Question

【题目】下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，下图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1mol/L的葡萄糖溶液，B为1mol/L的乳酸溶液（呈分子状态），请据图回答以下问题：

（1）在水中磷脂分子排成双层的原因是：____________________。

（2）图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要__________，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中__________的跨膜运输不会受到影响，原因是______________________________。

（3）如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面__________（填高于、低于或等于）右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面__________右侧液面；如果此时用图乙的蛋白质②替换蛋白质①，再进行试验，则液面不再变化时，左侧液面__________右侧液面。

（4）某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有__________性；当细胞衰老时，通透性改变，使物质运输功能__________。

（5）图丁中①为信号分子，与靶细胞细胞膜上的②__________结合，其本质成分是__________。

Answer 1

【答案】 磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部 载体蛋白 葡萄糖和乳酸 红细胞吸收葡萄糖是协助扩散不需能量，而红细胞主动运输排出乳酸所需能量由无氧呼吸提供 等于 低于 低于 一定的流动 降低 受体 蛋白质

【解析】试题分析：本题的知识点是物质跨膜运输的方式及异同点，细胞膜的结构特点，渗透作用发生的条件，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，并学会应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题。分析题图可知：甲图表示磷脂双分子层，磷脂双分子层的亲水的头部排列在外侧，内侧是疏水的尾部；图乙是细胞膜的结构及物质跨膜运输的方式，图中葡萄糖的跨膜运输是顺浓度梯度运输，需要载体①协助，不需要能量，是协助扩散，乳酸的跨膜运输是逆浓度梯度运输，需要消耗ATP，是主动运输；丙是渗透装置，A侧是1mol/L的葡萄糖溶液，B为1mol/L的乳酸溶液，半透膜两侧初始时的液面高度相同。

（1）磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部，排成双层能够在水中稳定存在。

（2）从图乙可知葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散，乳酸进入细胞的方式为主动运输，二者都需要载体蛋白的参与；如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输不会受到影响，原因是红细胞吸收葡萄糖是协助扩散不需能量，而红细胞主动运输排出乳酸所需能量由无氧呼吸提供。

（3）在单位体积的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶质分子数相等，水分子数也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过以磷脂双分子层构成的半透膜，因此如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面。如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，蛋白质①是运输葡萄糖的载体，葡萄糖会由A侧运向B侧，B侧渗透压升高，水分子由A向B移动，造成A（左）侧液面降低，B（右）侧液面升高；如果此时用图乙的蛋白质②替换蛋白质①，蛋白质②是运输乳酸的载体，但是乳酸的跨膜运输是主动运输的过程，不仅需要载体，还要消耗能量，此时有了运输乳酸的载体，没有能量供应，乳酸不能进行跨膜运输，因此仍然是A（左）侧液面低，B（右）侧液面高。

（4）由于细胞膜由磷脂分子和蛋白质组成，所以某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，从而说明细胞膜具有一定的流动性。当细胞衰老时，通透性改变，使物质运输功能降低。

（5）信号分子能与靶细胞细胞膜上的受体特异性结合，受体的化学本质是蛋白质。