Question

【題目】生物膜系統(tǒng)是真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞生命活動(dòng)中作用極為重要。

（1）細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，可控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。葡萄糖不直接能進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化分解，最可能的原因是線粒體膜上不含有______。

（2）研究表明，在一定范圍內(nèi)改變溫度，細(xì)胞膜的物質(zhì)交換速率隨之改變。嘗試對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行解釋（至少說出兩點(diǎn)）。______。

（3）科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜的跨膜蛋白中，有一種與水的跨膜運(yùn)輸有關(guān)的水通道蛋白�；卮鹣铝袉栴}：

①?gòu)募?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析，由于______的原因，水分子自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙。

②哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，有人推測(cè)這可能與水通道蛋白有關(guān)。請(qǐng)?jiān)O(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】葡萄糖分子的載體 溫度影響組成細(xì)胞膜的分子的運(yùn)動(dòng)從而影響物質(zhì)交換速率 溫度通過影響呼吸酶的活性來影響細(xì)胞呼吸能量釋放，從而影響主動(dòng)運(yùn)輸 磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性 將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，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 乙組吸水漲破所需時(shí)間短，說明推測(cè)正確

【解析】

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞桨�括：自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸。葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞無論是協(xié)助擴(kuò)散還是主動(dòng)運(yùn)輸，均需要載體蛋白的協(xié)助。構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，磷脂分子的頭部為親水端，尾部為疏水端，由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，故水分子自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙，此時(shí)可通過水通道蛋白快速的跨膜運(yùn)輸。

（1）葡萄糖不能直接進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化分解，最可能的原因是線粒體膜上不含有運(yùn)輸葡萄糖分子的載體。

（2）在一定范圍內(nèi)改變溫度，細(xì)胞膜的物質(zhì)交換速率隨之改變，其原因可能是：①溫度影響組成細(xì)胞膜的分子的運(yùn)動(dòng)從而影響物質(zhì)交換速率；②溫度通過影響呼吸酶的活性來影響細(xì)胞呼吸能量釋放，從而影響主動(dòng)運(yùn)輸。
（3）①?gòu)募?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析，由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，因此水分子自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙。

②根據(jù)題干信息推測(cè)，“細(xì)胞膜上有水通道蛋白”，因此實(shí)驗(yàn)中有水通道蛋白的為對(duì)照組，沒有水通道蛋白的為實(shí)驗(yàn)組，故實(shí)驗(yàn)中，將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中，測(cè)定兩組細(xì)胞吸水漲破所需的時(shí)間。若乙組細(xì)胞吸水漲破所需時(shí)間短，說明乙組細(xì)胞吸水迅速，也就說明哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，與水通道蛋白有關(guān)。