Question

17．下图甲表示用完全培养液在相同的容器内分别培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时的浓度之比；图乙表示水稻根细胞对某矿质元素的吸收与氧分压的关系图．回答以下相关问题：
（1）水稻对水分和离子的吸收方式分别是自由扩散、主动运输培养液中氧气含量下降时，离子对吸收量减少，图甲中所示数值会增大（填“增大”或“减小”）．
（2）图乙中氧分压相对值为0时的离子吸收速率不为零，原因是根细胞可通过无氧呼吸获得离子运输所需能量，据乙图分析，AB段离子吸收速率随细胞内有氧呼吸 （生理过程）的增强而加快，在乙图中的C点以后向培养液中通入充足氧气，离子的吸收速率也不会表现为M₁曲线，限制因素是根细胞膜上载体的数量．
（3）盐碱地中正常生长的植物，其根毛表皮细胞细胞液的浓度大于 （填“大于”“小于”或“等于”）土壤溶液的浓度．

Answer 1

分析 分析甲图：不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，因此植物对矿质元素是一种选择性吸收，而对水是无选择性吸收，所以植物体对水分和矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式．水稻吸收的SiO₄⁴⁺多，对Ca²⁺、Mg²⁺吸收量少，而番茄吸收的Ca²⁺和Mg²⁺较多，对SiO₄⁴⁺吸收量少．这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的．
分析图乙：矿质元素进入细胞的方式是主动运输，需要载体协助和消耗能量；随着氧分压的增加，呼吸作用增强，ATP产生增多，矿质元素吸收速率也随之增加；氧分压到达一定浓度范围内，有氧呼吸速率已经达到最大值，再增加氧的分压，也不会使呼吸加快，因而矿质元素的吸收速率也不会再增加，这里限制矿质元素吸收速率的主要原因载体的数目的限制限．

解答 解：（1）水稻对水分和离子的吸收方式分别是自由扩散和主动运输，培养液中氧气含量下降时，细胞呼吸释放的能量减少，则水稻对离子吸收量减少，图甲中所示数值会增大．
（2）植物细胞吸收矿治离子的方式是主动运输，需要能量和载体蛋白，其中能量来自细胞呼吸作用．当氧气浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，而无氧呼吸产生能量少，因此离子的运输速率较慢；随着氧气浓度增加，细胞有氧呼吸增强，产生的能量增多，离子的运输速率加快；C点以后，由于载体的数量是有限的，再通入充足氧气，物质运输速率也不变．
（3）盐碱地中正常生长的植物，其根毛表皮细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，细胞吸水．
故答案为：
（1）自由扩散　主动运输　离子　增大
（2）无氧呼吸　有氧呼吸　根细胞膜上载体的数量
（3）大于

点评 本题考查物质跨膜运输的相关知识，意在考查学生的识图和判断能力，解题的关键是理解吸水和吸收矿质元素是两个相对独立的过程．