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    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                         。

     

    【答案】

    （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。

    点评：本题考查细胞膜的结构和物质跨膜运输方式，要求学生了解细胞膜的结构，理解物质跨膜运输的原理和方式。难度一般。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中生物 来源： 题型：阅读理解

    （13分）据下列材料回答问题：

    以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔·罗斯经过多年研究，找到了人体细胞控制和调节某种人体蛋白质数量多少的方法。三人荣膺2004年诺贝尔化学奖。

    最初的一些研究发现，蛋白质的降解不需要能量。不过，20世纪50年代科学家却发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。70年代末80年代初，今年诺贝尔化学奖得主们终于揭开了这一谜底。

    这三位科学家发现，一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要角色。这种多肽由76个氨基酸组成，它就像标签一样，被贴上标签的蛋白质就会被运送到细胞内的“垃圾处理厂”，它根据这种标签决定接受并降解这种蛋白质。这一过程需要消耗能量。

    （1）．人体细胞能够给无用蛋白质“贴上标签”，然后进行“废物处理”， 使它们自行破裂、自动消亡。在这一过程中不涉及          （      ）

    A．蛋白质的特异性识别    B．蛋白质的水解

    C．能量的利用            D．细胞的裂解

    （2）．为了能够更好地进行细胞学研究，阿弗拉姆·赫尔什科和他的同事们发明了一种新的科研方法，叫免疫化学法。如果对细胞膜进行化学免疫标记，下列哪项不可能被标记          （     ）

    A．糖被      B．离子通道      C．载体      D．磷脂双分子层

    （3）.细胞内蛋白质降解后的最终产物，在人体内的变化情况有哪些？

                                                                                  

    （4）.请举例说出人体不需能量的蛋白质降解过程，并指出其发生的场所及所需的降解酶。

                                                                                

    （5）.通常新合成的蛋白质约30％被泛素调节的蛋白质降解，其可能的原因

    是                           。

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    科目：高中生物 来源：2010-2011学年上海市嘉定区高三上学期第一次质量调研生物试卷 题型：综合题

    下面是关于动植物生理活动调节方面的材料，根据题目要求回答回答问题。（13分）

    材料1：20世纪20年代起，温特等人通过实验方法测得玉米胚芽鞘生长素的侧向再分配如下图所示。

    材料2：20世纪80年代以来，有学者利用气相一质谱等物理化学法测得向日葵下胚轴、萝卜下胚轴和黄化燕麦芽鞘的生长素分布如下表所示。

    表：向日葵、萝卜和燕麦向光性器官的IAA分布：

    器官

    实验数

    IAA分布％

    测定方法[来源:学_科_网]

    向光一侧

    背光一侧

    黑暗处理

    黄化燕麦芽鞘

    3

    49.5

    50.5

    50

    分光荧光法

    3

    51

    49

    48

    免疫法

    绿色向日葵下胚轴

    5

    50.5

    49.5

    50

    电子俘获检测法

    绿色萝卜下胚轴

    3

    5l

    49

    45

    电子俘获检测法

     

    (1)材料l说明，生长素受到单侧光照射后的分布规律是____________________      ，由于生长素有_________________________的作用，所以胚芽鞘向光性生长。

    (2)材料2的黑暗处理起什么作用? ____________________    。

    材料2是否支持材料l的观点? ____________________ ，原因是____________________     

                                                             。

    (3)用同样方法还测得萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧。材料2的学者对植物向光性的解释应该是                                        

    材料3：下图是神经元网络结构示意简图，图中神经元①、②、③都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：

    （4）给神经元①一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。

    这是因为刺激使神经元①兴奋，引起其神经末梢释放的            进入          ，随后与突触后膜上的                结合，导致神经元②产生兴奋。

    （5）若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处          （能、不能）记录到膜电位的变化，原因是           。

    （6）若在A处给予一个适宜刺激，在C处          （能、不能）记录到膜电位的变化，原因是          。

     

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    科目：高中生物 来源： 题型：解答题

    据下列材料回答问题：
    以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔·罗斯经过多年研究，找到了人体细胞控制和调节某种人体蛋白质数量多少的方法。三人荣膺2004年诺贝尔化学奖。
    最初的一些研究发现，蛋白质的降解不需要能量。不过，20世纪50年代科学家却发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。70年代末80年代初，今年诺贝尔化学奖得主们终于揭开了这一谜底。
    这三位科学家发现，一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要角色。这种多肽由76个氨基酸组成，它就像标签一样，被贴上标签的蛋白质就会被运送到细胞内的“垃圾处理厂”，它根据这种标签决定接受并降解这种蛋白质。这一过程需要消耗能量。

    （1）人体细胞能够给无用蛋白质“贴上标签”，然后进行“废物处理”，使它们自行破裂、自动消亡。在这一过程中不涉及（  ）
          A.蛋白质的特异性识别    B.蛋白质的水解    C.能量的利用    D.细胞的裂解

    （2）为了能够更好地进行细胞学研究，阿弗拉姆·赫尔什科和他的同事们发明了一种新的科研方法，叫免疫化学法。如果对细胞膜进行化学免疫标记，下列哪项不可能被标记（   ）
          A.糖被     B.离子通道   C.载体     D.磷脂双分子层

    （3）细胞内蛋白质降解后的最终产物，在人体内的变化情况有哪些？

    （4）请举例说出人体不需能量的蛋白质降解过程，并指出其发生的场所及所需的降解酶。

    （5）通常新合成的蛋白质约30％被泛素调节的蛋白质降解，其可能的原因是____。

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    科目：高中生物 来源： 题型：阅读理解

    据下列材料回答问题：

    以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔·罗斯经过多年研究，找到了人体细胞控制和调节某种人体蛋白质数量多少的方法。三人荣膺2004年诺贝尔化学奖。

    最初的一些研究发现，蛋白质的降解不需要能量。不过，20世纪50年代科学家却发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。70年代末80年代初，今年诺贝尔化学奖得主们终于揭开了这一谜底。

    这三位科学家发现，一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要角色。这种多肽由76个氨基酸组成，它就像标签一样，被贴上标签的蛋白质就会被运送到细胞内的“垃圾处理厂”，它根据这种标签决定接受并降解这种蛋白质。这一过程需要消耗能量。

    （1）．人体细胞能够给无用蛋白质“贴上标签”，然后进行“废物处理”， 使它们自行破裂、自动消亡。在这一过程中不涉及          （      ）

    A．蛋白质的特异性识别    B．蛋白质的水解

    C．能量的利用            D．细胞的裂解

    （2）．为了能够更好地进行细胞学研究，阿弗拉姆·赫尔什科和他的同事们发明了一种新的科研方法，叫免疫化学法。如果对细胞膜进行化学免疫标记，下列哪项不可能被标记         

    A．糖被      B．离子通道      C．载体      D．磷脂双分子层

    （3）.细胞内蛋白质降解后的最终产物，在人体内的变化情况有哪些？

                                                                                  

    （4）.请举例说出人体不需能量的蛋白质降解过程，并指出其发生的场所及所需的降解酶。

                                                                                

    （5）.通常新合成的蛋白质约30％被泛素调节的蛋白质降解，其可能的原因

    是                           。

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