Question

水存在两种跨膜运输机制:一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道一水孔蛋白跨膜运输。研究者据此提出的实验思路如下：

①实验分组：

甲组：肾小管上皮细胞+生理盐水配制的蛋白酶液

乙组：肾小管上皮细胞+X

②将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察破裂的细胞数目。

（1）实验目的:_________________________________________________。

（2）题中X是____________________________________。

（3）若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明________________________；若甲组极少的细胞发生破裂，说明________________________；若出现________________________，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。

Answer

探究水如何通过肾小管上皮细胞膜或肾小管上皮细胞的吸水方式（合理即可） 等量的生理盐水 水通过肾小管上皮细胞的方式主要是自由扩散 肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水 甲乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少

【解析】

本实验考查探究实验的相关知识，意在考查学生的实验设计能力。科学探究是指为了能积极主动地获取生物科学知识，领悟科学研究方法而进行的各种活动。通俗地说，就是让我们自己去发现问题。主动去寻找答案，而不是被动地接受知识。科学探究重在探索的过程，而不是只注重答案本身。探究实验遵循的一般原则：单一变量原则和对照原则。探究实验要设置实验组和对照组，两组只能存在一个变量，这样两组所出现不同的实验现象，才能说明结果是由这一变量引起的。

（1）据题意“水存在两种跨膜运输机制:一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道一水孔蛋白跨膜运输”。且下面实验过程中用到了蛋白酶，蛋白酶能水解水通道蛋白，因此可知该实验的实验目的是探究水如何通过肾小管上皮细胞膜或肾小管上皮细胞的吸水方式。

（2）根据实验设计的控制变量原则，无关变量要保持相同，实验中只能有一个自变量，因此参照甲组可知乙组的X为等量的生理盐水。

（3）因为甲组实验中的蛋白酶会破坏通道蛋白，若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜不需要通道蛋白，进而可知水通过肾小管上皮细胞的方式主要是自由扩散；若甲组极少的细胞发生破裂，说明无通道蛋白，水就不能跨膜，进而可知肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水，若出现甲乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。