高中 | 第4节 蛋白质生命活动的主要承担者 题目答案及解析

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必修一 分子与细胞

第二章 组成细胞的分子

第4节 蛋白质生命活动的主要承担者

Ⅰ.小肠是人体消化和吸收营养的主要器官,小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积。下图为小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。

Ⅱ.科学家为了研究蛋白$\rm A$的功能,选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见下表。

实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率($\rm \text{cm}/\text{s}\times {{10}^{-4}}$
向卵母细胞注入微量水(对照)$\rm 27.9$
向卵母细胞注入蛋白$\rm A$$\rm mRNA$$\rm 210.0$
将部分Ⅱ细胞放入$\rm HgCl_{2}$的等渗溶液中$\rm 80.7$
将部分Ⅲ细胞放入含试剂$\rm M$的等渗溶液中$\rm 188.0$

据图分析,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时,不直接消耗$\rm ATP$,而是借助相同载体蛋白上$\rm Na^{+}$顺浓度梯度运输时产生的电化学势能,此种转运葡萄糖的方式为                ;葡萄糖从小肠上皮细胞出来时的转运方式为                ,依据是                                                                

[["

主动运输;协助扩散;顺浓度梯度、需要转运蛋白协助、不消耗能量

"]]

据图分析,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的,且需借助相同载体蛋白上$\rm Na^{+}$顺浓度梯度运输时产生的电化学势能,因此这种转运葡萄糖的方式为主动运输。据图分析,葡萄糖从小肠上皮细胞出来是顺浓度梯度、需要转运蛋白协助、不消耗能量,因此这种转运方式为协助扩散。

小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除在小肠中被吸收外,还能在胃中被吸收,这是因为酒精或其他脂溶性物质能够以                 的转运方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快、易醉。

[["自由扩散"]]

因为脂溶性物质与磷脂分子有较强的亲和力,所以酒精或其他脂溶性物质能够以自由扩散的方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快,易醉。

将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后,水分子经自由扩散穿过膜的                 进入卵母细胞。

[["磷脂双分子层"]]

分析表格可知,Ⅰ只是放在等渗溶液中不作任何处理,其作用是对照;水分子进入细胞膜的方式是直接通过磷脂双分子层的自由扩散。

将蛋白$\rm A$$\rm mRNA$注入卵母细胞一定时间后,该$\rm mRNA$翻译的蛋白质$\rm A$进入细胞膜,使细胞在低渗溶液中体积                 

[["(迅速)增大"]]

将蛋白$\rm A$$\rm mRNA$注入卵母细胞后,在细胞内的核糖体上以$\rm mRNA$为模板,以氨基酸为原料,经过翻译过程形成蛋白质$\rm A$,该蛋白$\rm A$进入细胞膜,使细胞膜对水的通透性大大增加,细胞在低渗溶液中大量吸收水分,卵母细胞由于吸收大量的水,体积迅速增大。

与Ⅱ组细胞相比,Ⅲ组细胞对水的通透性明显降低,说明$\rm HgCl_{2}$对蛋白$\rm A$的功能有                 作用。比较Ⅲ、$\rm IV$组的结果,表明试剂$\rm M$能够使蛋白$\rm A$的功能                 。推测$\rm HgCl_{2}$没有改变蛋白$\rm A$的氨基酸序列,而是破坏了蛋白$\rm A$                 

[["抑制","部分恢复","空间结构"]]

Ⅲ组实验是将部分Ⅱ细胞放入含$\rm HgCl_{2}$的等渗溶液中,在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率明显下降,说明$\rm HgCl_{2}$对蛋白$\rm A$具有抑制作用,Ⅳ组实验将部分Ⅲ组细胞放入含试剂$\rm M$的等渗溶液中,在低渗溶液中测定卵细胞的水通透性又升高,表明试剂$\rm M$能部分解除$\rm HgCl_{2}$对蛋白$\rm A$的抑制作用,使蛋白$\rm A$的功能部分恢复;由此可以推出$\rm HgCl_{2}$只是改变了蛋白质$\rm A$的空间结构,并没有改变蛋白质$\rm A$的氨基酸序列。

已知抗利尿激素能促进蛋白$\rm A$插入肾小管上皮细胞膜中,从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的重吸收。综合上述结果,可以得出                                                                的推论。

[["

蛋白$\\rm A$是水通道蛋白(蛋白$\\rm A$可促进水分子进出细胞)

"]]

综合上述结果推知:蛋白质$\rm A$可以促进水分子进出细胞,因此蛋白$\rm A$是水通道蛋白。

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