Question

【題目】生物膜系統(tǒng)是真核細胞特有的結構，在細胞生命活動中作用極為重要。

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

（2）研究表明，在一定范圍內改變溫度，細胞膜的物質交換速率隨之改變。嘗試對此現(xiàn)象進行解釋（至少說出兩點）。______。

（3）科學家研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜的跨膜蛋白中，有一種與水的跨膜運輸有關的水通道蛋白。回答下列問題：

①從細胞膜的結構分析，由于______的原因，水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定的阻礙。

②哺乳動物紅細胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，有人推測這可能與水通道蛋白有關。請設計實驗，驗證這個推測是正確的。（要求：寫出實驗思路、預期實驗結果）______。

Answer 1

【答案】葡萄糖分子的載體 溫度影響組成細胞膜的分子的運動從而影響物質交換速率 溫度通過影響呼吸酶的活性來影響細胞呼吸能量釋放，從而影響主動運輸 磷脂雙分子層內部具有疏水性 將甲組紅細胞膜中的蛋白質破壞，乙組紅細胞不作處理，然后將兩組細胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細胞吸水脹破所需的時間 乙組吸水漲破所需時間短，說明推測正確

【解析】

物質跨膜運輸?shù)姆绞桨�括：自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸。葡萄糖進入細胞無論是協(xié)助擴散還是主動運輸，均需要載體蛋白的協(xié)助。構成細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部具有疏水性，故水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定的阻礙，此時可通過水通道蛋白快速的跨膜運輸。

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

（2）在一定范圍內改變溫度，細胞膜的物質交換速率隨之改變，其原因可能是：①溫度影響組成細胞膜的分子的運動從而影響物質交換速率；②溫度通過影響呼吸酶的活性來影響細胞呼吸能量釋放，從而影響主動運輸。
（3）①從細胞膜的結構分析，由于磷脂雙分子層內部具有疏水性，因此水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定的阻礙。

②根據(jù)題干信息推測，“細胞膜上有水通道蛋白”，因此實驗中有水通道蛋白的為對照組，沒有水通道蛋白的為實驗組，故實驗中，將甲組紅細胞膜中的蛋白質破壞，乙組紅細胞不作處理，然后將兩組細胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細胞吸水漲破所需的時間。若乙組細胞吸水漲破所需時間短，說明乙組細胞吸水迅速，也就說明哺乳動物紅細胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，與水通道蛋白有關。