Question

14．用相同的培养液培养水稻和番茄，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1 所示．图2 表示番茄根细胞对离子的吸收速率与氧气供应量之间的关系．
据图回答问题：

（1）图1说明植物细胞对离子的吸收具有选择性．
（2）番茄生长需求量最大的离子是Ca²⁺，水稻需求量最大的离子是SiO₃^2-．
（3）水稻培养液里的Mg²⁺和Ca²⁺浓度高于初始浓度，原因是植物吸收水分的比例大于吸收离子的比例．
（4）根据图2可以判断，番茄细胞对Ca²⁺的吸收方式是主动运输．在A点时，离子吸收速率很低主要是受能量供应（细胞呼吸）的限制，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受载体数量的限制．
（5）简述如何用实验证明Mg 是水稻的必需元素？取生长状况相近的水稻幼苗随机分成等量两组，分别用完全培养液和缺少Mg的培养液在相同且适宜的条件下培养，观察生长状况是否有差异．

Answer 1

分析 1、据图分析，水稻吸收水的相对速度比吸收Ca²⁺、Mg²⁺多，造成培养液中Ca²⁺、Mg²⁺ 浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收SiO₃^2-多，造成培养液中SiO₃^2-浓度上升．两种植物吸收离子不同，水稻对SiO₃^2-吸收较多，而番茄对Ca²⁺、Mg²⁺ 吸收较多．
2、图2表示主动运输，分析曲线图：氧气浓度为0，无氧呼吸产生少量的能量，则离子的运输速率较慢；随着氧气浓度增加，离子的运输速率加快；而b点以后，由于载体的数量是有限的，物质运输速率不变．

解答 解：（1）由题图可以看出，番茄和水稻在实验结束时培养液中各种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比不同，说明对矿质离子的吸收都具有选择性．
（2）由图1可知，番茄生长需求量最大的离子是Ca²⁺，水稻需求量最大的离子是SiO₃^2-，原因是它们各自细胞膜上具有不同的载体．
（3）植物吸收水分的比例大于吸收离子的比例，因此水稻培养液里的Mg²⁺和Ca²⁺浓度高于初始浓度．
（4）根据图2可以判断，番茄细胞对Ca²⁺的吸收方式是主动运输．在A点时，离子吸收速率很低主要是受能量供应（细胞呼吸）的限制，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受载体数量的限制．
（5）用实验证明Mg 是水稻的必需元素的方法：取生长状况相近的水稻幼苗随机分成等量两组，分别用完全培养液和缺少Mg 的培养液在相同且适宜的条件下培养，观察生长状况是否有差异．
故答案为：
（1）选择
（2）Ca²⁺SiO₃^2-
（3）植物吸收水分的比例大于吸收离子的比例
（4）主动运输       能量供应（细胞呼吸）     载体数量
（5）取生长状况相近的水稻幼苗随机分成等量两组，分别用完全培养液和缺少Mg 的培养液在相同且适宜的条件下培养，观察生长状况是否有差异

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．