Question

6．生物膜的基本特点之一是能够维持相应环境内的物质浓度，这对于完成不同的生命活动具有重要作用，这种维持依赖于生物膜的运输．根据是否需要能量，将物质的跨膜运输分为两大类，即被动运输和主动运输．
（1）被动运输包括三种类型，除自由扩散外，另外两类都需要膜蛋白的协助：通道蛋白和载体蛋白，其中，可在膜两侧进行移动运输的是载体蛋白．
（2）离子载体是一些能够极大提高对某些离子通透性的物质，目前发现的大多数离子载体是细菌产生的抗生素，它们能够杀死某些微生物．其中短杆菌肽A是一种十五肽的离子甘休，它能有选择地将单价阳离子顺浓度通过膜，如H⁺、NH⁴⁺、K⁺、Na⁺等，最终使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡．据此推测这类抗生素的杀菌机理是使微生物细胞无法维持某些物质正常的浓度梯度而死亡．
（3）人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体，所有带电荷的分子不管它多小，都很难通过脂质体，即使脂质体外离子浓度很高．这是因为磷脂双分子层的内部（内部、外部）是疏水的．缬氨霉素是一种十二肽的抗生素，若将它插入到脂质体的脂双层内，可使K⁺的运输速度提高1 00000倍，但却不能有效提高Na⁺的运输速率，由此可以得出：
①载体蛋白能极大提高运输速度；
②载体具有特异性．
（4）主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体．与被动运输不同，该类膜蛋白都能水解ATP，但与普通的酶不同的是，它不对所转运的分子进行催化．

Answer 1

分析

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）在被动运输中，自由扩散是经磷脂分子的间隙所进行的扩散，不需要膜蛋白的协助．通道蛋白实质上是在内部具有疏水性的磷脂双分子层中形成一个亲水的通道，载体蛋白则是通过其本身构象的改变，完成对相应物质在膜两侧的移动运输．
（2）短杆菌肽A能使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡，使微生物细胞不能维持某些离子正常的浓度梯度，进而无法进行正常代谢而死亡．
（3）磷脂双分子层中，所有磷脂分子的亲水头部均朝外，疏水的尾部均朝内，因此磷脂双分子层的内部是疏水的．若将它插入到脂质体的磷脂双分子层内，可使K⁺的运输速率提高100 000倍，但却不能有效提高Na⁺的运输速率，由此可以得出：①载体蛋白能极大提高运输速度；②载体具有特异性．
（4）题干已说明，主动运输所需的载体蛋白是一些酶蛋白复合体，该类酶蛋白复合体不对所转运的分子进行催化，联系主动运输需要能量，可得出它能水解ATP．
故答案为：
（1）自由扩散  载体蛋白
（2）使微生物细胞无法维持某些物质正常的浓度梯度而死亡  
（3）内部  ①载体蛋白能极大提高运输速度    ②载体具有特异性    
（4）ATP

点评 本题考查物质的跨膜运输，意在考查学生提取信息和分析问题的能力，属于中档题．