Question

【題目】如圖一所示是生物膜的流動鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜運輸示意圖，其中離子通道是一種通道蛋白，通道蛋白是橫跨細胞膜的親水性通道，允許適當大小的離子順濃度梯度通過，①②③④代表不同的運輸方式。圖二表示物質(zhì)通過膜的運輸速率（縱坐標）隨環(huán)境中O2濃度（橫坐標）的變化。請仔細觀察圖示并回答相關問題。

（1）鯊魚體內(nèi)能積累大量的鹽，鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外，經(jīng)研究，鯊魚體內(nèi)多余的鹽分是經(jīng)②途徑排出的，那么其跨膜運輸?shù)姆绞绞?/span>_________。

（2）蟾蜍心肌細胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同，若抑制心肌細胞的呼吸作用，則Ca2+、K+、C6H12O6等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響，其原因是__________________。若蟾蜍的離體心臟施加某種毒素Ca2+吸收明顯減少，但K+、C6H12O6的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了圖一中所示的轉(zhuǎn)運Ca2+的_______的活動。

（3）圖二與圖一中的_______代表的物質(zhì)運輸方式一致。圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是________。

（4）檉柳是泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將植物體內(nèi)的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收鹽分是主動運輸還是被動運輸？請設計了如下實驗加以探究。

①實驗步驟：

a．取甲、乙兩組生長發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、K+的溶液中；

b．甲組給予正常的呼吸條件，乙組______________；

c．一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、K+的吸收速率。

②預測實驗結(jié)果及結(jié)論：

a.若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率、或完全不吸收，說明____________________；

b.若______________________________________________，說明____________________。

Answer 1

【答案】 協(xié)助擴散 缺少ATP(缺少能量) 載體蛋白 ④ 載體蛋白數(shù)量有限 完全抑制呼吸 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸 兩組植物對Ca2+、K+的吸收速率無明顯差異 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式為被動吸收

【解析】試題分析：理清物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健�實驗設計應遵循的原則等相關知識，在此基礎上由題意和題圖中提取信息并準確把握實驗目的，找出實驗變量（自變量、因變量、無關變量），進而對相應的問題情境進行解答。

(1) 圖一顯示：②途徑所示物質(zhì)是借助離子通道排出的，而離子通道允許適當大小的離子順濃度梯度通過，因此②途徑所示物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞绞菂f(xié)助擴散。

(2) 蟾蜍心肌細胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同，均為主動運輸，而主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助，需要細胞呼吸產(chǎn)生的ATP提供能量。若抑制心肌細胞的呼吸作用，則因缺少ATP(缺少能量)而導致 Ca2+、K+、C6H12O6等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響。若蟾蜍的離體心臟施加某種毒素，Ca2+吸收明顯減少，但K+、C6H12O6的吸收不受影響，說明該毒素不影響物質(zhì)運輸時的能量供給，而是抑制了圖一中所示的轉(zhuǎn)運Ca2+的載體蛋白的活動。

(3) 圖二物質(zhì)的運輸速率，在AB段隨O2濃度的增加而增加，說明能量限制了AB段相關物質(zhì)的運輸速率；在BC段物質(zhì)的運輸速率不再隨O2濃度的增加而增加，說明限制AB段的主要原因是載體蛋白的數(shù)量有限。綜上分析，可判斷圖二所示物質(zhì)的運輸方式為主動運輸，與圖一中的④代表的物質(zhì)運輸方式一致。

(4)依題意可知：該實驗的目的是探究檉柳從土壤中吸收鹽分是主動運輸還是被動運輸。主動運輸和被動運輸最主要的區(qū)別在于是否消耗能量，而能量主要是通過細胞的有氧呼吸提供，因此該實驗的自變量應是能否進行有氧呼吸，因變量是無機鹽離子的吸收速率，其它對實驗結(jié)果有影響的因素均為無關變量，應控制相同且適宜。據(jù)此圍繞實驗設計應遵循的原則和已經(jīng)給出的不完善的實驗步驟可推知：實驗b步驟中的乙組應完全抑制呼吸。若檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸，則甲組因有能量供給、乙組缺乏能量，所以乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率、或完全不吸收。若檉柳從土壤中吸收鹽分的方式為被動吸收，因被動吸收不消耗能量，所以兩組植物對Ca2+、K+的吸收速率無明顯差異。