Question

【題目】在適宜條件下，測得的某植物根細胞對a、b兩種物質的吸收速率與外界溶液中這兩種物質濃度的關系如圖所示(a、b兩條曲線分別代表植物根細胞對不同濃度a、b兩種物質的吸收速率)，回答下列問題。

（1）實驗結果表明：a是通過____方式跨膜運輸的。其含義是________。

（2）實驗結果表明：當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。分析其可能的原因是________。b物質跨膜運輸的方式是_______。

（3）甲同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，乙同學認為是協助擴散。請設計實驗確定b跨膜運輸的方式___。（要求簡要寫出實驗思路、預期結果和結論）。

Answer 1

【答案】自由擴散 物質通過簡單的擴散作用進出細胞 載體數量飽和 協助擴散或主動運輸 實驗思路：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲、乙兩組植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。

結果及結論：

若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；

若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散

【解析】

分析圖示：根細胞對a的吸收速率隨著a的濃度的增加而增加，說明只受物質濃度差的影響，因此可判斷為自由擴散；根細胞對b的吸收速率，在一定范圍內，隨著b的濃度的增加而增加，超過該范圍，不再隨b的濃度的增加而增加，說明受到載體數量的限制，可判斷為協助擴散或主動運輸。

（1）a的運輸速率隨著物質濃度的增加而增加，說明只受物質濃度差的影響，因此a是通過自由擴散方式跨膜運輸的。物質通過簡單的擴散作用進出細胞即自由擴散，該過程不需要載體和能量，受細胞內外濃度差的影響。

（2）由圖可知，b可能是協助擴散或主動運輸，b需要載體協助，當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，載體數目飽和，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。

（3）協助擴散與主動運輸的區別在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸產生的能量較多，無氧呼吸產生的能量較少，故實驗設計的自變量是有無氧氣，因變量是細胞對b的吸收速率，而對實驗結果有影響的無關變量應控制相同且適宜，據此可確定該實驗思路為：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲、乙兩組植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。對實驗結果的預期和結論的形成，應從可能的情況入手加以討論。該實驗可能的結果有2種：①若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；②若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散。