Question

用相同的培养液培养水稻和番茄，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1所示。图2表示水稻根细胞对离子的吸收速率与O₂供应量之间的关系。请据图回答下列问题：

（1）图1说明植物细胞对离子的吸收具有_______性。番茄生长需求量小的离子是_______，水稻生长需求量小的离子是________（填“Mg²⁺”“Ca²⁺”或“SiO ₃^2-”）。

（2）番茄培养液里的Mg²⁺和Ca²⁺浓度低于初始浓度，原因是________。

（3）根据图2可以判断，水稻细胞对SiO₃^2-的吸收方式是_______。在AB段，离子吸收速率逐渐增加，主要原因是_______（填生理过程）逐渐增强；在BC段，离子吸收速率没有明显增加，主要是受_______的限制。

（4）若要验证Mg是水稻生长的必需元素，实验思路为取生长状况相近的水稻幼苗随机分成等量的两组，分别用完全培养液和仅缺少_______的培养液在相同且适宜的条件下进行培养，观察幼苗的________是否有差异。

Answer

选择 Si032- Ca2+ 植物吸收水分的比例小于吸收离子的比例 主动运输 细胞呼吸 载体数量 Mg 生长状况

【解析】

1、据图分析，水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+多，造成培养液中Ca2+、Mg2+ 浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收SiO32-多，造成培养液中SiO32-浓度上升。两种植物吸收离子不同，水稻对SiO32-吸收较多，而对Ca2+吸收较少，而番茄对Ca2+、Mg2+ 吸收较多，对SiO32-吸收较少，这体现了植物细胞对离子的吸收具有选择性的特点。

2、图2表示主动运输，分析曲线图：氧气浓度为0，无氧呼吸产生少量的能量，则离子的运输速率较慢；随着氧气浓度增加，离子的运输速率加快；而b点以后，由于载体的数量是有限的，物质运输速率不变。

（1）由题图可以看出，番茄和水稻在实验结束时培养液中各种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比不同，说明对矿质离子的吸收都具有选择性。由图1可知，番茄生长需求量最大的离子是Ca2+，对SiO32-吸收较少，水稻需求量最大的离子是SiO32-，而对Ca2+吸收较少，原因是它们各自细胞膜上具有不同的载体。

（2）植物吸收水分的比例大于吸收离子的比例，因此水稻培养液里的Mg2+和Ca2+浓度高于初始浓度。

（3）根据图2可以判断，水稻细胞对SiO32-的吸收方式是主动运输。在AB段，离子吸收速率逐渐增加，主要原因是主要是受能量供应（细胞呼吸）的影响，细胞呼吸逐渐加强，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受载体数量的限制。

（4）用实验证明Mg 是水稻的必需元素的方法：取生长状况相近的水稻幼苗随机分成等量两组，分别用完全培养液和仅缺少Mg 的培养液在相同且适宜的条件下培养，观察生长状况是否有差异。