题目内容
【题目】流动镶嵌模型由桑格和尼克森于1972年提出,下图是不同物质跨膜运输过程(用数字①②③④表示)的示意图,可以很好地阐释细胞膜的结构和功能。
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(1)细胞膜具有流动性,主要表现在____。甘油、胆固醇等能很容易地通过细胞膜,主要与细胞膜中含有______有关。
(2)②③过程具备的共同点是_____;若④过程表示钙离子的跨膜运输,该载体蛋白同时还可催化___水解,释放的小分子基团可使载体蛋白磷酸化,引起后者的_______和_____发生变化。
(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论多小,都很难进入脂质体,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是疏水的。现提供缬氨霉素(作用类似于K+转运蛋白)、多种无机盐离子,请简要写出验证转运蛋白具有特异性并能提高运输速率的实验思路:________。
【答案】磷脂双分子层可以侧向自由移动,蛋白质大多也能运动 脂质(磷脂) 顺浓度梯度,不消耗能量,需要转运蛋白 ATP 空间结构 )活性 将缬氨霉素插入脂质体,置于含有K+及其他无机盐离子混合的溶液中,比较操作前后脂质体对K+及其他离子的通过能力
【解析】
据图分析,图示为细胞膜的流动镶嵌模型,细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂分子,磷脂分子组成的磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架,而蛋白质的种类与数量与细胞膜功能有关。图中①过程物质从高浓度向低浓度运输,不需要转运蛋白,不消耗能量,代表的是自由扩散;②③过程物质,从高浓度向低浓度运输,需要转运蛋白,不消耗能量,代表的是协助扩散;④过程物质从低浓度向高浓度运输,需要转运蛋白,消耗能量,代表的是主动运输。
(1)组成细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子,由于磷脂双分子层可以侧向自由移动,蛋白质大多也能运动,所以细胞膜的结构特点是具有一定的流动性;由于细胞膜的主要成分中有磷脂分子(磷脂双分子层),根据相似相容的原理,甘油、胆固醇等脂类物质能很容易地通过细胞膜。
(2)根据以上分析已知,②③过程都表示协助扩散,两者的共同特点是顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要转运蛋白。
(3)根据题意分析,脂质体仅由磷脂双分子层构成不含转运蛋白,不能运输离子,且缬氨霉素作用类似于K+转运蛋白。现要验证转运蛋白具有特异性并能提高运输速率,则应该将将缬氨霉素插入脂质体,置于含有K+及其他无机盐离子混合的溶液中,比较操作前后脂质体对K+及其他离子的通过能力。
运输方式 | 运输方向 | 是否需要载体 | 是否消耗能量 | 示例 |
自由扩散 | 高浓度到低浓度 | 否 | 否 | 水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质,如甘油) |
协助扩散 | 高浓度到低浓度 | 是 | 否 | 葡萄糖进入红细胞 |
主动运输 | 低浓度到高浓度 | 是 | 是 | 几乎所有离子、氨基酸 |