题目内容
瑞典皇家科学院宣布，将2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得?阿格雷和罗德里克?麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献．阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面．他们的发现阐明了盐分和水如何进出活细胞．比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义．请分析回答．
（1）水分子通过细胞膜的方式是 ，离子通过细胞膜的方式是 ．
（2）如果用胰蛋白酶处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明了细胞膜上的水通道和离子通道的化学本质都是 ．
（3）如果神经元在受到刺激后，细胞膜上的电位发生变化，由题干中信息可知这种电位变化可能和细胞膜表面的 有密切关系．
（4）最新研究发现，如果去掉细胞膜上的某种物质，把该细胞置于7%的NaCl溶液中，细胞形态没有明显变化；在人体内，抗利尿激素通过调节肾小管、集合管壁细胞膜上该种蛋白质来维持体内此物质的平衡．由此说明该蛋白质参与运输的物质是 ．
（5）有人在研究物质出入细胞的速率和各种条件的关系．如果是K+出入红细胞，请绘制出K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势．
．
（1）水分子通过细胞膜的方式是
（2）如果用胰蛋白酶处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明了细胞膜上的水通道和离子通道的化学本质都是
（3）如果神经元在受到刺激后，细胞膜上的电位发生变化，由题干中信息可知这种电位变化可能和细胞膜表面的
（4）最新研究发现，如果去掉细胞膜上的某种物质，把该细胞置于7%的NaCl溶液中，细胞形态没有明显变化；在人体内，抗利尿激素通过调节肾小管、集合管壁细胞膜上该种蛋白质来维持体内此物质的平衡．由此说明该蛋白质参与运输的物质是
（5）有人在研究物质出入细胞的速率和各种条件的关系．如果是K+出入红细胞，请绘制出K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势．
考点：物质进出细胞的方式的综合
专题：
分析：自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下：
| 自由扩散 | 协助扩散 | 主动运输 | |
| 运输方向 | 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 | 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 | 逆浓度梯度 低浓度→高浓度 |
| 载体 | 不需要 | 需要 | 需要 |
| 能量 | 不消耗 | 不消耗 | 消耗 |
| 举例 | O2、CO2、H2O、N2 甘油、乙醇、苯、尿素 | 葡萄糖进入红细胞 | Na+、K+、Ca2+等离子； 小肠吸收葡萄糖、氨基酸 |
解答：
解：（1）水分子通过细胞膜的方式是自由扩散，离子通过细胞膜的方式是主动运输．
（2）胰蛋白酶只能水解蛋白质，所以用胰蛋白酶处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明了细胞膜上的水通道和离子通道都是蛋白质．
（3）如果在细胞内注入呼吸作用抑制剂，则细胞释放的能量减少，将会强烈抑制细胞膜上离子通道的作用．
（4）最新研究发现，如果去掉细胞膜上的某种蛋白质，把该细胞置于7%的NaCl溶液中，细胞形态没有明显变化；在人体内，抗利尿激素通过调节肾小管、集合管壁细胞膜上该种蛋白质来维持体内某物质的平衡．由此说明该蛋白质参与运输的物质是水，水分子的运输也需要载体蛋白．
（5）由于钾离子的运输方式是主动运输，而主动运输需要消耗能量，能量是由无氧呼吸产生的，温度会影响酶的活性，所以钾离子运输速率会随温度的升高而增大，当超过最适温度后，会随温度的升高而降低；由于人成熟的红细胞进行无氧呼吸，所以氧气浓度不会影响红细胞的呼吸速率，也就不影响钾离子的吸收速率．因此，K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势为：
故答案为：
（1）自由扩散 主动运输
（2）蛋白质
（3）离子通道
（4）水
（5）K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势：
（2）胰蛋白酶只能水解蛋白质，所以用胰蛋白酶处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明了细胞膜上的水通道和离子通道都是蛋白质．
（3）如果在细胞内注入呼吸作用抑制剂，则细胞释放的能量减少，将会强烈抑制细胞膜上离子通道的作用．
（4）最新研究发现，如果去掉细胞膜上的某种蛋白质，把该细胞置于7%的NaCl溶液中，细胞形态没有明显变化；在人体内，抗利尿激素通过调节肾小管、集合管壁细胞膜上该种蛋白质来维持体内某物质的平衡．由此说明该蛋白质参与运输的物质是水，水分子的运输也需要载体蛋白．
（5）由于钾离子的运输方式是主动运输，而主动运输需要消耗能量，能量是由无氧呼吸产生的，温度会影响酶的活性，所以钾离子运输速率会随温度的升高而增大，当超过最适温度后，会随温度的升高而降低；由于人成熟的红细胞进行无氧呼吸，所以氧气浓度不会影响红细胞的呼吸速率，也就不影响钾离子的吸收速率．因此，K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势为：
故答案为：
（1）自由扩散 主动运输
（2）蛋白质
（3）离子通道
（4）水
（5）K+出入细胞的速率随温度和O2浓度的变化趋势：
点评：本题考查物质跨膜运输和神经元膜电位变化的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．
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