Question

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）实验结果表明：a是通过____方式跨膜运输的。其含义是________。 

（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。分析其可能的原因是________。b物质跨膜运输的方式是_______。

（3）甲同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，乙同学认为是协助扩散。请设计实验确定b跨膜运输的方式___。（要求简要写出实验思路、预期结果和结论）。

Answer

自由扩散 物质通过简单的扩散作用进出细胞 载体数量饱和 协助扩散或主动运输 实验思路：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。物质通过简单的扩散作用进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。

（2）由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。

（3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b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。