Question

【题目】图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的方式。

（1）影响图2中甲曲线所代表物质跨膜运输速率的因素是___________，曲线乙代表的运输方式是___________。

（2）已知某海洋生物的细胞中物质X，物质Y浓度分别为0.60mol/L和0.14mol/L，面海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29mol/L和0.38mol/L，由此可知，该细胞能主动地___________（选填“吸收”或“排出”）物质X，可用图1中的___________（选填“a、b、c、d、e”）表示。

（3）长期以来，普遍认为细胞内外的水分子是以扩散的方式透过脂双层。后来发现红细胞在低渗溶液中快速溶血，这很难用扩散来解释，经研究表明细胞膜中水通道是普遍存在的，可见，水通过细胞膜的运输方式还可能是___________，可用图1中___________（选填“a、b、c、d、e”）表示此过程中水的流动。

（4）研究发现，膜蛋白A是一种细胞膜上的水通道蛋白，而HgCl2对膜蛋白A的功能有抑制作用。请用提供的相关实验材料完善实验设计并回答相关问题：

实验材料：非洲爪蟾卵母细胞，HgCl2溶液，生理盐水、非洲爪蟾卵母细胞的等渗溶液，非洲爪蟾卵母细胞的低渗溶液，细胞水通透速率测量装置。

实验设计思路：

①根据实验要求分组如下，请写出乙组内容

甲组：非洲爪蟾卵母细胞若干+适量的生理盐水。

乙组：____________________________________________。

②该实验的因变量是细胞水通透速率，把各组卵母细胞放入___________中，利用细胞水通透速率测量装置测量细胞水通透速率。

③实验结果处理：请设计实验结果记录表，并把预期结果填入表中 ________（细胞水通透速率用“慢”、“快”表示）。

Answer 1

【答案】物质浓度差/物质浓度 易化扩散或主动转运（写全给分） 吸收 a 易化扩散 d 等量的非洲爪蟾卵母细胞十等量的HgCl2溶液 非洲爪蟾卵母细胞的低渗溶液

实验组号	水通透速率
甲组	快
乙组	慢

【解析】

分析图1：a是通过主动运输方式吸收某物质，b是通过自由扩散方式吸收某物质，c是通过自由扩散方式排出某物质，d是通过易化扩散吸收某物质，e是通过主动运输方式排出某物质。分析图2：甲曲线所示物质的运输速率随着物质浓度的增加而增加，说明只受物质浓度的影响，因此可判断为自由扩散；乙曲线所示物质的运输速率在一定范围内，随物质浓度的增加而增加，超过该范围，不再随物质浓度的增加而增加，说明受到载体蛋白数量的限制，可判断为易化扩散或主动转运。

(1) 图2中的甲曲线所示物质的运输速率随着物质浓度的增加而增加，其物质跨膜运输的方式为自由扩散，因此影响图2中甲曲线所代表物质跨膜运输速率的因素是物质浓度。乙曲线所示物质的运输速率在一定范围内，随物质浓度的增加而增加，超过该范围，不再随物质浓度的增加而增加，说明受到载体蛋白数量的限制，可判断该物质的运输方式是易化扩散或主动转运。

(2) 图1中的a是通过主动运输方式吸收某物质，e是通过主动运输方式排出某物质。在主动运输过程中，物质是从低浓度一侧运输到高浓度一侧。依题意可知：海水中物质X的浓度低于细胞中物质X的浓度，海水中物质Y的浓度高于细胞中物质Y的浓度，由此可知该细胞能主动地吸收物质X，可用图1中的a表示。

(3) 图1中的d是借助通道蛋白、以易化扩散的方式吸收某物质。水分子借助水通道蛋白被红细胞吸收的方式为易化扩散，可用图1中的d表示。

(4) 依题意可知：该实验目的是验证HgCl2对膜蛋白A（一种细胞膜上的水通道蛋白）的功能有抑制作用，自变量是HgCl2的有无，因变量是细胞水通透速率，而其它对实验结果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜。依据题干中给出的实验材料、不完善的实验思路、实验设计遵循的对照原则、等量性原则和单一变量原则可推知，本实验补充完善后的实验思路如下：

①根据实验要求分组如下：

甲组：非洲爪蟾卵母细胞若干＋适量的生理盐水。

乙组：等量的非洲爪蟾卵母细胞＋等量的HgCl2溶液。

②把各组卵母细胞放入非洲爪蟾卵母细胞的低渗溶液中，利用细胞水通透速率测量装置测量细胞水通透速率。

③由于是验证性实验，结论是已知的，即HgCl2对膜蛋白A的功能有抑制作用，所以预期的实验结果是：甲组细胞的水通透速率快，乙组细胞的水通透速率慢。