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“探究互花米草體內自由水與結合水的比值和潮汐水淹時間的關系”為課題，設計了如下實驗：
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合水含量，其比值如曲線所示．

Ⅱ．分析實驗過程及實驗結果，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，自由水與結合水的含量是因變量．
（2）自由水與結合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關系?根據實驗結果可知，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 實驗設計要遵循單一變量原則、對照原則、無關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，實驗用水應為海水，來源于互花米草采樣地點自由水與結合水的比值和植物的代謝能力及抗逆性有著密切的關系．根據實驗結果可知，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，需消耗細胞內能量，而水淹導致氧供給不足，導致能量供應減少．無氧呼吸產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合水的含量，計算自由水與結合水的比值．如曲線甲所示．
Ⅱ（1）由題干信息“探究互花米草體內自由水與結合水的比值和潮汐水淹時間的關系”知水淹時間為該實驗的自變量，是影響結果的條件．
（2）自由水與結合水的比值越小，植物的代謝活動越弱，抗逆性越強，結合坐標曲線甲水淹時間為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，代謝產物酒精毒害細胞，導致該植物長勢變差． 
（4）讀坐標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計、無氧呼吸和主動運輸的相關知識，意在考查學生驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理．