Question

5．互花米草是一種灘涂草本鹽沼植物，對水淹的生態(tài)環(huán)境有很強適應(yīng)能力，曾被稱為“保灘護堤、促淤造陸的最佳植物”?某科研小組以“探究互花米草體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值和潮汐水淹時間的關(guān)系”為課題，設(shè)計了如下實驗：
Ⅰ．實驗思路：
（1）選取同一海灘的互花米草幼苗分別栽種于多個沙盆中?
（2）將長勢相同生長良好的互花米草幼苗平均分成5組，分別每天以0h、3h、6h、12h和24h進行水淹處理?
（3）在處理50d后，采集整株植株并測定自由水與結(jié)合水含量，其比值如曲線所示．

Ⅱ．分析實驗過程及實驗結(jié)果，回答以下問題：
（1）在該實驗中，水淹處理的時間長短是自變量，自由水與結(jié)合水的含量是因變量．
（2）自由水與結(jié)合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關(guān)系?根據(jù)實驗結(jié)果可知，互花米草在水淹時間為3h/d的環(huán)境下，抗逆性最強；在水淹時間為0h/d的環(huán)境下，代謝活動最旺盛?
（3）在實驗結(jié)束時水淹時間為24h/d的實驗組互花米草長勢最差，甚至死亡，主要原因是長期水淹導(dǎo)致互花米草進行無氧呼吸所致?
（4）該實驗小組同時測定K⁺吸收速率與水淹時間的關(guān)系，如曲線乙所示?由圖可知，互花米草吸收K⁺的方式是主動運輸?

Answer 1

分析 實驗設(shè)計要遵循單一變量原則、對照原則、無關(guān)變量相同且適宜原則，本實驗自變量是水淹時間，自由水與結(jié)合水的含量是因變量．為了能最大程度地模擬互花米草水淹的生態(tài)環(huán)境，在進行水淹處理時，實驗用水應(yīng)為海水，來源于互花米草采樣地點自由水與結(jié)合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關(guān)系．根據(jù)實驗結(jié)果可知，互花米草在水淹時間為3h/d的環(huán)境下，抗逆性最強；在水淹時間為0h/d的環(huán)境下，代謝活動最旺盛．對鉀離子的吸收是主動運輸過程，需消耗細胞內(nèi)能量，而水淹導(dǎo)致氧供給不足，導(dǎo)致能量供應(yīng)減少．無氧呼吸產(chǎn)生酒精引起酒精中毒．

解答 解：Ⅰ（1）將長勢相同生長良好的互花米草幼苗平均分成5組，分別每天以0 h、3 h、6 h、12 h和24h進行水淹處理，進行相互對照．
（2）在處理50d后，采集整株植株并測定其自由水與結(jié)合水的含量，計算自由水與結(jié)合水的比值．如曲線甲所示．
Ⅱ（1）由題干信息“探究互花米草體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值和潮汐水淹時間的關(guān)系”知水淹時間為該實驗的自變量，是影響結(jié)果的條件．
（2）自由水與結(jié)合水的比值越小，植物的代謝活動越弱，抗逆性越強，結(jié)合坐標(biāo)曲線甲水淹時間為3h/d時，抗逆性最強，水淹時間為0h/d時，代謝活動最旺盛．
（3）由于此植物長期處于水淹環(huán)境，根系細胞進行無氧呼吸供能過少，代謝產(chǎn)物酒精毒害細胞，導(dǎo)致該植物長勢變差． 
（4）讀坐標(biāo)曲線知處理時間越長，該植物的代謝強度越弱，供能越少，植物吸收K+的速率越低，即吸收K+時需消耗能量，為主動運輸． 
故答案為：
Ⅰ．（2）5     
 （3）自由水與結(jié)合水
Ⅱ．（1）水淹處理的時間長短         
（2）3    0
（3）無氧
（4）主動運輸

點評 本題考查對照實驗的設(shè)計、無氧呼吸和主動運輸?shù)南嚓P(guān)知識，意在考查學(xué)生驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理．