Question

【题目】在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题：

（1）根据实验结果发现a是通过______方式跨膜运输的。

（2）实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加，可能的原因是____。

（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论：__________。

Answer 1

【答案】自由扩散 载体数量饱和 思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。

结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。

【解析】

分析图示：根细胞对a的吸收速率随着a的浓度的增加而增加，说明只受物质浓度差的影响，因此可判断为自由扩散；根细胞对b的吸收速率，在一定范围内，随着b的浓度的增加而增加，超过该范围，不再随b的浓度的增加而增加，说明受到载体数量的限制，可判断为协助扩散或主动运输。

(1) a的运输速率随着物质浓度的增加而增加，说明只受物质浓度差的影响，因此a是通过自由扩散方式跨膜运输的。

(2) 当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，根细胞对b的吸收速率不再随着b的浓度的增加而增加，可能的原因是载体数量饱和。

(3) 主动运输消耗能量，协助扩散不消耗能量，而能量主要由有氧呼吸提供。可见，欲设计实验来判断b物质的跨膜运输方式是主动运输还是协助扩散，自变量是氧的有无，因变量是根细胞对b物质的吸收速率，而对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜，据此可确定该实验思路为：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下；将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。对实验结果的预期和结论的形成，应从可能的情况入手加以讨论。该实验可能的结果有2种：①若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；②若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。