Question

9．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(xì)胞膜的親水性通道，允許適當(dāng)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(biāo)）隨環(huán)境中O₂濃度（橫坐標(biāo)）的變化．請仔細(xì)觀察圖示并回答相關(guān)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)姆绞绞菂f(xié)助擴散．
（2）蟾蜍心肌細(xì)胞吸收Ca²⁺、K⁺、C₆H₁₂O₆的方式相同，若抑制心肌細(xì)胞的呼吸作用，則Ca²⁺、K⁺、C₆H₁₂O₆等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響，其原因是缺少ATP（缺少能量）．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⁺的載體蛋白的活動．
（3）圖二與圖一中的④代表的物質(zhì)運輸方式一致．圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是載體蛋白數(shù)量有限．
（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(shè)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，乙組完全抑制呼吸；
c．一段時間后測定兩組植株根系對Ca²⁺、K⁺的吸收速率．
②預(yù)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，說明檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸；
b．若兩組植物對Ca²⁺、K⁺的吸收速率無明顯差異，說明檉柳從土壤中吸收鹽分的方式為被動吸收．

Answer 1

分析 1、分析圖一，①過程不需要載體和能量，屬于自由擴散；②、③過程需要載體和能量，屬于協(xié)助擴散；④過程需要載體和能量，屬于主動運輸．
2、分析圖二，AB段隨著氧氣濃度的增加，物質(zhì)跨膜運輸速率增加；BC段由于載體的數(shù)量有限，隨著氧氣濃度的增加，物質(zhì)跨膜運輸速率不再增加；說明該種運輸方式的影響因素是載體和能量，屬于主動運輸．
3、實驗?zāi)康氖翘骄繖f柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，因此控制能量的有無是關(guān)鍵，生命活動所需能量來自細(xì)胞呼吸，可以通過控制細(xì)胞呼吸達(dá)到目的．所以乙組實驗抑制細(xì)胞呼吸，一段時間后檢測兩組植株對Ca²⁺、K⁺的吸收速率，若吸收速率相同，則為被動運輸，若吸收速率表現(xiàn)為甲組快，則為主動運輸．

解答 解：（1）鯊魚體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)②途徑排出的，②是通過離子通道進出細(xì)胞，不需要能量，因此是被動運輸（或協(xié)助擴散）． 
（2）如果蟾蜍心肌細(xì)胞吸收Ca²⁺、K⁺、C₆H₁₂O₆的方式相同，若用呼吸作用抑制劑處理心肌細(xì)胞，則Ca²⁺、K⁺、C₆H₁₂O₆等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響，可能是由于呼吸作用減弱，ATP缺少；如果對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后，Ca²⁺吸收明顯減少，但對K⁺、C₆H₁₂O₆的吸收不受影響，說明不受能量的限制，證明該毒素抑制了轉(zhuǎn)運Ca²⁺的[乙]載體蛋白的活動． 
（3）圖二可知，物質(zhì)運輸與引起濃度有關(guān)，因此屬于主動運輸過程，圖一中的④也是主動運輸過程；曲線出現(xiàn)BC段隨著氧氣濃度的增加，物質(zhì)運輸?shù)乃俾什辉僭龃�，說明運輸離子的載體的數(shù)量是有限的．
（4）①b．根據(jù)實驗?zāi)康模�主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別是否需要ATP，故ATP（細(xì)胞呼吸條件）為自變量，吸收速率為因變量．故甲組甲組給予正常的呼吸條件，乙組完全抑制細(xì)胞呼吸．
②a．若兩組植株對K⁺的吸收速率相同，說明都不需要ATP，為被動運輸．b．若兩組植株對K⁺的吸收速率表現(xiàn)為甲組明顯大于乙組，則說明需要ATP，為主動運輸．
故答案為：
（1）協(xié)助擴散
（2）缺少ATP（缺少能量）    載體蛋白
（3）④載體蛋白數(shù)量有限
（4）①完全抑制呼吸
②a．檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸
b．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

點評 本題考查了物質(zhì)跨膜運輸方式的有關(guān)知識，要求考生能夠識記三種物質(zhì)跨膜運輸方式的特點，同時掌握影響物質(zhì)運輸速率的因素，同時具有一定的實驗設(shè)計能力，難度適中．