Question

【題目】流動鑲嵌模型由桑格和尼克森于1972年提出，下圖是不同物質跨膜運輸過程（用數字①②③④表示）的示意圖，可以很好地闡釋細胞膜的結構和功能。

（1）細胞膜具有流動性，主要表現在____。甘油、膽固醇等能很容易地通過細胞膜，主要與細胞膜中含有______有關。

（2）②③過程具備的共同點是_____；若④過程表示鈣離子的跨膜運輸，該載體蛋白同時還可催化___水解，釋放的小分子基團可使載體蛋白磷酸化，引起后者的_______和_____發生變化。

（3）人工合成的僅由磷脂雙分子層構成的封閉球狀結構稱為脂質體，所有帶電荷的分子不論多小，都很難進入脂質體，即使脂質體外離子濃度很高，這是因為磷脂雙分子層的內部是疏水的。現提供纈氨霉素（作用類似于K+轉運蛋白）、多種無機鹽離子，請簡要寫出驗證轉運蛋白具有特異性并能提高運輸速率的實驗思路：________。

Answer 1

【答案】磷脂雙分子層可以側向自由移動，蛋白質大多也能運動 脂質（磷脂） 順濃度梯度，不消耗能量，需要轉運蛋白 ATP 空間結構 ）活性 將纈氨霉素插入脂質體，置于含有K+及其他無機鹽離子混合的溶液中，比較操作前后脂質體對K+及其他離子的通過能力

【解析】

據圖分析，圖示為細胞膜的流動鑲嵌模型，細胞膜的主要成分是蛋白質和磷脂分子，磷脂分子組成的磷脂雙分子層是細胞膜的基本骨架，而蛋白質的種類與數量與細胞膜功能有關。圖中①過程物質從高濃度向低濃度運輸，不需要轉運蛋白，不消耗能量，代表的是自由擴散；②③過程物質，從高濃度向低濃度運輸，需要轉運蛋白，不消耗能量，代表的是協助擴散；④過程物質從低濃度向高濃度運輸，需要轉運蛋白，消耗能量，代表的是主動運輸。

（1）組成細胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白質分子，由于磷脂雙分子層可以側向自由移動，蛋白質大多也能運動，所以細胞膜的結構特點是具有一定的流動性；由于細胞膜的主要成分中有磷脂分子（磷脂雙分子層），根據相似相容的原理，甘油、膽固醇等脂類物質能很容易地通過細胞膜。

（2）根據以上分析已知，②③過程都表示協助擴散，兩者的共同特點是順濃度梯度運輸、不消耗能量、需要轉運蛋白。

（3）根據題意分析，脂質體僅由磷脂雙分子層構成不含轉運蛋白，不能運輸離子，且纈氨霉素作用類似于K+轉運蛋白。現要驗證轉運蛋白具有特異性并能提高運輸速率，則應該將將纈氨霉素插入脂質體，置于含有K+及其他無機鹽離子混合的溶液中，比較操作前后脂質體對K+及其他離子的通過能力。

運輸方式	運輸方向	是否需要載體	是否消耗能量	示例
自由擴散	高濃度到低濃度	否	否	水、氣體、脂類（因為細胞膜的主要成分是脂質，如甘油）
協助擴散	高濃度到低濃度	是	否	葡萄糖進入紅細胞
主動運輸	低濃度到高濃度	是	是	幾乎所有離子、氨基酸