Question

【題目】圖1是物質(zhì)出入細(xì)胞的示意圖，圖2中曲線甲、乙分別代表物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。

（1）影響圖2中甲曲線所代表物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率的因素是___________，曲線乙代表的運(yùn)輸方式是___________。

（2）已知某海洋生物的細(xì)胞中物質(zhì)X，物質(zhì)Y濃度分別為0.60mol/L和0.14mol/L，面海水中物質(zhì)X、物質(zhì)Y濃度分別為0.29mol/L和0.38mol/L，由此可知，該細(xì)胞能主動(dòng)地___________（選填“吸收”或“排出”）物質(zhì)X，可用圖1中的___________（選填“a、b、c、d、e”）表示。

（3）長期以來，普遍認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)外的水分子是以擴(kuò)散的方式透過脂雙層。后來發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞在低滲溶液中快速溶血，這很難用擴(kuò)散來解釋，經(jīng)研究表明細(xì)胞膜中水通道是普遍存在的，可見，水通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式還可能是___________，可用圖1中___________（選填“a、b、c、d、e”）表示此過程中水的流動(dòng)。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，膜蛋白A是一種細(xì)胞膜上的水通道蛋白，而HgCl2對膜蛋白A的功能有抑制作用。請用提供的相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并回答相關(guān)問題：

實(shí)驗(yàn)材料：非洲爪蟾卵母細(xì)胞，HgCl2溶液，生理鹽水、非洲爪蟾卵母細(xì)胞的等滲溶液，非洲爪蟾卵母細(xì)胞的低滲溶液，細(xì)胞水通透速率測量裝置。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求分組如下，請寫出乙組內(nèi)容

甲組：非洲爪蟾卵母細(xì)胞若干+適量的生理鹽水。

乙組：____________________________________________。

②該實(shí)驗(yàn)的因變量是細(xì)胞水通透速率，把各組卵母細(xì)胞放入___________中，利用細(xì)胞水通透速率測量裝置測量細(xì)胞水通透速率。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理：請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表，并把預(yù)期結(jié)果填入表中 ________（細(xì)胞水通透速率用“慢”、“快”表示）。

Answer 1

【答案】物質(zhì)濃度差/物質(zhì)濃度 易化擴(kuò)散或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（寫全給分） 吸收 a 易化擴(kuò)散 d 等量的非洲爪蟾卵母細(xì)胞十等量的HgCl2溶液 非洲爪蟾卵母細(xì)胞的低滲溶液

實(shí)驗(yàn)組號(hào)	水通透速率
甲組	快
乙組	慢

【解析】

分析圖1：a是通過主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收某物質(zhì)，b是通過自由擴(kuò)散方式吸收某物質(zhì)，c是通過自由擴(kuò)散方式排出某物質(zhì)，d是通過易化擴(kuò)散吸收某物質(zhì)，e是通過主動(dòng)運(yùn)輸方式排出某物質(zhì)。分析圖2：甲曲線所示物質(zhì)的運(yùn)輸速率隨著物質(zhì)濃度的增加而增加，說明只受物質(zhì)濃度的影響，因此可判斷為自由擴(kuò)散；乙曲線所示物質(zhì)的運(yùn)輸速率在一定范圍內(nèi)，隨物質(zhì)濃度的增加而增加，超過該范圍，不再隨物質(zhì)濃度的增加而增加，說明受到載體蛋白數(shù)量的限制，可判斷為易化擴(kuò)散或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

(1) 圖2中的甲曲線所示物質(zhì)的運(yùn)輸速率隨著物質(zhì)濃度的增加而增加，其物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綖樽杂蓴U(kuò)散，因此影響圖2中甲曲線所代表物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率的因素是物質(zhì)濃度。乙曲線所示物質(zhì)的運(yùn)輸速率在一定范圍內(nèi)，隨物質(zhì)濃度的增加而增加，超過該范圍，不再隨物質(zhì)濃度的增加而增加，說明受到載體蛋白數(shù)量的限制，可判斷該物質(zhì)的運(yùn)輸方式是易化擴(kuò)散或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

(2) 圖1中的a是通過主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收某物質(zhì)，e是通過主動(dòng)運(yùn)輸方式排出某物質(zhì)。在主動(dòng)運(yùn)輸過程中，物質(zhì)是從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。依題意可知：海水中物質(zhì)X的濃度低于細(xì)胞中物質(zhì)X的濃度，海水中物質(zhì)Y的濃度高于細(xì)胞中物質(zhì)Y的濃度，由此可知該細(xì)胞能主動(dòng)地吸收物質(zhì)X，可用圖1中的a表示。

(3) 圖1中的d是借助通道蛋白、以易化擴(kuò)散的方式吸收某物質(zhì)。水分子借助水通道蛋白被紅細(xì)胞吸收的方式為易化擴(kuò)散，可用圖1中的d表示。

(4) 依題意可知：該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證HgCl2對膜蛋白A（一種細(xì)胞膜上的水通道蛋白）的功能有抑制作用，自變量是HgCl2的有無，因變量是細(xì)胞水通透速率，而其它對實(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。依據(jù)題干中給出的實(shí)驗(yàn)材料、不完善的實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的對照原則、等量性原則和單一變量原則可推知，本實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完善后的實(shí)驗(yàn)思路如下：

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求分組如下：

甲組：非洲爪蟾卵母細(xì)胞若干＋適量的生理鹽水。

乙組：等量的非洲爪蟾卵母細(xì)胞＋等量的HgCl2溶液。

②把各組卵母細(xì)胞放入非洲爪蟾卵母細(xì)胞的低滲溶液中，利用細(xì)胞水通透速率測量裝置測量細(xì)胞水通透速率。

③由于是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是已知的，即HgCl2對膜蛋白A的功能有抑制作用，所以預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：甲組細(xì)胞的水通透速率快，乙組細(xì)胞的水通透速率慢。