Question

【題目】人們一直認為水分子是通過自由擴散方式進行跨膜運輸?shù)?但有科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)細胞膜上還有專門供水分子進出的通道。回答下列問題：

(1)若要證明細胞膜上的水通道的化學(xué)本質(zhì)是否為蛋白質(zhì),通常選用___________試劑,其實驗原理是蛋白質(zhì)與該試劑發(fā)生作用,會產(chǎn)生__________色反應(yīng)。

(2)細胞膜上跨膜蛋白的合成類似于分泌蛋白,核糖體上合成的肽鏈,需要在_____________中加工和修飾后,再運輸?shù)郊毎�膜上�?/span>

(3)從細胞膜的結(jié)構(gòu)組成特點分析,由于_________________的原因,水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定的阻礙�，F(xiàn)在研究確認,細胞膜上的水通道蛋白能幫助水分子從低滲溶液向高滲溶液方向跨膜運輸,這種水分子跨膜運輸?shù)姆绞绞?/span>_________________(填“主動運輸”或“被動運輸”)。

(4)人的紅細胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破,有人推測這可能與水通道蛋白有關(guān)。某學(xué)習小組對此展開探究,將人的紅細胞均分為A、B兩組,對其中一組細胞進行特殊處理,使其不含水通道蛋白,另一組不做處理,含有水通道蛋白,然后把兩組細胞分別放在清水中進行實驗,細胞的形態(tài)變化如下圖所示,回答下列問題：

①根據(jù)上圖可判斷本實驗的實驗組是_____組,作出這一判斷的原因是_________________。

②根據(jù)人體細胞的功能準測,下列含水通道蛋白最多的細胞是___________

A.腎小管細胞 B.肌肉細胞 C.紅細胞 D肺泡上皮細胞

Answer 1

【答案】雙縮脲 紫 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 磷脂分子層內(nèi)部具有疏水性 被動運輸 B 在一定時間后，細胞沒有出現(xiàn)變化，而A組細胞出現(xiàn)脹破現(xiàn)象 A

【解析】

1、蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)．（蛋白質(zhì)分子中含有很多肽鍵，在堿性NaOH溶液中能與雙縮脲試劑中的Cu2+作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)）。

2、分泌蛋白質(zhì)的合成和分泌過程：先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈→肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行加工→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成囊泡→與高爾基體融合→高爾基體加工→形成囊泡→與細胞膜融合→細胞外，該過程需要的能量主要由線粒體提供。

（1）檢測蛋白質(zhì)，可與雙縮脲試劑反應(yīng)，如果生成紫色物質(zhì)，說明該物質(zhì)是蛋白質(zhì)，故要證明細胞膜上的水通道的化學(xué)本質(zhì)是否為蛋白質(zhì),通常選用雙縮脲試劑,其實驗原理是蛋白質(zhì)與該試劑發(fā)生作用,會產(chǎn)生紫色反應(yīng)。

（2）分泌蛋白質(zhì)的合成和分泌過程：先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上通過脫水縮合反應(yīng)形成肽鏈→肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行加工→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成囊泡→與高爾基體融合→高爾基體加工→形成囊泡→與細胞膜融合→細胞外，該過程需要的能量主要由線粒體提供。故分泌蛋白,核糖體上合成的肽鏈,需要在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中加工和修飾后,再運輸?shù)郊毎�膜上�?/span>

（3）從細胞膜的結(jié)構(gòu)組成特點分析,由于磷脂分子層內(nèi)部具有疏水性的原因,水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定的阻礙�，F(xiàn)在研究確認,細胞膜上的水通道蛋白能幫助水分子從低滲溶液向高滲溶液方向順濃度梯度跨膜運輸,跨膜運輸?shù)姆绞綄儆趨f(xié)助擴散，是被動運輸?shù)囊环N。

（4）①根據(jù)上圖A和B可判斷本實驗的實驗組是B組去除細胞膜上的水通道蛋白，A組是對照組，不作任何處理，作出這一判斷的原因是B組細胞在一定時間后，細胞沒有出現(xiàn)變化，而A組細胞出現(xiàn)脹破現(xiàn)象。

②根據(jù)實驗可得出的結(jié)論是細胞膜上的這種蛋白質(zhì)為水通道蛋白。在人體內(nèi)，水分進出活躍的細胞中水通道蛋白往往較多，人體的腎小管細胞能夠重吸收水分，故其可能含有較多的水通道蛋白，故選A。