素养提升
小明在帮助家人整理购买的新鲜蔬菜时发现,装着菠菜、莜麦菜的塑料袋里会有水珠,装着土豆(块茎)、红薯(块根)的塑料袋里几乎没有水珠。为探究其原因,小明以生长旺盛的某种植物为实验材料设计了如图1所示的实验,在显微镜下观察到图2所示的结构。


(1)本实验的变量是
叶
。
(2)实验中为了避免水自然蒸发对实验结果的影响,小明在清水中滴加了
食用油
。图甲所示的装置在阳光下放置一段时间后,A装置的塑料袋内壁上布满小水珠,且试管中的液面下降了,以上实验结果说明植物蒸腾作用的器官是
叶
。
(3)根据所学知识,小明尝试推测A装置内水的"移动"路径是试管→茎的导管→叶柄的导管→叶脉的导管→
③气孔
(填图2中的序号及其所示的结构)→塑料袋内壁。由此可知,该结构是叶片散失水分以及
与外界进行气体交换
的"门户"。
(4)小明想知道该结构在上下表皮的数量是否相同,于是取四片大小、长势、质量基本一致的新鲜菠菜叶,分别编号为A、B、C、D,按照如下表所示处理后,放置在温暖、通风且光照充足的环境条件下。(注:凡士林可以堵住该结构)

表格中"?"处是
不涂
。5 h后称量,菠菜叶的质量由大到小的顺序是
D>C>B>A
(用">"连接),说明菠菜叶下表皮的该结构的数量多于上表皮。
解析:
【分析】
本题围绕植物蒸腾作用的生活现象展开探究,解题时可以按小问逐步梳理思路:
1. 第一问确定实验变量:对照实验遵循单一变量原则,本实验两组装置唯一的差异就是植物是否保留叶片,其余条件完全一致,由此可直接得出变量。
2. 第二问排除无关变量干扰:要避免试管内的水分自然蒸发影响实验结果,可在水面加一层隔绝水和空气的物质;后续带叶装置出现大量水珠、液面下降,和无叶组对照,就能推导蒸腾作用的器官。
3. 第三问梳理水分运输路径:回忆植物体内水分从导管运输到叶片后,需要通过气孔散失到大气中,结合气孔的功能即可作答。
4. 第四问完善对照实验并推导质量排序:四组叶片分别对应只堵上表皮、只堵下表皮、全堵气孔、空白对照四种处理,结合下表皮气孔数量多于上表皮的特点,蒸腾失水量越少的叶片剩余质量越大,即可推导出质量排序。
【解析】
(1) 本实验设置的两组对照装置,唯一不同的条件就是植物是否保留叶片,其余环境、初始水量等条件完全相同,因此实验变量是叶。
(2) 在试管的清水中滴加食用油后,油会漂浮在水面形成不透水的油膜,隔绝清水与空气的接触,避免水分直接从液面自然蒸发,排除无关变量干扰。带叶片的A装置塑料袋内壁布满水珠、试管液面下降,去除叶片的对照组几乎没有水珠,对照后可说明植物蒸腾作用的器官是叶。
(3) 植物体内水分的移动路径为:试管中的水→茎的导管→叶柄的导管→叶脉的导管→③气孔,水分以水蒸气形式通过气孔散失到塑料袋内壁。气孔不仅是叶片散失水分的通道,还是植物与外界进行气体交换的门户。
(4) 四组实验中A组涂菠菜叶上表皮、B组涂下表皮、C组上下表皮都涂,最后一组空白对照的D组处理方式为不涂凡士林。由于菠菜叶下表皮气孔数量远多于上表皮,各组蒸腾失水量从多到少为:A组(仅下表皮开放)>B组(仅上表皮开放)>C组(气孔全堵)>D组(气孔完全封闭几乎不失水),剩余叶片质量和失水量呈反向关系,因此5h后叶片质量由大到小的顺序是D>C>B>A。
【答案】
(1) 叶
(2) 食用油 叶
(3) ③气孔 与外界进行气体交换
(4) 不涂 D>C>B>A
【知识点】
蒸腾作用,气孔的功能,对照实验设计
【点评】
本题从生活中塑料袋内壁出现水珠的常见现象切入,把蒸腾作用的核心知识点和实验探究结合起来,既考查了基础的水分运输路径、气孔功能等识记内容,又锻炼了学生对照实验设计、逻辑推导的能力,易错点是最后叶片质量排序,需要理清气孔分布特点、蒸腾失水量和剩余叶片质量的反向对应关系。
【难度系数】
0.7