题目内容
【题目】科学家为了研究蛋白A的功能,选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见表。
实验组号 | 在等渗溶液中进行的处理 | 在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s×10-4) |
Ⅰ | 向卵母细胞注入微量水(对照) | 27.9 |
Ⅱ | 向卵母细胞注入蛋白A的mRNA | 210.0 |
Ⅲ | 将部分Ⅱ细胞放入含HgCl2的等渗溶液中 | 80.7 |
Ⅳ | 将部分Ⅲ细胞放入含试剂M的等渗溶液中 | 188.0 |
(1)将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后,水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的 进入卵母细胞。
(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后,该mRNA 的蛋白质进入细胞膜,使细胞在低渗溶液中体积 。
(3)与Ⅱ组细胞相比,Ⅲ组细胞对水的通透性 ,说明HgCl2对蛋白A的功能有 作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果,表明试剂M能够使蛋白A的功能 。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列,而是破坏了蛋白A的 。
(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的 结合,可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中,从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的 。
(5)综合上述结果,可以得出 的推论。
【答案】
(1)磷脂双分子层
(2)翻译 迅速增大
(3)明显降低 抑制 部分恢复 空间结构
(4)受体 重吸收
(5)蛋白A是水通道蛋白
【解析】
(1)水分子进出细胞的方式有自由扩散和水通道蛋白协助扩散,自由扩散直接穿过细胞膜的磷脂双分子层。
(2)非洲爪蟾没有蛋白A基因,注射蛋白A的mRNA后,由于生物共用一套遗传密码子,所以可以翻译出蛋白A,蛋白A进入细胞膜后,促进水分子进出细胞。当细胞处于低渗溶液时,由于渗透作用和蛋白A协助扩散使水分子大量进入细胞,细胞体积迅速增大。
(3)由题意可知,实验Ⅰ为对照组,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为实验组,由实验Ⅱ和实验Ⅰ的比较可以得出,蛋白A可以提高细胞对水的通透性;实验Ⅲ与实验Ⅱ相比,细胞对水的通透性明显降低,这两组实验的唯一变量为HgCl2,汞为重金属,能使蛋白质变性,所以其对蛋白A有抑制作用;实验Ⅳ中加入M物质后,细胞对水的通透性恢复,说明M物质能解除HgCl2对蛋白A的抑制作用,因此,HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列,只是改变了蛋白A的空间结构。
(4)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对原尿中水的重吸收,而激素的作用原理是通过与靶细胞的相应受体结合,从而激活靶细胞,使其发挥相应的功能。
(5)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相互比较可以得出,蛋白A对于水分子进出细胞起促进作用,可能为水通道蛋白。