Question

8．一直以来，科学工作者对细胞膜的结构和功能进行了大量的研究．请回答下列问题．
（1）溶于脂质的物质，很容易通过膜；不溶于脂质的物质，不容易通过膜，这表明细胞膜是由脂质构成的．另外，蛋白酶能够使细胞膜分解，这表明细胞膜上含有蛋白质．
（2）图Na⁺-K⁺泵是存在与动物细胞膜上的一种载体，可保持膜内高钾、膜外高钠的离子分布，其化学本质为蛋白质，糖蛋白分布在图中细胞膜的上（填“上”或“下”）侧，Na⁺、K⁺通过Na⁺-K⁺泵的跨膜运输方式是主动运输．
（3）小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵（ATP直接提供能量）的主动运输．请你设计实验加以验证．
①实验 步骤：
第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞．
第二步：将甲、乙两组细胞置于相同且适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞乙组细胞用细胞呼吸抑制剂处理（或抑制乙组细胞的细胞呼吸）．
第三步：在相同且适宜的条件下培养一段时间后，在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测培养液中的葡萄糖浓度．
②预测实验结果：a．小肠上皮细胞是以协助扩散的方式吸收葡萄糖的　
b．若甲组培养液中葡萄糖的浓度小于乙组的，则小肠上皮细胞是以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖的．

Answer 1

分析 细胞膜内外的离子分布：钠离子在细胞外的浓度高于细胞内，钾离子浓度在细胞内高于细胞外，然后结合题意分析，“这种泵每消耗1分子的ATP，就逆浓度梯度将3分子的Na⁺泵出细胞外，将2分子的K⁺泵入细胞内”，说明钠离子和钾离子都是逆浓度运输，所以是属于主动运输．

解答 解：（1）溶于脂质的物质，很容易通过膜；不溶于脂质的物质，不容易通过膜，由于相似相溶的原理，表明细胞膜是由脂质构成的．蛋白酶能够使细胞膜分解，这表明细胞膜上含有蛋白质．
（2）Na⁺-K⁺泵就是主动运输需要的载体蛋白，所以其化学本质为蛋白质；下侧进行ATP的水解，属于细胞内，而糖蛋白分布在图中细胞膜的外侧，图中的上侧；Na⁺、K+通过Na⁺-K⁺泵的跨膜运输方式是主动运输．
（3）探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵的主动运输或协助扩散，可以取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞．将甲、乙两组细胞置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，而乙组含有呼吸抑制剂，甲组能正常呼吸提供ATP，而乙组不能进行正常呼吸提供ATP；
若小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散．则在相同且适宜条件下培养一段时间后，甲、乙两组培养液中葡萄糖的浓度相同；
若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖，则甲组可以通过ATP驱动吸收葡萄糖，乙组不能，所以一段时间后，甲组溶液中葡萄糖浓度降低．
故答案为：
（1）脂质   细胞膜上含有蛋白质
（2）蛋白质   上     主动运输
（3）①第二步：乙组细胞用细胞呼吸抑制剂处理（或抑制乙组细胞的细胞呼吸）　
第三步：在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测培养液中的葡萄糖浓度　
②a．小肠上皮细胞是以协助扩散的方式吸收葡萄糖的　
b．若甲组培养液中葡萄糖的浓度小于乙组的，则小肠上皮细胞是以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖的

点评 本题考查细胞膜结构和物质跨膜运输方式，意在考查考生能从题目所给的图形中获取有效信息的能力；运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．