Question

科學家為了研究蛋白A的功能，選用細胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母細胞進行實驗，處理及結果見下表．

實驗組號	在等滲溶液中進行的處理	在低滲溶液中測定卵細胞的水通透速率（cm/s×10-4）
Ⅰ	向卵母細胞注入微量水	27.9
Ⅱ	向卵母細胞注入蛋白A的mRNA	210.0
Ⅲ	將部分Ⅱ細胞放入含HgCl2的等滲溶液中	80.7
Ⅳ	將部分Ⅲ組細胞放入含試劑M的等滲溶液中	188.0

（1）I組的作用是

 

，將Ⅰ組卵母細胞放入低滲溶液后，水分子經

 

方式穿過膜的

 

進入卵母細胞．
（2）將蛋白A的mRNA注入卵母細胞一定時間后，將以mRNA為模板

 

出蛋白質A，該蛋白A進入細胞膜，使細胞在低滲溶液中體積

 

．
（3）與Ⅱ組細胞相比，Ⅲ組細胞對水的通透性

 

，說明HgCl₂對蛋白A的功能有

 

作用．比較Ⅲ、Ⅳ組的結果，表明試劑M能夠使蛋白A的功能

 

．推測HgCl₂沒有改變蛋白A的氨基酸序列，而是破壞了蛋白A的

 

．
（4）已知抗利尿激素通過與細胞膜上的

 

結合，可促進蛋白A插入腎小管上皮細胞膜中，從而加快腎小管上皮細胞對原尿中水分子的重吸收，體現細胞膜的

 

功能．
（5）綜合上述結果，可以推出的結論是蛋白A是

 

的通道蛋白．

Answer 1

考點：蛋白質的結構和功能的綜合,蛋白質分子的化學結構和空間結構,物質跨膜運輸的方式及其異同

專題：

分析：本題是通過實驗探究蛋白質A的功能，分析表格中的實驗可知Ⅰ是對照組，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ屬于實驗組，Ⅱ與Ⅰ對照，Ⅱ注入蛋白質A的mRNA，經翻譯形成蛋白質A，在低滲溶液中測定卵細胞的水通透速率遠大于Ⅰ，說明蛋白質A與水的通透性有關，Ⅲ與Ⅱ對照，Ⅲ將Ⅱ的部分細胞放入含HgCl₂的等滲溶液中，水的通透性大大降低，說明HgCl₂可能對蛋白質A的功能具有抑制作用；Ⅳ與Ⅲ對照，Ⅳ將部分Ⅲ組細胞放入含試劑M的等滲溶液中，水的通透性又升高，說明試劑M能夠使蛋白A的功能能夠部分恢復．

解答： 解：（1）分析表格可知，Ⅰ只是放在等滲溶液中不作任何處理，其作用是對照作用；水分子進入細胞膜的方式是直接通過磷脂雙分子層的自由擴散．
（2）將蛋白A的mRNA注入卵母細胞后，在細胞內的核糖體上以mRNA為模板，以氨基酸為原料，經過翻譯過程形成蛋白質A，該蛋白A進入細胞膜，是細胞膜對水 的通透性大大增加，細胞在低滲溶液中大量吸收水分，卵母細胞由于吸收大量的水，體積迅速增大．
（3）Ⅲ組實驗是將部分Ⅱ細胞放入含HgCl₂的等滲溶液中，在低滲溶液中測定卵細胞的水通透速率明顯下降，說明HgC1₂對蛋白A具有抑制作用，Ⅳ組實驗將部分Ⅲ組細胞放入含試劑M的等滲溶液中，在低滲溶液中測定卵細胞的水通透性又升高，表明試劑M能部分解除HgC1₂對蛋白A的抑制作用，使蛋白A的功能部分恢復；由此可以推出HgC1₂只是改變了蛋白質A的空間結構，并沒有改變蛋白質A的氨基酸序列．
（4）由題意可知，抗利尿激素通過與細胞膜上的受體結合，促進蛋白A插入腎小管上皮細胞膜中，從而加快腎小管上皮細胞對原尿中水分子的重吸收，這一過程體現了細胞膜具有信息交流的功能．
（5）通過上述分析可知，蛋白質A與水的運輸密切相關，因此蛋白質A可能是水通道蛋白．
故答案應為：
（1）對照   自由擴散   磷脂雙分子層
（2）翻譯   迅速增大
（3）明顯降低    抑制    部分恢復    空間結構
（4）信息交流
（5）水通道

點評：本題的知識點是水分子跨膜運輸的方式，蛋白質A在水分子運輸中的作用，蛋白質的合成，結構與功能，細胞膜的信息交流功能，明確實驗的實驗組與對照組，分析實驗結果獲取結論是解題的關鍵．