Question

【題目】下圖甲表示由磷脂分子合成的人工膜的結構示意圖，下圖乙表示人的紅細胞膜的結構示意圖及葡萄糖和乳酸的跨膜運輸情況，圖丙中A為1mol/L的葡萄糖溶液，B為1mol/L的乳酸溶液（呈分子狀態），請據圖回答以下問題：

（1）在水中磷脂分子排成雙層的原因是：____________________。

（2）圖乙中，葡萄糖和乳酸跨膜運輸的共同點是都需要__________，如果將圖乙所示細胞放在無氧環境中，圖中__________的跨膜運輸不會受到影響，原因是______________________________。

（3）如果用圖甲所示人工膜作為圖丙中的半透膜，則液面不再變化時，左側液面__________（填高于、低于或等于）右側液面；如果在圖甲所示人工膜上貫穿上圖乙的蛋白質①，再用作圖丙的半透膜，則液面不再變化時，左側液面__________右側液面；如果此時用圖乙的蛋白質②替換蛋白質①，再進行試驗，則液面不再變化時，左側液面__________右側液面。

（4）某些藥物大分子不容易被細胞吸收，但如果用圖甲所示人工膜包裹后再注射則更容易進入細胞，此實例可說明細胞膜具有__________性；當細胞衰老時，通透性改變，使物質運輸功能__________。

（5）圖丁中①為信號分子，與靶細胞細胞膜上的②__________結合，其本質成分是__________。

Answer 1

【答案】 磷脂分子有親水的頭部和疏水的尾部 載體蛋白 葡萄糖和乳酸 紅細胞吸收葡萄糖是協助擴散不需能量，而紅細胞主動運輸排出乳酸所需能量由無氧呼吸提供 等于 低于 低于 一定的流動 降低 受體 蛋白質

【解析】試題分析：本題的知識點是物質跨膜運輸的方式及異同點，細胞膜的結構特點，滲透作用發生的條件，旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內在聯系，并學會應用相關知識結合題干信息進行推理、解答問題。分析題圖可知：甲圖表示磷脂雙分子層，磷脂雙分子層的親水的頭部排列在外側，內側是疏水的尾部；圖乙是細胞膜的結構及物質跨膜運輸的方式，圖中葡萄糖的跨膜運輸是順濃度梯度運輸，需要載體①協助，不需要能量，是協助擴散，乳酸的跨膜運輸是逆濃度梯度運輸，需要消耗ATP，是主動運輸；丙是滲透裝置，A側是1mol/L的葡萄糖溶液，B為1mol/L的乳酸溶液，半透膜兩側初始時的液面高度相同。

（1）磷脂分子有親水的頭部和疏水的尾部，排成雙層能夠在水中穩定存在。

（2）從圖乙可知葡萄糖進入細胞的方式為協助擴散，乳酸進入細胞的方式為主動運輸，二者都需要載體蛋白的參與；如果將圖乙所示細胞放在無氧環境中，圖中葡萄糖和乳酸的跨膜運輸不會受到影響，原因是紅細胞吸收葡萄糖是協助擴散不需能量，而紅細胞主動運輸排出乳酸所需能量由無氧呼吸提供。

（3）在單位體積的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶質分子數相等，水分子數也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通過以磷脂雙分子層構成的半透膜，因此如果用圖甲所示人工膜作為圖丙中的半透膜，則液面不再變化時，左側液面等于右側液面。如果在圖甲所示人工膜上貫穿上圖乙的蛋白質①，蛋白質①是運輸葡萄糖的載體，葡萄糖會由A側運向B側，B側滲透壓升高，水分子由A向B移動，造成A（左）側液面降低，B（右）側液面升高；如果此時用圖乙的蛋白質②替換蛋白質①，蛋白質②是運輸乳酸的載體，但是乳酸的跨膜運輸是主動運輸的過程，不僅需要載體，還要消耗能量，此時有了運輸乳酸的載體，沒有能量供應，乳酸不能進行跨膜運輸，因此仍然是A（左）側液面低，B（右）側液面高。

（4）由于細胞膜由磷脂分子和蛋白質組成，所以某些藥物大分子不容易被細胞吸收，但如果用圖甲所示人工膜包裹后再注射則更容易進入細胞，從而說明細胞膜具有一定的流動性。當細胞衰老時，通透性改變，使物質運輸功能降低。

（5）信號分子能與靶細胞細胞膜上的受體特異性結合，受體的化學本質是蛋白質。