Question

12．（I）慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，该模型由膜外壳和填入物构成．请回答下列问题．
（1）该模型类似于内质网、高尔基体 （填两种细胞器）产生的囊泡，其边界（膜外壳）由一种脂质成分构成，该成分主要是磷脂分子．
（2）该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入ATP作为直接能源物质，若将该结构置于一定浓度的K⁺溶液中一段时间，检测发现K⁺不能进入其中．若你是科学家，将如何改造这个结构，使其能够吸收K⁺？在其膜外壳中加入K⁺的载体
（3）科学家想利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物请从细胞膜的功能角度分析，应该如何改造这个结构？在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合（识别）的信号分子（蛋白质、糖蛋白）
（Ⅱ）某实验小组将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量变化如图．请回答问题．
（4）培养液中被吸收的葡萄糖主要作用是通过呼吸作用（分解）释放能量（ATP）．
（5）由图可知，随培养时间延长，培养液中尿素含量增加了，由此可以推测尿素是细胞代谢（代谢）的产物．转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是肝细胞膜受损（或细胞裂解）．

Answer 1

分析 1、分析题图：题图是某实验小组将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量变化图，由图可看出，随着培养时间延长，培养液中氨基酸和葡萄糖的含量下降，而尿素含量增加，可以推测尿素是细胞中脱氨基作用后的产物，通过细胞代谢生成，氨基酸进入细胞后的主要作用是合成蛋白质，葡萄糖进入细胞后主要作用是通过细胞呼吸分解供能．
2、小分子物质跨膜运输的方式和特点．

名　称	运输方向	载体	能量	实　　例
自由扩散	高浓度→低浓度	不需	不需	水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
协助扩散	高浓度→低浓度	需要	不需	红细胞吸收葡萄糖
主动运输	低浓度→高浓度	需要	需要	小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

解答 解：（1）细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体．该生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质．
（2）生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP．因为K⁺跨膜运输的方式是主动运输，需要相应的载体的协助，若将该结构置于一定浓度的K⁺溶液中一段时间，检测发现K⁺不能进入其中，则应该在其膜外壳中加入K⁺的载体．
（3）科学家想利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物，则应该在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子．
（4）进入细胞的葡萄糖则主要作为能源物质，通过呼吸作用（分解）释放能量（ATP）．
（5）由图可知，随培时间延长，培养液中尿素含量增加了，因原培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组成特点可知尿素为氨基酸的代谢产物；转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶因肝细胞膜能够控制物质的进出而不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是肝细胞膜受损（或细胞裂解）．
故答案为：
（1）内质网、高尔基体        磷脂
（2）ATP     在其膜外壳中加入K⁺的载体
（3）在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合（识别）的信号分子（蛋白质、糖蛋白）
（4）通过呼吸作用（分解）释放能量（ATP）
（5）细胞代谢（代谢）    肝细胞膜受损（或细胞裂解）

点评 本题以“类细胞”模型为题材，考查细胞结构和功能，要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能；识记细胞膜的成分；识记物质跨膜运输的方式，能结合所学的知识准确答题．