摘要:38.2003年的诺贝尔化学授予研究细胞膜水通道结构功能的彼得·阿格雷和研究细胞膜离子通道结构功能的罗德里克·麦金农.人体大约有一千亿个细胞.每时每刻有许多小分子和离子出入细胞.保证细胞的正常活动和与细胞间的通讯联络.使个体成为统一整体.两位生命科学家出色的研究使相关原理得以阐明. ① 分子较大的甘油.乙醇.苯等有机分子比K+.Na+更容易通过细胞膜.原因是 . ② 由水可自由地出入细胞.科学家推测细胞膜上存在水通道.1S中1个通道可通过几十亿个水分子.经过10余年的研究.阿格雷1990年第一次发现水通道蛋白.并把含有或不含该蛋白的细胞放到水溶液中.结果前者可通过 作用吸水.后者则不能吸水.2000年他又公布了其蛋白质结构.据此请推测细胞吸水与吸收上述有机物和吸K+的方式依次应是 . . . ③ 近10余年来.至少已发现11 种该蛋白.例如健康人24h由肾小球滤出原尿可达170L.经过弯曲细长的肾小管.大约70%的水被称为AQP1的该蛋白吸收入血.在肾小管未端被称为AQP2的该蛋白吸收.最终经 管吸收可只形成1L尿液.研究证明 分泌的抗利尿激素可以刺激肾小管细胞膜上AQP2的合成.使尿液量 .由此推测.抗利尿激素 了控制AQP2基因表达的开关. ④ 长期以来.人们还认识到红细胞内外Na+.K+浓度相差几倍到几十倍.Na+.K+浓度高的一侧依次位于红细胞的 侧.并且细胞维持这种浓度差需消耗能量分别吸收和排出 . ⑤ 据研究.神经细胞与肌细胞.腺细胞等可兴奋细胞内外Na+.K+离子及电荷情况与红细胞类似.此外胞外有较多的Cl-.胞内有较多的带负电的蛋白质.未受刺激时.膜电位为外正内负.而当某一部位受到刺激时.该处Na+快速内流使膜电位变为 .接着K+快速外流使膜电位变 .这样形成局部电流.科学家发现K+.Na+快速流动时并不消耗能量.推测细胞膜上存在K+.Na+离子通道.且彼此不同.麦金农1998年确定了这离子通道蛋白质结构.形状和启闭机理.请推测该离子蛋白通道与再后来需消耗能量才能运输K+.Na+的载体蛋白的结构功能应该 . ⑥ 由K+.Na+等进出细胞膜形成的局部电流.将沿着神经纤维向 传递.但在突触处.兴奋只能从 传递.此时突触小泡中的递质通过 作用释放到突触间隙.使后一神经元兴奋或抑制.

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