Question

【題目】下圖中甲圖表示用完全培養(yǎng)液在相同的容器中分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子占實驗開始時的比值；圖乙表示水稻根細胞吸收離子與氧分壓的關系。回答下列問題：

（1）用于培養(yǎng)水稻和番茄幼苗的裝置不僅容器相同，還要求_________、__________等也是相同的，這是該實驗的_____________變量。

（2）不同植物在相同的環(huán)境中吸收的離子不同，從根本上分析是細胞核內(nèi)_________決定的。

（3）圖乙中當氧分壓為0時，水稻對離子的吸收不為0，因為水稻可通過_________（生理過程）獲得少量能量，若水稻長時間處于此狀態(tài)下，則會發(fā)生爛根現(xiàn)象，這與該過程產(chǎn)生的__________有關，該物質(zhì)跨膜運輸方式是_________。

（4）試分析圖甲中某些離子濃度高于開始時培養(yǎng)液濃度的原因：__________________。

（5）若對離體的某細胞施用某種毒素，結(jié)果Ca2+的吸收顯著減少，而K+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的吸收不受影響，可能的原因是________________________。若用呼吸作用抑制劑處理該種細胞，則Ca2+、K+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的吸收均受到明顯影響，其原因是______________________________________。

Answer 1

【答案】完全培養(yǎng)液的量、培養(yǎng)環(huán)境中的溫度 濕度 無關 遺傳物質(zhì)（基因） 無氧呼吸 酒精 自由擴散 植物吸收離子的相對速率低于吸收水的相對速率 該毒素抑制了Ca2+載體蛋白的活性 這些物質(zhì)的運輸方式都是主動運輸，需要消耗能量

【解析】

分析題圖：
甲圖表示用完全培養(yǎng)液在相同的容器中分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子占實驗開始時的比值的柱狀圖，分析可知不同植物對同種離子的需要量及同一植物對不同離子的需要量不同，因此植物對礦質(zhì)元素是一種選擇性吸收，而對水是無選擇性吸收，植物體對水分和礦質(zhì)元素的吸收是兩種不同的跨膜運輸方式；水稻吸收的SiO44+多，對Ca2+、Mg2+吸收量少，而番茄吸收的Ca2+和Mg2+較多，對SiO44+吸收量少，這體現(xiàn)了植物對無機鹽離子的吸收具有選擇性，其原因在于不同植物根尖細胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的。

乙圖表示水稻根細胞吸收離子與氧分壓的關系，礦質(zhì)元素進入細胞的方式是主動運輸，需要載體協(xié)助和消耗能量，隨著氧分壓的增加，呼吸作用增強，ATP產(chǎn)生增多，根細胞對礦質(zhì)元素吸收速率也隨之增加，當氧分壓到達一定濃度范圍內(nèi)，因有氧呼吸速率已經(jīng)達到最大值，再增加氧的分壓，也不會使呼吸繼續(xù)加快，因而根對礦質(zhì)元素的吸收速率也不會再增加，這里限制礦質(zhì)元素吸收速率的主要原因是載體的數(shù)目的限制。

（1）甲圖表示用完全培養(yǎng)液在相同的容器中分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子占實驗開始時的比值的柱狀圖，該實驗的自變量是植物幼苗的種類（水稻和番茄幼苗），其培養(yǎng)幼苗的裝置容器、完全培養(yǎng)液的量、培養(yǎng)環(huán)境中的溫度（濕度）等是無關變量，無關變量應保持相同且適宜。
（2）不同植物在相同的環(huán)境中吸收的離子不同，直接原因是它們各自細胞膜上載體的種類和數(shù)量的不同，從根本上分析是細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)（基因）決定的。
（3）植物細胞吸收礦質(zhì)離子的方式是主動運輸，需要能量和載體蛋白，其中能量來自細胞呼吸作用，圖乙中當氧分壓為0時，由于水稻可通過無氧呼吸獲得少量能量，因而水稻對離子的吸收不為0。若水稻長時間處于此狀態(tài)下，由于水稻細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精而導致爛根現(xiàn)象，酒精分子屬于有機小分子物質(zhì)，其跨膜運輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U散。
（4）圖甲中植物吸收某些離子的相對速率低于吸收水的相對速率，會導致培養(yǎng)后某些離子濃度高于開始時培養(yǎng)液濃度。
（5）細胞吸收Ca2+、K+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的方式是主動運輸，需要消耗能量和相應載體蛋白的協(xié)助，若對離體的某細胞施用某種毒素，結(jié)果Ca2+的吸收顯著減少，而K+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的吸收不受影響，可能的原因是該毒素抑制了Ca2+載體蛋白的活性；若用呼吸作用抑制劑處理該種細胞，則由于能量的減少導致Ca2+、K+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的吸收均受到明顯影響。