Question

20．二十世紀(jì)五十年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜中存在著某種只允許水分子出入的通道，人們稱之為水通道，但水通道到底是什么卻一直不得而知．直到二十世紀(jì)五十年代中期，美國(guó)科學(xué)家彼得•阿格雷研究了不同的細(xì)胞膜蛋白，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，他證明了一種被稱為“水通道蛋白”的細(xì)胞膜蛋白就是人們尋找已久的水通道．如何驗(yàn)證彼得•阿格雷發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白就是水通道？請(qǐng)你完成下面的實(shí)驗(yàn)探究并回答下面的問題．
（1）實(shí)驗(yàn)探究：
①觀察：發(fā)現(xiàn)水分子能通過細(xì)胞膜．
②問題：水究竟怎樣通過細(xì)胞膜？
③假設(shè)：“水通道蛋白”就是水通道．
④實(shí)驗(yàn)：把含“水通道蛋白”的正常細(xì)胞和經(jīng)過處理后不含該蛋白質(zhì)的細(xì)胞放在蒸餾水中．
⑤結(jié)果：前者能吸水，后者不能吸水．
⑥結(jié)論：“水通道蛋白”就是水通道．
（2）為了進(jìn)一步驗(yàn)證細(xì)胞膜上的“水通道蛋白”就是水通道，彼得•阿格雷又制出兩種人造細(xì)胞膜，他將這兩種人造細(xì)胞膜分別做成泡狀物，然后放在水中，結(jié)果第一種泡狀物吸收了很多水而膨脹，第二種則沒有變化．請(qǐng)指出這兩種人造細(xì)胞膜的化學(xué)成分的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)．不同點(diǎn)：第一種含有水通道蛋白，第二種不含水通道蛋白；
相同點(diǎn)：兩種人造細(xì)胞膜基本骨架相同，都含有磷脂雙分子層．

Answer 1

分析 解答本題應(yīng)根據(jù)題干中提示“如何驗(yàn)證彼得•阿格雷發(fā)現(xiàn)的“水通道蛋白”就是水通道”，就可以得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)假設(shè)；并且實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)設(shè)置一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，單一變量為是否去除水通道蛋白，然后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
細(xì)胞膜的組成成分有磷脂、蛋白質(zhì)和糖類，其中細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，蛋白質(zhì)或鑲在磷脂雙分子層表面，或嵌插于磷脂雙分子層中，或貫穿于磷脂雙分子層中．

解答 解：（1）③本題是驗(yàn)證彼得•阿格雷發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白就是水通道，從而探究水究竟是怎樣通過細(xì)胞膜的．因此，假設(shè)貫穿于磷脂雙分子層中水通道蛋白就是水通道．④在實(shí)驗(yàn)時(shí)，把含“水通道蛋白”的正常細(xì)胞和經(jīng)過處理后不含該蛋白質(zhì)的細(xì)胞分別放在蒸餾水中．
⑤結(jié)果含“水通道蛋白”的正常細(xì)胞能吸水；經(jīng)過處理后不含該蛋白質(zhì)的細(xì)胞則不能吸水．因此，可以說明細(xì)胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”．
（2）細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，蛋白質(zhì)或鑲在磷脂雙分子層表面，或嵌插于磷脂雙分子層中，或貫穿于磷脂雙分子層中．彼得•阿格雷制成的兩種人造細(xì)胞膜，其中能吸收了很多水而膨脹的是因?yàn)楹�有水通道蛋白，而沒有變化的則不含水通道蛋白．但它們的基本骨架都是磷脂雙分子層．
故答案為：
（1）③“水通道蛋白”就是水通道     
④不含該蛋白質(zhì)    蒸餾水
⑤不能吸水    
⑥結(jié)論：“水通道蛋白”就是水通道
（2）不同點(diǎn)：第一種含有水通道蛋白，第二種不含水通道蛋白；
相同點(diǎn)：兩種人造細(xì)胞膜基本骨架相同，都含有磷脂雙分子層

點(diǎn)評(píng) 本題考查細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，意在考查考生的審題能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，并要求考生了解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)脑�理和方式，難度適中．