Question

1．哺乳动物的红细胞在清水中会很快膨胀破裂，而爪蟾的卵母细胞在清水中不会发生这种变化，科学家从哺乳动物的细胞膜上分离到一种分子量在28kD的膜蛋白，初步判断这种蛋白质可能提供了水分子的顺浓度跨膜运输的通道，称为水通道蛋白．为了探究其功能，科学家做了相关研究，请分析回答．
（1）从早幼红细胞中提取出该蛋白质的mRNA，通过逆转录（反转录）获得cDNA片段，以该cDNA为模板进行PCR，向反应体系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3个循环才能产生目的基因片段．扩增后的DNA经人工转录后获得大量的mRNA注射到爪蟾的卵母细胞中．结果与多余空格对照组相比，实验组卵母细胞很快膨胀破裂．
（2）研究人员将纯化的水通道蛋白、KCl溶液和磷脂分子构建成球形脂质体，再将脂质体转移至蒸馏水中，发现脂质体也发生了快速膨胀破裂．此实验说明吸水是水通道蛋白的直接（直接、间接）作用．
（3）目前认为，水分子跨膜运输有两种机制，一种是经过磷脂双分子层间隙的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的快速协助扩散．为证明后一种形式的存在，如何构建脂质体进行证明？
方法：将KCl溶液和磷脂分子构建成球形脂质体，再将脂质体转移至蒸馏水中．
预期结果：脂质体也吸水膨胀，但比有水通道时速度慢．

Answer 1

分析 PCR技术：
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
2、原理：DNA复制．
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开．
2、物质跨膜运输：
自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，如水，CO₂，甘油．
协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖．
主动运输的特点是低浓度运输到高浓度，需要载体和能量，如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K⁺，Na⁺．

解答 解：（1）从早幼红细胞中提取出该蛋白质的mRNA，通过逆转录获得cDNA片段，以该cDNA为模板进行PCR技术，向反应体系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3个循环才能产生目的基因片段．
（2）根据题干分析可知，此实验说明吸水是水通道蛋白的直接作用．
（3）为证明水分子跨膜运输是通过水通道蛋白的快速协助扩散，可以将KCl溶液和磷脂分子构建成球形脂质体，再将脂质体转移至蒸馏水中，结果脂质体也吸水膨胀，但比有水通道时速度慢．
故答案为：
（1）逆转录（反转录）       引物         3
（2）直接
（3）将KCl溶液和磷脂分子构建成球形脂质体，再将脂质体转移至蒸馏水中           脂质体也吸水膨胀，但比有水通道时速度慢

点评 本题考查PCR技术和物质跨膜运输，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．