Question

【題目】科學(xué)家在研究Na+、K+、Ca2+等無機(jī)鹽通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式時(shí)，做了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）向槍烏賊神經(jīng)纖維里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可測(cè)得神經(jīng)纖維周圍溶液中存在24Na＋。如果在神經(jīng)纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測(cè)得周圍溶液中24Na＋的量如上圖所示。則可據(jù)圖判斷，神經(jīng)纖維排出24Na＋需要消耗____________�！澳乘幬铩钡淖饔脵C(jī)理是________________________。

（2）如果在青蛙的離體心臟施加某種毒素后，Ca2＋的吸收明顯減少，但K＋的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了心肌細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2＋的____________的活性。

（3）紅樹林分布于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，通常受到鹽脅迫。紅樹林植物為抵抗鹽脅迫，通過葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的鹽分排出，它是強(qiáng)耐鹽植物。那么紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

①實(shí)驗(yàn)步驟：

a.取生長(zhǎng)發(fā)育相同的紅樹林植物，分成A、B兩組，放入適宜濃度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；

b.A組給予正常的呼吸條件，B組________________________；

c.一段時(shí)間后測(cè)定________________________。

②實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

a.若兩組植株對(duì)K＋、Ca2＋的吸收速率相同，說明________________________________________；

b.________________________，說明紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。

Answer 1

【答案】 ATP 抑制細(xì)胞呼吸 載體蛋白 完全抑制有氧呼吸 兩組植株根系對(duì)K+、Ca2+等無機(jī)鹽的吸收速率 紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式是被動(dòng)運(yùn)輸 若B組吸收速率明顯小于A組吸收速率

【解析】試題分析：本題以反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖為載體，綜合考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降认嚓P(guān)知識(shí)的熟記和理解能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理能力。解答此題需從物質(zhì)運(yùn)輸方向、是否需要能量和載體蛋白幾方面理清物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/span>、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則等相關(guān)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，圍繞題意及曲線圖顯示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則和已經(jīng)給出的不完善的實(shí)驗(yàn)步驟，準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，找出�?shí)驗(yàn)變量（自變量、因變量、無關(guān)變量），進(jìn)而對(duì)相應(yīng)的問題情境進(jìn)行解答。

(1)分析圖示可知：將微量的放射性同位素24Na＋注入到槍烏賊的神經(jīng)纖維里，在該神經(jīng)纖維周圍溶液中出現(xiàn)24Na＋，說明該神經(jīng)纖維周圍溶液中24Na＋來源于神經(jīng)纖維。在神經(jīng)纖維膜外溶液中加入某藥物后，神經(jīng)纖維膜外溶液中24Na＋的量不變，說明加入某藥物后抑制了24Na＋的運(yùn)輸；之后再加入ATP，神經(jīng)纖維膜外溶液中24Na＋的量不斷增加，說明24Na＋的運(yùn)輸恢復(fù)正常。綜上分析，可判斷神經(jīng)纖維排出24Na＋的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗ATP，而“某藥物”抑制了ATP的產(chǎn)生，即“某藥物”的作用機(jī)理是抑制細(xì)胞呼吸。

(2)細(xì)胞吸收 Ca2＋、K＋的方式均為主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白的協(xié)助，需要消耗能量。如果在青蛙的離體心臟施加某種毒素后，Ca2＋的吸收明顯減少，但K＋的吸收不受影響，說明“某種毒素”沒有影響細(xì)胞產(chǎn)生能量的過程，而導(dǎo)致Ca2＋的吸收明顯減少的最可能的原因是：該毒素抑制了心肌細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2＋的載體蛋白。

(3)依題意可知：該實(shí)驗(yàn)的目的是探究紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸最主要的區(qū)別在于是否消耗能量，而能量主要是通過細(xì)胞的有氧呼吸提供，因此該實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)是能否進(jìn)行有氧呼吸，因變量是無機(jī)鹽離子的吸收速率，其它對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的因素均為無關(guān)變量，應(yīng)控制相同且適宜。據(jù)此圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則和已經(jīng)給出的不完善的實(shí)驗(yàn)步驟可推知：實(shí)驗(yàn)b步驟中的B組應(yīng)完全抑制有氧呼吸；c步驟應(yīng)為：一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)K+、Ca2+等無機(jī)鹽的吸收速率。若紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式為被動(dòng)吸收，因被動(dòng)吸收不消耗能量，所以兩組植株對(duì)K＋、Ca2＋的吸收速率相同。若紅樹林從海水及土壤中吸收無機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，則甲組因有能量供給、乙組缺乏能量，所以B組吸收速率明顯小于A組吸收速率。