Question

【題目】哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞不含細(xì)胞核和復(fù)雜的細(xì)胞器，常被用作科學(xué)研究的材料。實(shí)驗(yàn)人員測(cè)定任氏血中葡萄糖含量，通過(guò)其變化反映人成熟紅細(xì)胞在保存過(guò)程中的代謝能力，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟一：從人的血液中分離得到成熟紅細(xì)胞，加入含有葡萄糖的任氏液（成分與血漿相似），混合成為任氏血，測(cè)定任氏血中初始葡萄糖含量。

步驟二：將任氏血灌入血袋，在適宜條件下保存。

步驟三：5小時(shí)后，測(cè)定任氏血中葡萄糖的含量，分析數(shù)據(jù)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）上述實(shí)驗(yàn)步驟中的對(duì)照實(shí)驗(yàn)操作是_________________________。

（2）成熟紅細(xì)胞通過(guò)___________方式吸收葡萄糖，人成熟紅細(xì)胞中鉀離子的濃度比任氏血中高將近30倍，推測(cè)紅細(xì)胞吸收鉀離子需要的條件是______________________。

（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明紅細(xì)胞在保存過(guò)程中代謝能力迅速下降，分析其原因是____________________。

（4）哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在清水中能迅速吸水漲破，有人推測(cè)這可能與細(xì)胞膜上的水通道蛋白有關(guān)。水通道蛋白能介導(dǎo)水分子跨膜運(yùn)輸，顯著提高了水分子的運(yùn)輸速率。請(qǐng)以甲乙兩組哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這個(gè)推測(cè)是正確的 ____________________。（要求：寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果）

Answer 1

【答案】測(cè)定初始葡萄糖含量 協(xié)助擴(kuò)散 需要載體和能量 紅細(xì)胞不含細(xì)胞核和復(fù)雜的細(xì)胞器 將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不做處理，然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中，測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間；若乙組吸水漲破所需時(shí)間短，說(shuō)明推測(cè)正確

【解析】

1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則有：科學(xué)性原則、對(duì)照原則、單一變量原則和平行重復(fù)原則等。從做題的角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)著重注意單一變量原則和對(duì)照原則。單一變量原則即一個(gè)實(shí)驗(yàn)中只能有一個(gè)自變量，即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中欲處理的實(shí)驗(yàn)因素，其他實(shí)驗(yàn)條件各組應(yīng)當(dāng)一致，以避免或減少無(wú)關(guān)變量和額外變量的干擾。對(duì)照原則是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一。通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照對(duì)比，排除無(wú)關(guān)變量的影響，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。2．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)念愋停?/span>

名稱	運(yùn)輸方向	載體	能量	實(shí)例
自由擴(kuò)散	高濃度→低濃度	不需	不需	水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
協(xié)助擴(kuò)散	高濃度→低濃度	需要	不需	紅細(xì)胞吸收葡萄糖
主動(dòng)運(yùn)輸	低濃度→高濃度	需要	需要	小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

（1）上述實(shí)驗(yàn)步驟中起對(duì)照作用的操作是測(cè)定初始葡萄糖含量，通過(guò)葡萄糖的變換情況來(lái)反映人成熟紅細(xì)胞代謝能力；

（2）成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖需要載體協(xié)助，不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散，人成熟紅細(xì)胞中鉀離子的濃度比任氏血中高將近30倍，可見(jiàn)鉀離子是逆濃度梯度進(jìn)入紅細(xì)胞的，為主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體和能量；

（3）由于紅細(xì)胞不含細(xì)胞核和復(fù)雜的細(xì)胞器，無(wú)法自行制造自己的結(jié)構(gòu)，也無(wú)法使自己的結(jié)構(gòu)維持長(zhǎng)久，使得紅細(xì)胞在保存過(guò)程中代謝能力迅速下降；

（4）根據(jù)題意，要驗(yàn)證哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破，與水通道蛋白有關(guān)，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則和對(duì)照性原則，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟為：將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不做處理，然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中，測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間；若乙組吸水漲破所需時(shí)間短，說(shuō)明推測(cè)正確。