探究酸雨對種子萌發(fā)的影響,要怎么設(shè)計實驗表格?

【專家解說】：給個例子,自己模仿做 酸雨對植物生長的影響 學(xué)生作者：初一4班丁哲遠(yuǎn)、陳柯宇、葛毅、汴文梁 背景資料： 1形成原因：近代工業(yè)革命，從蒸氣機開始，鍋爐燒煤,產(chǎn)生蒸汽,推動機器；而后火力電廠星羅齊布,燃煤數(shù)量日益猛增。遺憾地是，煤含雜質(zhì)硫，約百分之一，在燃燒中將排放酸性氣體SO2；燃燒產(chǎn)生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學(xué)變化，氧氣與氮氣化合，也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷，溶解，雨成為了酸雨；這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì)硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國科學(xué)家史密斯分析了倫頓市雨水成份，發(fā)現(xiàn)它呈酸性，且農(nóng)村雨水中含碳酸銨，酸性不大；郊區(qū)雨水含硫酸銨，略呈酸性；市區(qū)雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨：化學(xué)氣候?qū)W的開端》中提出“酸雨”這一專有名詞。 2酸雨：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關(guān)；而堿味與水溶液中羥基離子濃度有關(guān)；然后建立了一個指標(biāo)：氫離子濃度對數(shù)的負(fù)值,叫pH值。于是，純水的pH值為7；酸性越大，pH值越低；堿性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；當(dāng)它為大氣中二氧化碳飽和時，略呈酸性，pH值為5.65。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨。 3酸雨的危害：酸雨危害危害包括森林退化，湖泊酸化，魚類死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非。 探究過程: [1]提出問題： 酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響嗎？有怎樣的不利影響?不同的酸在同一PH時對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不同的影響嗎？ [2]作出假設(shè)： 酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響，可能會使種子發(fā)芽率降低，幼苗葉片表面有斑點等現(xiàn)象。不同的酸在同一PH時對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長影響基本相近。 [3]探究方案： ⑴材料用具：①5×3×100顆青菜種子（子粒飽滿無病斑）②5×3套培養(yǎng)皿（規(guī)格一樣）③吸水紙④5支吸管⑤PH＝3的鹽酸溶液⑥PH＝3的硫酸溶液⑦PH＝3的冰乙酸溶液⑧PH＝7的清水⑩4-6張設(shè)計好的觀察記錄表 ⑵探究步驟：①觀察種子的萌發(fā)和萌發(fā)后幼苗的生長狀態(tài)，將青菜種子分散放在鋪了吸水紙的培養(yǎng)皿里，保持濕潤（用每組相應(yīng)的溶液濕潤），放在向陽處，每個培養(yǎng)皿中青菜種子數(shù)為100顆。 ②觀察記錄：表1—4，格式如下： [4]觀察記錄及分析：（具體記錄附表） 1.酸雨對種子發(fā)芽率的影響（見表一） 對第四天、第八天的觀察記錄進行分析如下：表一 注：冰乙酸3、4代表PH=3，PH=4，冰乙酸4是在冰乙酸3第四天還未發(fā)芽的情況下進一步探究做對照得出的數(shù)據(jù)。 分析：種子發(fā)芽率是指在最適宜條件下，在規(guī)定天數(shù)內(nèi)，發(fā)芽的種子占供試種子的百分?jǐn)?shù)。上表顯示在對照組清水中的發(fā)芽率最高：第四天為22℅，其次為鹽酸16℅，硫酸8℅，冰乙酸3為0；第八天為45℅，其次冰乙酸4為21℅，鹽酸18℅，硫酸12℅，由此說明兩點：一、酸雨降低了種子的發(fā)芽率，與假設(shè)相符；二、同ph的不同酸對種子發(fā)芽率影響不同，與假設(shè)不符，分析其原因有兩點：一是鹽酸具有揮發(fā)性，雖然培養(yǎng)皿加蓋培養(yǎng)，但還是有少量的鹽酸揮發(fā)掉，降低了種子發(fā)芽時種子周圍的酸性。二是不同的酸存在電離程度的差別。分析各酸的電離方程式：HCL=H++Cl-(鹽酸是強酸，完全電離)，H2SO4=H++HSO4-；HSO4-=H++SO42-(硫酸是二元酸，一級電離完全電離，受[H+]影響，[H+]大時，二級電離平衡常數(shù)Ka=1.20×10-2)，HAc=H++Ac-(醋酸是弱酸，不完全電離，在25℃時，其電離平衡常數(shù)Ka=1.76×10-5。) 當(dāng)PH=3時，由上分析可知，醋酸濃度最大，其次是硫酸，鹽酸。在種子萌發(fā)的過程中，隨H+被消耗，弱電解質(zhì)硫酸根離子、醋酸電離程度加大。由于硫酸根離子的Ka遠(yuǎn)大于醋酸的Ka，因而在種子萌發(fā)的酸環(huán)境中，隨著時間的推移，H+的消耗，醋酸的PH最小，其次是硫酸、鹽酸。 2.酸雨對幼苗的生長狀態(tài)的影響（見表二） 對第四天、第八天的幼苗爛芽、爛根、葉片出斑點和根周圍有霉菌等觀察記錄進行分析如下：表二 注：冰乙酸3種子未萌發(fā)不作比較，冰乙酸4后期進行觀察時間短也不作比較。 分析:上表顯示硫酸對幼苗的危害性大，鹽酸相對輕些。原因可能主要是硫酸是二元酸，在PH=3時，其不完全電離，其酸性比鹽酸大，其對幼苗的不良影響相對也大些。 [5]得出結(jié)論： 由上分析可見，酸雨的PH越小，即酸性大，對生物生長不良影響就大。其生理機制主要是酸雨中的H+降低了細(xì)胞PH值，改變了生物生長、發(fā)育和繁殖等生命活動所需要的正常酸堿度，酸雨所帶來的過量H+會替換其它元素，包括鉀、鎂、鈣等營養(yǎng)元素，從而影響植物的生長。高濃度H+還可以溶解土壤中自然產(chǎn)生的鋁，鋁一旦被分解釋放就會妨礙植物根系吸收水分和養(yǎng)料的能力，尤其是影響鎂的吸收。隨著鎂的溶出，土壤中會發(fā)生鎂不足的情況，鎂是葉綠素的核心元素，是植物的活性、新陳代謝不可欠缺的元素，缺少鎂將會導(dǎo)致植物枯萎，而重金屬如錳、鉻、鉛、汞等元素在酸性的作用下，也可變成可溶性物質(zhì)，這不僅使植物遭受毒害，還會污染地下水和江河湖泊，從而嚴(yán)重危害到其他生物的生存 [6]討論： ⑴為什么會有人工模擬酸雨大棚？形成的污染危害，短則數(shù)月，長則數(shù)年，才能明顯看出。為了縮短效應(yīng)時間，方便實驗條件，人們建立了類似于體育館大小規(guī)模的塑料或玻璃大棚，實施人工氣候，按時噴撒酸雨，館中種植各類樹木植物，小型池塘飼養(yǎng)各種魚類，其術(shù)語叫“模擬酸雨”。它幫助人類認(rèn)識酸雨規(guī)律，找出有效防治措施。 ⑵土壤酸化后會有怎樣的影響？土壤中含有大量鋁的氫氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁，會中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的流失；改變土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤貧脊化，影響植物正常發(fā)育；酸雨還能誘發(fā)植物病蟲害，使作物減產(chǎn)。 ⑶如何有效地控制酸雨？使用干凈無污染的能源，如太陽能，潮汐和地?zé)岬?，發(fā)展沼氣，使用低硫煤。要將汽車尾氣凈化，用甲醇，燃?xì)獯嫫?。另外公眾參與意識要強，例如,我們可以在校園內(nèi)或馬路邊種植一些對酸雨敏感性植物,以觀測酸雨對環(huán)境的影響；或篩選和培植抗酸雨經(jīng)濟作物,花卉等,以改造環(huán)境。這些活動有利于提高我們的環(huán)保意識和增加環(huán)保知識。