Question

【題目】結(jié)合質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)室一般選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，其原因是該種細(xì)胞________；質(zhì)壁分離是指_____________與細(xì)胞壁分離，細(xì)胞在清水中發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的過(guò)程中，吸水能力逐漸__________________。

（2）某同學(xué)將同一新鮮馬鈴薯塊莖切成4根粗細(xì)相同、長(zhǎng)為5cm的條，再將這4根馬鈴薯?xiàng)l分別放在不同濃度的KNO3溶液中，依次編號(hào)為a、b、c、d，30min和4h后測(cè)量每一根的長(zhǎng)度，結(jié)果如圖所示：

四組實(shí)驗(yàn)中，能夠觀(guān)察到細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離自動(dòng)完全復(fù)原的是___（填字母）組，d組4h后細(xì)胞外KNO3溶液的濃度與實(shí)驗(yàn)前相比______。（升高、降低）

（3）科學(xué)家在研究細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種關(guān)系，分別用下圖中四條曲線(xiàn)表示，在研究具體的物質(zhì)X時(shí)，發(fā)現(xiàn)與曲線(xiàn)②和④相符。試問(wèn)：細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是______；當(dāng)氧氣濃度和物質(zhì)X濃度超過(guò)一定值時(shí)，運(yùn)輸速率不再增加，此時(shí)限制其運(yùn)輸速率的主要因素是__________________。

Answer 1

【答案】有大液泡且細(xì)胞液為紫色原生質(zhì)層減弱b降低主動(dòng)運(yùn)輸膜上載體的數(shù)量

【解析】

當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)通過(guò)滲透作用而失水，細(xì)胞液中的水分就透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入到溶液中，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮；由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的收縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁分離。分析題（3）圖，圖①中物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成正比，表示自由擴(kuò)散；圖②中在起始端內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度呈正相關(guān)，達(dá)到飽和點(diǎn)后不再上升，這可能是受到載體蛋白或能量的限制，因此該圖可以表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸；圖③中物質(zhì)的運(yùn)輸與氧氣濃度無(wú)關(guān)，說(shuō)明該物質(zhì)運(yùn)輸與能量無(wú)關(guān)，因此可以表示自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散；④中在起始端內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速率與氧氣濃度呈正相關(guān)，說(shuō)明該物質(zhì)運(yùn)輸需要消耗能量，可表示主動(dòng)運(yùn)輸。

（1）紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞是高度分化的成熟植物細(xì)胞，具有大液泡且細(xì)胞液為紫色，便于觀(guān)察質(zhì)壁分離現(xiàn)象；質(zhì)壁分離指的是是細(xì)胞壁與原生質(zhì)層的分離，在質(zhì)壁分離過(guò)程，細(xì)胞不斷吸水，細(xì)胞液的濃度逐漸降低，則細(xì)胞的吸水能力逐漸減弱。

（2）據(jù)圖分析，a條馬鈴薯的初始長(zhǎng)度為5cm，放在20的KNO3溶液中，細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水，使得長(zhǎng)度大于初始的5cm；b條馬鈴薯在30分鐘時(shí)，長(zhǎng)度小于5cm，說(shuō)明細(xì)胞滲透失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，但由于細(xì)胞能主動(dòng)吸收鉀離子和硝酸根離子，使得細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度，細(xì)胞開(kāi)始吸水，故逐漸復(fù)原，長(zhǎng)度恢復(fù)到5cm；c條馬鈴薯長(zhǎng)度小于初始的5cm，說(shuō)明細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；d條馬鈴薯長(zhǎng)度減小，說(shuō)明細(xì)胞失水，浸泡液濃度降低。

（3）根據(jù)以上分析已知，圖②表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸，圖④表示主動(dòng)運(yùn)輸，而物質(zhì)X的跨膜運(yùn)輸與曲線(xiàn)②和④相符，說(shuō)明其運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸；當(dāng)氧氣濃度和物質(zhì)X濃度超過(guò)一定值時(shí)，運(yùn)輸速率不再增加，說(shuō)明此時(shí)限制其運(yùn)輸?shù)牟皇悄芰亢捅贿\(yùn)輸物質(zhì)的濃度，則此時(shí)限制其運(yùn)輸速率的主要因素是載體蛋白的數(shù)量。