Question

12．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无机盐离子的吸收速率相对值与某变量X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．已知一种叫M的毒素能专一性的破坏某种蛋白质，在培养液中加入一定量的M后，甲图中每项指标都变大，则该毒素最可能破坏的是ATP水解酶、“呼吸作用相关的酶”或“ATP合成酶．
（2）甲图中，培养水稻一段时间后，溶液中Ca²⁺浓度比实验前更大了，其原因是该段时间内水稻吸水的量大于吸收Ca²⁺的量．水稻和番茄对Mg²⁺吸收情况的差异，主要是由两种细胞膜上Mg²⁺载体数量不同而引起的，这种吸收的差异体现了细胞膜具有控制物质进出功能．
（3）据乙图分析，自变量X最可能是0₂浓度．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，其原因是该生理过程为离子的吸收提供ATP（或“能量”）．
（4）盐碱地中正常生长的植物，其根毛表皮细胞从土壤中吸收水分主要与液泡（填一种细胞器）有关．

Answer 1

分析 1、由图甲分析可知，该图的纵坐标是：培养液中各种离子 与实验开始时的浓度之比，若试验后培养液中某种离子 与实验开始时的浓度之比＞1，说明实验后，这种离子浓度变大，培养液中离子浓度增大，说明植物吸收水多于吸收该离子，也就是吸收这种离子较少，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．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，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．
2、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X的增加，呼吸作用增强，矿质元素吸收速率也随之增加；X到达一定浓度范围内，吸收速率已经达到最大值，再增加X，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．则X是氧分压．A点为主动运输提供能量的是无氧呼吸提供．

解答 解：（1）水稻对水分的吸收为自由扩散，对离子的吸收方式是主动运输，在培养液中加入一定量的M后，甲图中每项指标都变大，说明植物吸收这种离子比原来少了，主动运输需要载体和能量，则该毒素最可能破坏的是ATP水解酶、“呼吸作用相关的酶”或“ATP合成酶（若破坏某一载体的话，不会导致甲图中每项指标都变大）．
（2）甲图中，培养水稻一段时间后，溶液中Ca²⁺浓度比实验前更大了，其原因是该段时间内水稻吸水的量大于吸收Ca²⁺的量，水稻和番茄对Mg²⁺吸收情况的差异，主要是由两种细胞膜上Mg²⁺载体数量不同而引起的，这种吸收的差异体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能．
（3）根据乙图分析，自变量X最可能是0₂浓度（0₂分压），AB段离子吸收速率随细胞内0₂浓度增大而增大，其实质是0₂浓度增大，有氧呼吸加快，为离子的吸收提供ATP（或“能量”）更充足．
（4）细胞从土壤中吸收水分主要与液泡内的细胞液浓度有关，当细胞液浓度大于细胞液浓度时，细胞吸水，当细胞液浓度小于细胞液浓度时，细胞失水，故根毛表皮细胞从土壤中吸收水分主要与这种细胞器有关．
故答案为：
（1）自由扩散    主动运输   ATP水解酶、“呼吸作用相关的酶”或“ATP合成酶”
（2）该段时间内水稻吸水的量大于吸收Ca²⁺的量   Mg²⁺载体数量    控制物质进出
（3）0₂浓度  有氧呼吸   ATP （或“能量”）
（4）液泡

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，解题的关键是理解纵坐标的含义，纵坐标大于1说明实验后，植物吸收水多于吸收该离子，这是解题的关键．