Question

【題目】科學(xué)家在研究Na＋、K＋、Ca2＋等無機鹽通過細胞膜的運輸方式時，做了如下實驗：

(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，測得周圍溶液中24Na＋的量如圖所示。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，對此請?zhí)岢龊侠淼慕忉專?/span>__________________________________________________________。

(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，它是強耐鹽植物。那么紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，設(shè)計以下實驗進行探究。

①實驗步驟：

a．取生長發(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．__________________________________________________________________。

②實驗結(jié)論：

a．若兩組植株對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鹽的方式是主動運輸。

Answer 1

【答案】 ATP 抑制細胞呼吸 該毒素抑制了心肌細胞膜上轉(zhuǎn)運Ca2＋的載體蛋白 完全抑制有氧呼吸 一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的吸收速率 紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸 若B組吸收速率明顯小于A組吸收速率

【解析】【試題分析】

本題以反映實驗結(jié)果的曲線圖為載體綜合考查學(xué)生對物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降认嚓P(guān)知識的識記和理解能力，以及對實驗設(shè)計和實驗結(jié)果的分析處理能力。解答此題需從物質(zhì)運輸方向、是否需要能量和載體蛋白幾方面理清物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健�實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則等相關(guān)知識。在此基礎(chǔ)上，圍繞題意及曲線圖顯示的實驗結(jié)果、實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則和已經(jīng)給出的不完善的實驗步驟，準確把握實驗?zāi)康�，找出實驗變量（自變量、因變量和無關(guān)變量），進而對相應(yīng)的問題情境進行解答。

（1）將微量的放射性同位素24Na＋注入到槍烏賊神經(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)纖維周圍溶液中的24Na＋來源于神經(jīng)纖維。在神經(jīng)纖維膜外溶液中加入某種藥物后，神經(jīng)纖維膜外溶液中24Na＋的量不再增加，說明加入該藥物后抑制了24Na＋的運輸；之后加入ATP，神經(jīng)纖維膜外溶液中24Na＋的量不斷增加，說明24Na＋的運輸恢復(fù)正常。綜上所述，可判斷神經(jīng)纖維排出24Na＋的方式是主動運輸，需要消耗ATP；而“某藥物”的作用機理是抑制細胞呼吸。

（2）細胞吸收K＋和Ca2＋的方式均為主動運輸，主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助并消耗能量。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胞膜上轉(zhuǎn)運Ca2＋的載體蛋白。

（3）①依題意可知，該實驗的目的是探究紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸。主動運輸和被動運輸?shù)闹饕獏^(qū)別在于是否消耗能量，而能量主要是通過細胞的有氧呼吸提供，因此該實驗的自變量應(yīng)是能否進行有氧呼吸，因變量是無機鹽離子的吸收速率，其它對實驗結(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)此圍繞實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則和已經(jīng)給出的不完善的實驗步驟可推知：實驗b步驟中的B組應(yīng)完全抑制有氧呼吸；c步驟應(yīng)為一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的吸收速率。

②實驗結(jié)論：

a．若紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸，因被動運輸不消耗能量，所以兩組植株對K＋、Ca2＋的吸收速率相同。

b．若紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸，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。