Question

7．互花米草是一種灘涂草本鹽沼植物，對水淹的生態(tài)環(huán)境有很強的適應能力，曾被稱為“保灘護堤、促淤造陸的最佳植物”．互花米草在引入我國后，出現(xiàn)生長蔓延、破壞生態(tài)環(huán)境的嚴重問題．為了探宄互花米草對水淹生態(tài)環(huán)境的適應機制，進一步為調(diào)控措施的研究提供依據(jù)，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)計了實驗．
（1）寫出科研小組的實驗思路．（培養(yǎng)的具體過程和測量方法不作要求）將互花米草平均分為5份，每天分別給予0、3、6、12、24小時的水淹處理．50天后，測量每組互花米草整株的自由水和結(jié)合水的含量
（2）如圖曲線甲是科研小組對互花米草處理50天后的結(jié)果，請回答：

①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．
②在實驗結(jié)束時水淹時間為24h/d的實驗組中，互花米草長勢最差，甚至死亡，導致該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是長期水淹導致互花米草進行無氧呼吸產(chǎn)生了酒精等物質(zhì)，酒精對細胞具有毒害作用．
③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 1、自由水與結(jié)合水的關(guān)系：自由水和結(jié)合水可相互轉(zhuǎn)化細胞含水量與代謝的關(guān)系：代謝活動旺盛，細胞內(nèi)自由水水含量高；代謝活動下降，細胞中結(jié)合水水含量高，結(jié)合水的比例上升時，植物的抗逆性增強，細胞代謝速率降低．
2、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．
3、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，而水淹導致氧供給不足，導致能量供應減少．無氧呼吸產(chǎn)生酒精引起酒精中毒．

解答 解：（1）科研小組的實驗思路：將互花米草平均分為5份，每天分別給予0、3、6、12、24小時的水淹處理．50天后，測量每組互花米草整株的自由水和結(jié)合水的含量．
（2）①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． 
②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，導致該現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是長期水淹導致互花米草進行厭氧呼吸造成供能不足，酒精中毒．
③分析坐標曲線知，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：
（1）將互花米草平均分為5份，每天分別給予0、3、6、12、24小時的水淹處理．50天后，測量每組互花米草整株的自由水和結(jié)合水的含量
（2）①3   0   
②長期水淹導致互花米草進行無氧呼吸產(chǎn)生了酒精等物質(zhì)，酒精對細胞具有毒害作用
③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，意在考查學生驗證簡單生物學事實的能力，明確實驗設(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，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理．