下列是某生物興趣小組的一個問題探究實例:
【材料分析】
1925年,高特和戈來格爾用丙酮提取出紅細胞膜上的磷脂,并將它在空氣和水的界面上鋪成單分子層,發(fā)現(xiàn)這個單分子層的面積相當于原來紅細胞表面積的2倍.據(jù)此,學(xué)生得出了細胞膜是由連續(xù)的兩層磷脂分子組成的推論.
【提出問題】
細胞膜上的磷脂分子應(yīng)該怎么排列呢?
【背景知識】
磷脂分子的頭部親水,尾部疏水(圖-1)
【探究一】
如果把一滴油滴在水面上,形成“油-水”界面,“油-水”界面上磷脂分子的排列是什么樣的呢?(結(jié)果如圖-2)
【探究二】
如果把一滴油滴在水面上,形成“油-水”界面,
“油-水”界面上磷脂分子的排列是什么樣的呢?(結(jié)果如圖-2)
【推導(dǎo)結(jié)論】
(1)圖-3中A的主要成分是水還是油?水水
(2)請根據(jù)探究-1和探究-2的結(jié)果推導(dǎo)細胞膜上磷脂分子的排布情況,在圖-4中繪出其簡圖(片段).
(3)根據(jù)圖-4所示結(jié)果,科學(xué)家利用純磷脂制成“脂質(zhì)體”,作為細胞模型.將“脂質(zhì)體”放置于清水中,一段時間后發(fā)現(xiàn),“脂質(zhì)體”的形態(tài)、體積都沒有變化.
①這一事實表明:水分子不能通過純粹的磷脂雙分子層水分子不能通過純粹的磷脂雙分子層.進一步根據(jù)細胞膜的化學(xué)成分分析推測,水分子的跨膜運輸不是真正的自由擴散,它最可能與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān).
②彼德?阿格雷從人紅細胞及腎小管細胞的膜中分離出一種分子量為28道爾頓的膜蛋白--CHIP28,并證明它是一種“水通道蛋白”.請簡述證明CHIP28確實與水分子運輸有關(guān)的實驗基本思路. 在“脂質(zhì)體”中加入CHIP28,于清水中放置相同時間后,觀察并比較試驗組和對照組“脂質(zhì)體”體積變化情況在“脂質(zhì)體”中加入CHIP28,于清水中放置相同時間后,觀察并比較試驗組和對照組“脂質(zhì)體”體積變化情況.
③有實驗證明鉀離子也不能通過該“脂質(zhì)體”,若要使鉀離子通過,則該“脂質(zhì)體”模型中還需要具備哪些物質(zhì)?相應(yīng)的膜蛋白、ATP相應(yīng)的膜蛋白、ATP.
【答案】水;水分子不能通過純粹的磷脂雙分子層;在“脂質(zhì)體”中加入CHIP28,于清水中放置相同時間后,觀察并比較試驗組和對照組“脂質(zhì)體”體積變化情況;相應(yīng)的膜蛋白、ATP
【解答】
【點評】
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