简答题

20世纪50年代,科学家发现,细胞膜中存在着某种只允许水分子出入的通道,人们称之为水通道,但水通道到底是什么却一直是个谜。20世纪50年代中期,美国科学家彼得-阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白,经过实验,他证明了一种被称为“水通道蛋白”的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的“水通道”。如何验证彼得,阿格雷发现的水通道蛋白就是水通道?请你完成下面的实验探究并回答相关问题。(1)实验探究:①观察:发现水分子能通过细胞膜。②问题:水究竟怎样通过细胞膜?③假设:_______________________。④实验:把含“水通道蛋白”的正常细胞和经过处理后____的细胞放在____中。⑤结果:前者能吸水,后者________。⑥结论:____。(2)为了进一步验证细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”,彼得·阿格雷又制出两种人造细胞膜,分别做成泡状物,然后放在水中,结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀,第二种则没有变化。请指出这两种人造细胞膜的化学成分的异同点:相同点________________;不同点________________。

正确答案

(1)③“水通道蛋白”就是“水通道”④不含该蛋白质;蒸馏水⑤不能吸水⑥细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”(2)都含有磷脂双分子层;一种含有水通道蛋白,一种不含水通道蛋白

答案解析

(1)根据题意分析可知:本题是验证彼得·阿格雷发现的水通道蛋白就是水通道,从而探究水究竟是怎样通过细胞膜的。因此,假设贯穿于磷脂双分子层中的水通道蛋白就是水通道。在实验时,把含“水通道蛋白”的正常细胞和经过处理后不含该蛋白质的细胞分别放在蒸馏水中。结果发现含“水通道蛋白”的正常细胞能吸水;经过处理后不含该蛋白质的细胞则不能吸水。因此,可以说明细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”。 (2)细胞膜的组成成分有磷脂、蛋白质和糖类,其中细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,蛋白质或镶在磷脂双分子层表面,或嵌插于磷脂双分子层中,或贯穿于磷脂双分子层中。彼得·阿格雷制成的两种人造细胞膜,其中吸收了很多水而膨胀的含有水通道蛋白,而没有变化的则不含水通道蛋白。但它们的基本骨架都是磷脂双分子层。
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