植物的茎与物质运输

第一步：预期现象。 横切面上木质部被染成红色，树皮（韧皮部）与髓不变红；纵切面上可见一条条红色细线，正是被染红的导管。第二步：得出结论。 水和溶于水的无机盐是沿着木质部中的导管由下向上运输的，运输的动力主要来自叶片的蒸腾作用。

第三步：解释为什么要放在阳光下通风处。 光照强、有风时蒸腾作用旺盛，「向上拉水」的动力大，红墨水上升快、染色明显，实验现象更容易观察。第四步：说明两个操作细节。 枝条必须带叶，去掉叶片就失去了蒸腾的拉力，几乎看不到上升；取出后要用清水冲洗外表，避免表面附着的红墨水造成「整个切面都红」的假象。

第一步：设计对照。 选两根粗细、长势相同的同种枝条，甲在中部环剥去一圈树皮（宽约 $1\ \text{cm}$，注意不伤木质部），乙不作处理，其余条件（光照、水分、温度）完全相同，观察一段时间。第二步：预期现象。 甲在剥口上方逐渐出现膨大（形成节瘤），下方不膨大甚至变细；乙无明显变化。

第三步：解释并得出结论。 树皮中的筛管被切断后，叶片制造的有机物运到剥口处受阻，在上方积累，因此上方膨大。这说明有机物是通过树皮（韧皮部）中的筛管自上向下运输的。第四步：分析关键操作与延伸。 环剥只能剥树皮、不能伤木质部，否则导管也被切断，叶片缺水枯死，就无法说明有机物的运输了。若把整棵树主干环剥一圈，根长期得不到有机物会死亡，全树随之枯死——这也从反面印证了结论。

第一步：读出树龄并解释年轮宽窄（第 1 问）。 一圈深浅相间的环纹为一个年轮，代表生长一年，故树龄约为 $32$ 年。南侧年轮宽，说明南侧光照更充足（我国北半球南面向阳），形成层活动旺盛、生长更快。

第二步：明确两个量的关系。 向上运输的水分为两部分：蒸腾散失的 $99\%$ 与留在体内的 $1\%$，二者之和为总量，即留在体内的比例 $= 1 - 99\% = 1\%$。

第三步：求留在体内的水（第 2 问）。 $m_{\text{留}} = 84\ \text{kg} \times 1\% = 84 \times 0.01 = 0.84\ \text{kg}$。

第四步：求整片林场每天蒸腾的水的质量（第 3 问上半）。 每棵蒸腾 $84\ \text{kg} \times 99\% = 83.16\ \text{kg}$，$1200$ 棵共 $83.16 \times 1200 = 99792\ \text{kg}$，约 $9.98 \times 10^4\ \text{kg}$。

第五步：由质量求体积。 由 $\rho = \dfrac{m}{V}$ 得 $V = \dfrac{m}{\rho} = \dfrac{9.98 \times 10^4\ \mathrm{kg}}{1.0 \times 10^3\ \mathrm{kg/m^3}} \approx 99.8\ \mathrm{m^3}$。

第六步：检验单位与合理性。 质量除以密度，单位为 $\mathrm{kg} \div \mathrm{kg/m^3} = \mathrm{m^3}$，与体积单位一致；$0.84\ \text{kg}$ 仅占 $84\ \text{kg}$ 的百分之一，与「绝大部分水被蒸腾掉」的结论相符。答：树龄约 $32$ 年，南侧光照更好；每天留在体内约 $0.84\ \text{kg}$；林场一天蒸腾约 $99.8\ \mathrm{m^3}$ 的水。