Question

如图所示，图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为的葡萄糖溶液，B为的乳酸溶液，请据图回答以下问题：

（1）图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的__________________。

（2）图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要__________________，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中__________________（填“葡萄糖”“乳酸”或“葡萄糖和乳酸”）的跨膜运输不会受到影响。

（3）如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面________________（填“高于”“低于”或“等于”）右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面_______________右侧液面（填“高于”“低于”或“等于”）。

（4）图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差，离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其他离子不能通过，则K⁺通过该膜的方式是________________________________。

Answer

原生质层 载体蛋白 葡萄糖和乳酸 等于 低于 协助扩散

【解析】

据图分析，图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，相当于细胞膜的磷脂双分子层。乙图中葡萄糖的运输方式是协助扩散，运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量；乳酸的运输方式是主动运输，需要载体和能量。图丙代表渗透作用的装置，水分的运输方向是低浓度运输到高浓度，由于两侧浓度相同，所以液面不发生变化。在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①作为丙图的半透膜，A中葡萄糖可通过膜结构，而B侧乳酸不能通过半透膜，因此右侧浓度高而导致液面升高，左侧液面下降。

（1）成熟植物细胞中的原生质层相当于半透膜。

（2）根据图乙分析，乳酸和葡萄糖的运输都需要蛋白质（载体）的协助；哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸，因此当细胞处在无氧环境时，细胞产生的能量没有变化，且协助扩散不需要能量，所以葡萄糖和乳酸的运输都不受影响。

（3）在单位体积的1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的乳酸溶液中，溶质分子数相等，水分子数也相等，葡萄糖分子和乳酸分子都不能通过以磷脂双分子层构成的半透膜，因此如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面。图乙在的蛋白质①是运输葡萄糖的载体，如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，葡萄糖可以通过半透膜，则A侧溶液浓度下降，B侧溶液浓度上升，则水分从左侧运输到右侧，导致左侧液面将低于右侧液面。

（4）根据题意分析，离子不同通过半透膜，说明其运输方式不是自由扩散；在人工膜中加入少量缬氨霉素，即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其他离子不能通过，说明缬氨霉素是运输钾离子的载体，进而说明钾离子的运输方式是协助扩散。