Question

【題目】圖甲是某同學(xué)觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)拍下的顯微照片，圖乙是小腸上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的過(guò)程示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）圖甲細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，則細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間充滿了_____；此時(shí)細(xì)胞液濃度_____外界溶液濃度。將洋蔥細(xì)胞放入大于細(xì)胞液濃度的KNO3溶液中，一段時(shí)間后沒有觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，可能的原因有_____。

（2）葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞時(shí)，不直接消耗ATP，而是借助相同載體上Na+順濃度梯度運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的電化學(xué)勢(shì)能。該載體只能轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖和Na+，體現(xiàn)了載體的______性。 據(jù)圖乙中的信息分析，葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是_____濃度梯度進(jìn)行的主動(dòng)運(yùn)輸。

（3）為了證明小腸上皮細(xì)胞以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿�收葡萄糖，�?qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究。

①實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細(xì)胞，放入適宜濃度的含有葡萄糖的培養(yǎng)液中。

第二歩：甲組細(xì)胞給予正常的呼吸條件，乙組細(xì)胞_______，其他條件與甲組相同。

第三步：一段時(shí)間后測(cè)定葡萄糖的吸收速率。

②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析：

若_______，則說(shuō)明小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，否則不是主動(dòng)運(yùn)輸。

Answer 1

【答案】外界溶液 大于或小于或等于 該細(xì)胞是死細(xì)胞，或者是根尖分生區(qū)細(xì)胞,或者質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原 專一性 逆 抑制細(xì)胞呼吸（或加入呼吸抑制劑等） 乙組細(xì)胞吸收速率小于甲組細(xì)胞吸收速率

【解析】

（1）植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原的實(shí)驗(yàn)原理：

①成熟的植物細(xì)胞與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)，可發(fā)生滲透作用。

②當(dāng)細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

（2）主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是：被選擇吸收的物質(zhì)從低濃度的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜到達(dá)高濃度一側(cè)，需要載體的協(xié)助，需要消耗能量。若要證明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞欠駷橹鲃?dòng)運(yùn)輸，則自變量為是否有能量供給，因變量為相應(yīng)物質(zhì)的吸收速率。

(1) 由于細(xì)胞壁是全透性的，所以處于質(zhì)壁分離狀態(tài)的圖甲細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間充滿了外界溶液。圖甲細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，可能正處于質(zhì)壁分離復(fù)原的過(guò)程中，也可能正處于質(zhì)壁分離的過(guò)程中，或是已經(jīng)達(dá)到滲透平衡，所以此時(shí)細(xì)胞液濃度大于或小于或等于外界溶液濃度。具有中央液泡的成熟的植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離，未成熟的植物細(xì)胞或死亡的植物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離；KNO3溶液中的硝酸根離子和鉀離子可通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞奖患?xì)胞吸收，使細(xì)胞液的濃度增大，因此在大于細(xì)胞液濃度的KNO3溶液中的細(xì)胞，在發(fā)生質(zhì)壁分離后能夠自動(dòng)復(fù)原。綜上分析可推知：將洋蔥細(xì)胞放入大于細(xì)胞液濃度的KNO3溶液中，一段時(shí)間后沒有觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，可能的原因有該細(xì)胞是死細(xì)胞，或者是根尖分生區(qū)細(xì)胞,或者質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原。

(2) 圖乙顯示：葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，是從低濃度的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜到達(dá)高濃度一側(cè)，借助相同載體上Na+順濃度梯度運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生的電化學(xué)勢(shì)能，說(shuō)明葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是逆濃度梯度進(jìn)行的主動(dòng)運(yùn)輸。該載體只能轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖和Na+，體現(xiàn)了載體的專一性。

(3) ①證明小腸上皮細(xì)胞以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿�收葡萄糖，自變量是能量的有無(wú)，而能量是由細(xì)胞呼吸提供的，因此可通過(guò)抑制實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的細(xì)胞呼吸、對(duì)照組細(xì)胞給予正常的細(xì)胞呼吸條件加以控制自變量，因變量是葡萄糖的吸收速率。據(jù)此，依據(jù)給出的不完善的實(shí)驗(yàn)步驟可推知：在第二步中，對(duì)乙組細(xì)胞的處理是抑制細(xì)胞呼吸，其他條件都與甲組細(xì)胞相同。

(4) 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析：若乙組細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收速率小于甲組細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收速率，表明小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖需要消耗能量，進(jìn)而說(shuō)明小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，否則不是主動(dòng)運(yùn)輸。