Question

1．哺乳動物的紅細胞在清水中會很快膨脹破裂，而爪蟾的卵母細胞在清水中不會發生這種變化，科學家從哺乳動物的細胞膜上分離到一種分子量在28kD的膜蛋白，初步判斷這種蛋白質可能提供了水分子的順濃度跨膜運輸的通道，稱為水通道蛋白．為了探究其功能，科學家做了相關研究，請分析回答．
（1）從早幼紅細胞中提取出該蛋白質的mRNA，通過逆轉錄（反轉錄）獲得cDNA片段，以該cDNA為模板進行PCR，向反應體系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3個循環才能產生目的基因片段．擴增后的DNA經人工轉錄后獲得大量的mRNA注射到爪蟾的卵母細胞中．結果與多余空格對照組相比，實驗組卵母細胞很快膨脹破裂．
（2）研究人員將純化的水通道蛋白、KCl溶液和磷脂分子構建成球形脂質體，再將脂質體轉移至蒸餾水中，發現脂質體也發生了快速膨脹破裂．此實驗說明吸水是水通道蛋白的直接（直接、間接）作用．
（3）目前認為，水分子跨膜運輸有兩種機制，一種是經過磷脂雙分子層間隙的自由擴散，另一種是通過水通道蛋白的快速協助擴散．為證明后一種形式的存在，如何構建脂質體進行證明？
方法：將KCl溶液和磷脂分子構建成球形脂質體，再將脂質體轉移至蒸餾水中．
預期結果：脂質體也吸水膨脹，但比有水通道時速度慢．

Answer 1

分析 PCR技術：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術．
2、原理：DNA復制．
3、前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）．
5、過程：①高溫變性：DNA解旋過程；②低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開．
2、物質跨膜運輸：
自由擴散的特點是高濃度運輸到低濃度，不需要載體和能量，如水，CO₂，甘油．
協助擴散的特點是高濃度運輸到低濃度，需要載體，不需要能量，如紅細胞吸收葡萄糖．
主動運輸的特點是低濃度運輸到高濃度，需要載體和能量，如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸，葡萄糖，K⁺，Na⁺．

解答 解：（1）從早幼紅細胞中提取出該蛋白質的mRNA，通過逆轉錄獲得cDNA片段，以該cDNA為模板進行PCR技術，向反應體系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3個循環才能產生目的基因片段．
（2）根據題干分析可知，此實驗說明吸水是水通道蛋白的直接作用．
（3）為證明水分子跨膜運輸是通過水通道蛋白的快速協助擴散，可以將KCl溶液和磷脂分子構建成球形脂質體，再將脂質體轉移至蒸餾水中，結果脂質體也吸水膨脹，但比有水通道時速度慢．
故答案為：
（1）逆轉錄（反轉錄）       引物         3
（2）直接
（3）將KCl溶液和磷脂分子構建成球形脂質體，再將脂質體轉移至蒸餾水中           脂質體也吸水膨脹，但比有水通道時速度慢

點評 本題考查PCR技術和物質跨膜運輸，意在考查考生的識記能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系，形成知識網絡結構的能力；能運用所學知識，準確判斷問題的能力，屬于考綱識記和理解層次的考查．