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）根據實驗結果發現a是通過______方式跨膜運輸的。

（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，可能的原因是____。

（3）王同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，李同學認為是協助擴散。請設計實驗確定王同學的判斷是否正確。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 載體數量飽和 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。

(2) 當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，根細胞對b的吸收速率不再隨著b的濃度的增加而增加，可能的原因是載體數量飽和。

(3) 主動運輸消耗能量，協助擴散不消耗能量，而能量主要由有氧呼吸提供。可見，欲設計實驗來判斷b物質的跨膜運輸方式是主動運輸還是協助擴散，自變量是氧的有無，因變量是根細胞對b物質的吸收速率，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。