Question

7．互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”．互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题．为了探宄互花米草对水淹生态环境的适应机制，进一步为调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”为课題，设计了实验．
（1）写出科研小组的实验思路．（培养的具体过程和测量方法不作要求）将互花米草平均分为5份，每天分别给予0、3、6、12、24小时的水淹处理．50天后，测量每组互花米草整株的自由水和结合水的含量
（2）如图曲线甲是科研小组对互花米草处理50天后的结果，请回答：

①自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系．根据实验结果可知，互花米
草在水淹时间为3h/d的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为0h/d的环境下，代谢活动最旺盛．
②在实验结束时水淹时间为24h/d的实验组中，互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸产生了酒精等物质，酒精对细胞具有毒害作用．
③该实验小组同时测定K⁺吸收速率与水淹时间的关系，如曲线乙所示．由图可知，互花米草吸收K⁺的方式是主动运输．

Answer 1

分析 1、自由水与结合水的关系：自由水和结合水可相互转化细胞含水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水水含量高，结合水的比例上升时，植物的抗逆性增强，细胞代谢速率降低．
2、本实验自变量是水淹时间，自由水与结合水的含量是因变量．为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为海水，来源于互花米草采样地点自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系．
3、根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为3h/d的环境下，抗逆性最强；在水淹时间为0h/d的环境下，代谢活动最旺盛．对钾离子的吸收是主动运输过程，需消耗细胞内能量，而水淹导致氧供给不足，导致能量供应减少．无氧呼吸产生酒精引起酒精中毒．

解答 解：（1）科研小组的实验思路：将互花米草平均分为5份，每天分别给予0、3、6、12、24小时的水淹处理．50天后，测量每组互花米草整株的自由水和结合水的含量．
（2）①自由水与结合水的比值越小，植物的代谢活动越弱，抗逆性越强，结合坐标曲线甲水淹时间为3h/d时，抗逆性最强，水淹时间为0h/d时，代谢活动最旺盛． 
②在实验结束时水淹时间为24h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是长期水淹导致互花米草进行厌氧呼吸造成供能不足，酒精中毒．
③分析坐标曲线知，处理时间越长，该植物的代谢强度越弱，供能越少，植物吸收K⁺的速率越低，即吸收K⁺时需消耗能量，为主动运输． 
故答案为：
（1）将互花米草平均分为5份，每天分别给予0、3、6、12、24小时的水淹处理．50天后，测量每组互花米草整株的自由水和结合水的含量
（2）①3   0   
②长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸产生了酒精等物质，酒精对细胞具有毒害作用
③主动运输

点评 本题考查对照实验的设计、无氧呼吸和主动运输的相关知识，意在考查学生验证简单生物学事实的能力，明确实验设计要遵循单一变量原则、对照原则、无关变量相同且适宜原则，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理．