控细胞内外物质交流方面起着屏障作用,当植物处在不利环境条件下时,刺激首先作用于细胞膜,大量观察研究表明,细胞膜也是二氧化硫作用的最初部位,植物接触高浓度的二氧化硫之后,细胞膜首先受到损伤继而膜透性发生改变。二氧化硫对植物细胞膜的影响与环境状况及植物种类密切相关。就植物种类而言,一些植物非常敏感,另一些种类则很不敏感。
二氧化硫对植物细胞膜透性的影响,还与叶细胞的成熟度有关。通常幼叶抗性最强,质膜透性在二氧化硫处理后变化最小;成熟叶最敏感,在与二氧化硫短时间接触后膜透性即有大幅度增加,并随处理时间的延长增幅加大;老叶介于二者之间。植物细胞膜透性改变与叶片可见伤害间有密切关系。一般认为,二氧化硫对植物的伤害起始于膜,也即膜透性的改变先于叶片可见伤害症状的出现,但在叶片未出现受害症状之前,膜透性变化往往很小,当叶片出现可见伤害症状后,膜透性才发生显著变化。研究表明,植物出现可见伤害症状的过程为:二氧化硫首先作用于细胞膜,使细胞膜受到伤害,其中受害的最初部分是光合作用最活跃的栅栏组织细胞膜,随着栅栏组织细胞膜被害加重,海绵组织的细胞膜表面也发生伤害,随之叶绿体和叶绿素被相继破坏,与之同时细胞质分离,细胞干燥枯萎,最终引起叶表伤害。实验表明,细胞膜透性变化与叶片可见伤害在一定二氧化硫剂量范围内成正比。对膜伤害机理研究表明,二氧化硫引起膜透性的改变可能是由于膜组成成分发生变化所引起。
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