Question

【题目】图甲是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，图乙是小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。请回答下列问题：

（1）图甲细胞处于质壁分离状态，则细胞膜和细胞壁之间充满了_____；此时细胞液浓度_____外界溶液浓度。将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有_____。

（2）葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时，不直接消耗ATP，而是借助相同载体上Na+顺浓度梯度运输时产生的电化学势能。该载体只能转运葡萄糖和Na+，体现了载体的______性。 据图乙中的信息分析，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是_____浓度梯度进行的主动运输。

（3）为了证明小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验探究。

①实验步骤：

第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。

第二歩：甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞_______，其他条件与甲组相同。

第三步：一段时间后测定葡萄糖的吸收速率。

②预测实验结果并分析：

若_______，则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，否则不是主动运输。

Answer 1

【答案】外界溶液 大于或小于或等于 该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞,或者质壁分离后又自动复原 专一性 逆 抑制细胞呼吸（或加入呼吸抑制剂等） 乙组细胞吸收速率小于甲组细胞吸收速率

【解析】

（1）植物细胞的质壁分离及其复原的实验原理：

①成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统，可发生渗透作用。

②当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。

（2）主动运输的特点是：被选择吸收的物质从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度一侧，需要载体的协助，需要消耗能量。若要证明物质跨膜运输的方式是否为主动运输，则自变量为是否有能量供给，因变量为相应物质的吸收速率。

(1) 由于细胞壁是全透性的，所以处于质壁分离状态的图甲细胞的细胞膜和细胞壁之间充满了外界溶液。图甲细胞处于质壁分离状态，可能正处于质壁分离复原的过程中，也可能正处于质壁分离的过程中，或是已经达到渗透平衡，所以此时细胞液浓度大于或小于或等于外界溶液浓度。具有中央液泡的成熟的植物细胞才能发生质壁分离，未成熟的植物细胞或死亡的植物细胞不能发生质壁分离；KNO3溶液中的硝酸根离子和钾离子可通过主动运输的方式被细胞吸收，使细胞液的浓度增大，因此在大于细胞液浓度的KNO3溶液中的细胞，在发生质壁分离后能够自动复原。综上分析可推知：将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞,或者质壁分离后又自动复原。

(2) 图乙显示：葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞，是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度一侧，借助相同载体上Na+顺浓度梯度运输时产生的电化学势能，说明葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的主动运输。该载体只能转运葡萄糖和Na+，体现了载体的专一性。

(3) ①证明小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，自变量是能量的有无，而能量是由细胞呼吸提供的，因此可通过抑制实验组细胞的细胞呼吸、对照组细胞给予正常的细胞呼吸条件加以控制自变量，因变量是葡萄糖的吸收速率。据此，依据给出的不完善的实验步骤可推知：在第二步中，对乙组细胞的处理是抑制细胞呼吸，其他条件都与甲组细胞相同。

(4) 预测实验结果并分析：若乙组细胞对葡萄糖的吸收速率小于甲组细胞对葡萄糖的吸收速率，表明小肠上皮细胞吸收葡萄糖需要消耗能量，进而说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，否则不是主动运输。