Question

科学家把番茄和水稻分别放在完全培养液中培养。各种离子的初始浓度设定为1个单位,一段时间后,培养液中离子的相对浓度(实验结束后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比)如下图所示。请回答下列问题。

(1)该实验的自变量是______________。图示中的离子进入细胞的方式是___,与该过程有关的细胞器有_________________。 

(2)请解释在培养水稻的完全培养液中,实验结束时M浓度为什么会升高?____。 

(3)该实验可得出的结论有:①根细胞对离子的吸收具有______,②植物根吸水和吸收离子是___的过程,③不同的植物对不同离子的吸收情况不同,其根本原因是它们的_______不同。 

(4)该实验初始浓度设定的巧妙之处是___________,如此进行数据处理,便于得出结论。

Answer

离子的种类、植物种类 主动运输 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 水稻吸收水的相对速度大于吸收M的相对速度 选择性 两个相对独立 基因(遗传物质) 便于实验结束时的数据与初始值相比较,也便于不同离子间的浓度数据进行比较

【解析】试题分析：结合题意分析图示可知，同一植物（不管是水稻还是番茄）对不同离子的吸收量不同；同种离子被不同植物吸收的量也不同，这斜都说明不同植物对不同离子的需求量不同，其原因主要是根细胞膜上不同离子载体种类和数量不同有关，根本原因在于基因（选择性表达）不同。进一步对比分析，番茄对Ca2+和Mg2+吸收的比例比吸收水的比例大，水稻对SiO32-吸收比例比水大，因为它们在培养液中剩余的浓度都比初始浓度小；反之亦然。

（1）该实验的自变量有两个：一是离子的种类，二是植物种类。图示中的离子进入细胞是逆浓度进行，说明吸收方式是主动运输,主动运输需要载体蛋白和能量供应，由于载体蛋白的合成与一般分泌蛋白类似，所以与该过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。

（2）结合前的分析，在培养水稻的完全培养液中,实验结束时M浓度升高的原因是水稻吸收水的相对速度大于吸收M的相对速度。

（3）该实验可得出的结论有:①根据同一植物（不管是水稻还是番茄）对不同离子的吸收量不同，根细胞对离子的吸收具有选择性；②根据植物吸收水和吸收离子的方式和速度不同，说明根吸水和吸收离子是相对独立的过程；③不同的植物对不同离子的吸收情况不同,其根本原因是它们的基因（遗传物质）不同。

（4）该实验初始浓度设定的巧妙之处是便于实验结束时的数据与初始值相比较,也便于不同离子间的浓度数据进行比较。