Question

6．現有人的成熟紅細胞、人的口腔上皮細胞、蛙的紅細胞、雞肝研磨液等生物材料及相關用具，請根據以上材料，完成下列實驗設計并分析有關問題．
（1）為獲得純凈的細胞膜，應選取上述材料中的人的成熟紅細胞做實驗．選用該材料的原因是它沒有細胞核和眾多的細胞器．
（2）將選取的上述材料放入蒸餾水（清水）中，由于滲透作用，一段時間后細胞將破裂．
（3）科學家將膜結構中的磷脂分子提取出來，鋪在水面上，測得磷脂占有面積為S，那么該細胞膜的表面積約為$\frac{S}{2}$．
（4）通過有關方法，測得多種膜的化學成分，如表．

物質種類 膜的類別	蛋白質 （%）	脂質（%） 主要是磷脂	糖類（%）
變形蟲細胞膜	54	42	4
小鼠肝細胞膜	44	52	4
人紅細胞膜	49	43	8
線粒體內膜	76	24	0
菠菜葉綠體片層膜	70	30	0

表中數據顯示，細胞膜與細胞器膜的化學物質組成上的共同點是；主要由蛋白質和脂質組成，主要區別是細胞器膜中蛋白質含量較高，脂質含量較低（蛋白質和脂質的比例不同；或細胞膜含糖，而細胞器膜不含糖）．
（5）有人發現，在一定溫度條件下，細胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面．當溫度上升到一定程度時，細胞膜的磷脂分子有75%排列不整齊，細胞膜厚度變小，而膜的表面積擴大，膜對離子和分子的通透性提高．對上述實驗現象合理的解釋是構成細胞膜的磷脂分子是可以運動的，細胞膜具有一定的流動性
（6）細胞膜具有控制物質進出的功能，請根據以下材料設計實驗，驗證膜的選擇透過性．
材料：紅玫瑰、質量分數為15%的鹽酸、蒸餾水、培養皿、量筒．
實驗步驟：①取適量的玫瑰花瓣，均分為兩部分，分別加入培養皿中，編號為A、B、②A組加入適量的蒸餾水，B組加入等量的質量分數為15%的鹽酸、③觀察A、B兩組花瓣的顏色變化、溶液的顏色變化．

Answer 1

分析 1、人的成熟的紅細胞沒有細胞核和各種細胞器，在蒸餾水中易吸水破裂，離心后易獲得較純凈的細胞膜．
2、驗證膜的選擇透過性，根據提供材料，實驗原理為活細胞有選擇透過性，細胞中色素不會來到細胞外，死細胞沒有選擇透過性，細胞中色素會來到細胞外．
3、生物實驗遵循的一般原則有：對照原則、等量原則、單一變量原則和控制無關變量原則等．

解答 解：（1）獲得純凈的細胞膜要選擇人的成熟紅細胞，因為該細胞除了細胞膜，無其他各種細胞器膜和核膜的干擾，能獲得較為純凈的細胞膜．
（2）獲得細胞膜要讓紅細胞置于蒸餾水滲透吸水破裂，獲得細胞膜．
（3）由于細胞膜是由磷脂分子雙分子層為骨架構成的，鋪在水面上，磷脂分子會成為單層，所以如果測得磷脂占有面積為S，那么該細胞膜的表面積約為磷脂所占面積的一半，即$\frac{S}{2}$．
（4）上表數據顯示細胞膜與細胞器膜的化學物質組成上的共同點是都有磷脂和蛋白質．化學物質組成的主要區別是細胞膜除了有磷脂和蛋白質外，還有少量的糖類，而細胞器膜則不含糖類；細胞器膜蛋白質含量較高，脂質含量較低．
（5）構成細胞膜的磷脂分子是可以運動的，上升溫度會使磷脂分子運動速率加快，使細胞膜的厚度變小，而膜的表面積擴大，膜對離子和分子的通透性提高，體現細胞膜具有一定流動性．
（6）驗證膜具有選擇透過性，設立對照實驗，單一變量是質量分數為15%的鹽酸和清水：
第一步（取材編號）：選擇兩只大小相同的燒杯，用記號筆標記A和B；
第二步（分別作不同的處理）：在A、B兩只燒杯中，分別加入等量的質量分數為15%的鹽酸和清水；
第三步（觀察實驗結果）：選等量的大紅花花瓣，分別放入A、B兩只燒杯中，過一段時間后觀察．
結果預測：B燒杯（水）中的花瓣仍為紅色，水無色；A燒杯（鹽酸）中的花瓣顏色變淺，鹽酸溶液變紅．
原因分析：鹽酸對活細胞具有很強的傷害作用，將細胞殺死而使其細胞膜失去選擇透過性．
故答案為：
（1）沒有細胞核和眾多的細胞器
（2）蒸餾水（清水）    滲透
（3）$\frac{S}{2}$
（4）細胞器膜中蛋白質含量較高，脂質含量較低（蛋白質和脂質的比例不同；或細胞膜含糖，而細胞器膜不含糖）
（5）構成細胞膜的磷脂分子是可以運動的，細胞膜具有一定的流動性
（6）實驗步驟：
①取適量的玫瑰花瓣，均分為兩部分，分別加入培養皿中，編號為A、B
②A組加入適量的蒸餾水，B組加入等量的質量分數為15%的鹽酸
③觀察A、B兩組花瓣的顏色變化、溶液的顏色變化

點評 本題主要考查細胞膜的提取相關知識和實驗設計能力，意在考查考生意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系能力．