Question

【题目】人们一直认为水分子是通过自由扩散方式进行跨膜运输的,但有科学家却发现细胞膜上还有专门供水分子进出的通道。回答下列问题：

(1)若要证明细胞膜上的水通道的化学本质是否为蛋白质,通常选用___________试剂,其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用,会产生__________色反应。

(2)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白,核糖体上合成的肽链,需要在_____________中加工和修饰后,再运输到细胞膜上。

(3)从细胞膜的结构组成特点分析,由于_________________的原因,水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认,细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输,这种水分子跨膜运输的方式是_________________(填“主动运输”或“被动运输”)。

(4)人的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水胀破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。某学习小组对此展开探究,将人的红细胞均分为A、B两组,对其中一组细胞进行特殊处理,使其不含水通道蛋白,另一组不做处理,含有水通道蛋白,然后把两组细胞分别放在清水中进行实验,细胞的形态变化如下图所示,回答下列问题：

①根据上图可判断本实验的实验组是_____组,作出这一判断的原因是_________________。

②根据人体细胞的功能准测,下列含水通道蛋白最多的细胞是___________

A.肾小管细胞 B.肌肉细胞 C.红细胞 D肺泡上皮细胞

Answer 1

【答案】双缩脲 紫 内质网和高尔基体 磷脂分子层内部具有疏水性 被动运输 B 在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象 A

【解析】

1、蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应．（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色反应）。

2、分泌蛋白质的合成和分泌过程：先在内质网上的核糖体上通过脱水缩合反应形成肽链→肽链进入内质网中进行加工→内质网形成囊泡→与高尔基体融合→高尔基体加工→形成囊泡→与细胞膜融合→细胞外，该过程需要的能量主要由线粒体提供。

（1）检测蛋白质，可与双缩脲试剂反应，如果生成紫色物质，说明该物质是蛋白质，故要证明细胞膜上的水通道的化学本质是否为蛋白质,通常选用双缩脲试剂,其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用,会产生紫色反应。

（2）分泌蛋白质的合成和分泌过程：先在内质网上的核糖体上通过脱水缩合反应形成肽链→肽链进入内质网中进行加工→内质网形成囊泡→与高尔基体融合→高尔基体加工→形成囊泡→与细胞膜融合→细胞外，该过程需要的能量主要由线粒体提供。故分泌蛋白,核糖体上合成的肽链,需要在内质网、高尔基体中加工和修饰后,再运输到细胞膜上。

（3）从细胞膜的结构组成特点分析,由于磷脂分子层内部具有疏水性的原因,水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认,细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向顺浓度梯度跨膜运输,跨膜运输的方式属于协助扩散，是被动运输的一种。

（4）①根据上图A和B可判断本实验的实验组是B组去除细胞膜上的水通道蛋白，A组是对照组，不作任何处理，作出这一判断的原因是B组细胞在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象。

②根据实验可得出的结论是细胞膜上的这种蛋白质为水通道蛋白。在人体内，水分进出活跃的细胞中水通道蛋白往往较多，人体的肾小管细胞能够重吸收水分，故其可能含有较多的水通道蛋白，故选A。