Question

【題目】圖甲是某同學觀察植物細胞質壁分離與復原實驗時拍下的顯微照片，圖乙是小腸上皮細胞轉運葡萄糖的過程示意圖。請回答下列問題：

（1）圖甲細胞處于質壁分離狀態，則細胞膜和細胞壁之間充滿了_____；此時細胞液濃度_____外界溶液濃度。將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后沒有觀察到質壁分離現象，可能的原因有_____。

（2）葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞時，不直接消耗ATP，而是借助相同載體上Na+順濃度梯度運輸時產生的電化學勢能。該載體只能轉運葡萄糖和Na+，體現了載體的______性。 據圖乙中的信息分析，葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞是_____濃度梯度進行的主動運輸。

（3）為了證明小腸上皮細胞以主動運輸的方式吸收葡萄糖，請設計實驗探究。

①實驗步驟：

第一步：取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細胞，放入適宜濃度的含有葡萄糖的培養液中。

第二歩：甲組細胞給予正常的呼吸條件，乙組細胞_______，其他條件與甲組相同。

第三步：一段時間后測定葡萄糖的吸收速率。

②預測實驗結果并分析：

若_______，則說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸，否則不是主動運輸。

Answer 1

【答案】外界溶液 大于或小于或等于 該細胞是死細胞，或者是根尖分生區細胞,或者質壁分離后又自動復原 專一性 逆 抑制細胞呼吸（或加入呼吸抑制劑等） 乙組細胞吸收速率小于甲組細胞吸收速率

【解析】

（1）植物細胞的質壁分離及其復原的實驗原理：

①成熟的植物細胞與外界溶液構成滲透系統，可發生滲透作用。

②當細胞液濃度<外界溶液濃度時，細胞失水，發生質壁分離；當細胞液濃度>外界溶液濃度時，細胞吸水，發生質壁分離復原。

（2）主動運輸的特點是：被選擇吸收的物質從低濃度的一側通過細胞膜到達高濃度一側，需要載體的協助，需要消耗能量。若要證明物質跨膜運輸的方式是否為主動運輸，則自變量為是否有能量供給，因變量為相應物質的吸收速率。

(1) 由于細胞壁是全透性的，所以處于質壁分離狀態的圖甲細胞的細胞膜和細胞壁之間充滿了外界溶液。圖甲細胞處于質壁分離狀態，可能正處于質壁分離復原的過程中，也可能正處于質壁分離的過程中，或是已經達到滲透平衡，所以此時細胞液濃度大于或小于或等于外界溶液濃度。具有中央液泡的成熟的植物細胞才能發生質壁分離，未成熟的植物細胞或死亡的植物細胞不能發生質壁分離；KNO3溶液中的硝酸根離子和鉀離子可通過主動運輸的方式被細胞吸收，使細胞液的濃度增大，因此在大于細胞液濃度的KNO3溶液中的細胞，在發生質壁分離后能夠自動復原。綜上分析可推知：將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后沒有觀察到質壁分離現象，可能的原因有該細胞是死細胞，或者是根尖分生區細胞,或者質壁分離后又自動復原。

(2) 圖乙顯示：葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞，是從低濃度的一側通過細胞膜到達高濃度一側，借助相同載體上Na+順濃度梯度運輸時產生的電化學勢能，說明葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞是逆濃度梯度進行的主動運輸。該載體只能轉運葡萄糖和Na+，體現了載體的專一性。

(3) ①證明小腸上皮細胞以主動運輸的方式吸收葡萄糖，自變量是能量的有無，而能量是由細胞呼吸提供的，因此可通過抑制實驗組細胞的細胞呼吸、對照組細胞給予正常的細胞呼吸條件加以控制自變量，因變量是葡萄糖的吸收速率。據此，依據給出的不完善的實驗步驟可推知：在第二步中，對乙組細胞的處理是抑制細胞呼吸，其他條件都與甲組細胞相同。

(4) 預測實驗結果并分析：若乙組細胞對葡萄糖的吸收速率小于甲組細胞對葡萄糖的吸收速率，表明小腸上皮細胞吸收葡萄糖需要消耗能量，進而說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸，否則不是主動運輸。