Question

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下面的问题。（共14分，每空2分）

(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                         。

Answer

（共14分，每空2分）(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）相同点：都含有磷脂双分子层。不同点：一种含有水通道蛋白，一种不含水通道蛋白。

【解析】

试题分析：(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，其中能吸收了很多水而膨胀的是因为含有水通道蛋白，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。

考点：细胞膜的结构和物质跨膜运输方式。