Question

根據(jù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。分析回答一步下列問(wèn)題：

（1）1925年科學(xué)家用丙酮提取細(xì)胞膜的脂，并將它在空氣—水界面上展開(kāi)時(shí)，這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍，由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由____組成。

（2）1970年，科學(xué)家用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞膜上的種抗體相結(jié)合，使它們分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。將這兩種細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞時(shí)，開(kāi)始時(shí)一半呈綠色，另一半呈紅色，但在37℃保溫40min后，在融合細(xì)胞上兩種顏色的熒光就均勻分布。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明____，其原因是____。

（3）科學(xué)家在研究鈉通過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式時(shí)，做了下述實(shí)驗(yàn)：先向槍烏賊神經(jīng)纖維內(nèi)注入微量的放射性同位素²⁴Na，不久可測(cè)得神經(jīng)纖維周圍溶液中存在²⁴Na，如果在神經(jīng)纖維膜外溶液中加入抑制酶活性的藥物，則²⁴Na外流迅速停止，當(dāng)向中毒的神經(jīng)纖維內(nèi)注射新鮮的ATP時(shí)，²⁴Na又重新透出，直到ATP用完為止，以上實(shí)驗(yàn)證明：²⁴Na通過(guò)細(xì)胞膜的方式是____，原因是____，被抑制的酶是催化____的酶。

Answer 1

（1）磷脂雙分子層。

（2）細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性；構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。

（3）主動(dòng)運(yùn)輸；此過(guò)程消耗了ATP；呼吸作用。

此題以考查細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能為線索，集學(xué)科內(nèi)綜合和跨學(xué)科綜合于一體。取材于課本之外，答案在課本之內(nèi)，是一道科技含量高，分析推理性較強(qiáng)的題目，此題涉及知識(shí)點(diǎn)除細(xì)胞膜外，還有抗原抗體的概念、ATP、呼吸作用等，同時(shí)考查了學(xué)生靈活運(yùn)用物理和化學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題的能力。
(1)丙酮是一種有機(jī)化學(xué)溶劑，可用于溶解細(xì)胞膜中的磷脂分子，且丙酮易于揮發(fā)；磷脂分子不溶于水也不易揮發(fā)。當(dāng)將磷脂分子展開(kāi)于空氣—水界面之間時(shí)，由于單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面面積的二倍，說(shuō)明磷脂分子在細(xì)胞膜表面一定是雙層排布。
(2)抗體是蛋白質(zhì)，小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞膜上的抗原也是蛋白質(zhì)，聯(lián)系生物課本中所學(xué)的生物膜的構(gòu)成成分與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即可得到正確答案。
(3)采用化學(xué)同位素標(biāo)記法研究生物體的生命功能是一種常見(jiàn)且十分有效的方法，聯(lián)系物質(zhì)出入細(xì)胞膜的方式及特點(diǎn)可知，²⁴Na出入細(xì)胞膜的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，此過(guò)程消耗的ATP是細(xì)胞通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生的。