Question

7．某科學(xué)家為了驗(yàn)證蛋白質(zhì)A能提高低滲溶液中水通過(guò)細(xì)胞膜的速率，并探究HgCl₂對(duì)該蛋白質(zhì)功能的影響，準(zhǔn)備用細(xì)胞膜中缺乏該蛋白的非洲爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn)．
試驗(yàn)材料：細(xì)胞膜中缺乏該蛋白的非洲爪蟾卵母細(xì)胞、顯微注射裝置（可向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)）、蛋白質(zhì)A的mRNA、與蛋白質(zhì)A的mRNA相似但無(wú)效的mRNA、等滲溶液、含有適宜濃度的HgCl₂的等滲溶液、低滲溶液、水通速率測(cè)定儀（可測(cè)定水分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率）
實(shí)驗(yàn)步驟：…
（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：
①…
取細(xì)胞膜中缺乏該蛋白質(zhì)的非洲爪蟾卵母細(xì)胞，分為三組，編號(hào)為A、B、C．
②用顯微注射裝置向A、B組細(xì)胞注射等量且適量的蛋白質(zhì)A的mRNA，向C組細(xì)胞注射等量且適量的與蛋白質(zhì)A的mRNA相似但無(wú)效的mRNA．
③用含有適宜濃度的HgCl₂的等滲溶液處理B組，用等量（不含HgCl₂）等滲溶液處理A、C組細(xì)胞．
④將三組細(xì)胞置于低滲溶液中，用水通速率測(cè)定儀測(cè)定水分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率并記錄．
⑤處理、分析數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)結(jié)論．
（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)系，并用柱狀統(tǒng)計(jì)圖的形式預(yù)測(cè)最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（標(biāo)題不作要求），并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．蛋白質(zhì)A能提高低滲溶液中水通過(guò)細(xì)胞膜的速率，所以A、B組水通過(guò)速率高于C組，但HgCl₂是重金屬鹽，能破壞蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，抑制其活性，所以B組水通速率介于A、C組之間
（3）低滲溶液中水分子通過(guò)蛋白質(zhì)A進(jìn)入細(xì)胞中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)類型為：異化擴(kuò)散．
（4）抗利尿激素由神經(jīng)垂體（填“腦垂體”或“神經(jīng)垂體”）分泌，且已知其能促進(jìn)蛋白質(zhì)A插入腎小管上皮細(xì)胞膜中，從而促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞對(duì)原尿中水分子的重吸收．

Answer 1

分析 在設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，要遵循單一變量和對(duì)照性原則．
在“驗(yàn)證蛋白質(zhì)A能提高低滲溶液中水通過(guò)細(xì)胞膜的速率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的自變量為是否添加蛋白質(zhì)A，因變量為水通過(guò)細(xì)胞膜的速率；
在“探究HgCl₂對(duì)該蛋白質(zhì)功能的影響”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的自變量為是否添加HgCl₂，因變量為水通過(guò)細(xì)胞膜的速率；
在設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，無(wú)關(guān)變量要保持相同且適宜．

解答 解：（1）①分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，�?shí)驗(yàn)需要設(shè)置兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)分三組進(jìn)行，即取細(xì)胞膜中缺乏該蛋白質(zhì)的非洲爪蟾卵母細(xì)胞，分為三組，編號(hào)為A、B、C．
②用顯微注射裝置向A、B組細(xì)胞注射等量且適量的蛋白質(zhì)A的mRNA，向C組細(xì)胞注射等量且適量的與蛋白質(zhì)A的mRNA相似但無(wú)效的mRNA，C組作為空白對(duì)照組．
③用含有適宜濃度的HgCl₂的等滲溶液處理B組，用等量（不含HgCl₂）等滲溶液處理A、C組細(xì)胞，A組為B組的對(duì)照組．
④將三組細(xì)胞置于低滲溶液中，用水通速率測(cè)定儀測(cè)定水分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率并記錄．
⑤處理、分析數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)結(jié)論．
（2）蛋白質(zhì)A能提高低滲溶液中水通過(guò)細(xì)胞膜的速率，所以A、B組水通過(guò)速率高于C組，但HgCl₂是重金屬鹽，能破壞蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，抑制其活性，所以B組水通速率介于A、C組之間．因此坐標(biāo)系可以表示為：

（3）低滲溶液中水分子通過(guò)蛋白質(zhì)A進(jìn)入細(xì)胞中，是由高濃度向低濃度一側(cè)運(yùn)輸，并且需要載體蛋白的協(xié)助，因此物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)類型為異化擴(kuò)散．
（4）抗利尿激素由神經(jīng)垂體分泌，且已知其能促進(jìn)蛋白質(zhì)A插入腎小管上皮細(xì)胞膜中，從而促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞對(duì)原尿中水分子的重吸收．
故答案為：
（1）①取細(xì)胞膜中缺乏該蛋白質(zhì)的非洲爪蟾卵母細(xì)胞，分為三組，編號(hào)為A、B、C．
②用顯微注射裝置向A、B組細(xì)胞注射等量且適量的蛋白質(zhì)A的mRNA，向C組細(xì)胞注射等量且適量的與蛋白質(zhì)A的mRNA相似但無(wú)效的mRNA．
③用含有適宜濃度的HgCl₂的等滲溶液處理B組，用等量（不含HgCl₂）等滲溶液處理A、C組細(xì)胞．
④將三組細(xì)胞置于低滲溶液中，用水通速率測(cè)定儀測(cè)定水分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率并記錄．
⑤處理、分析數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)結(jié)論．
（2）原因解釋：蛋白質(zhì)A能提高低滲溶液中水通過(guò)細(xì)胞膜的速率，所以A、B組水通過(guò)速率高于C組，但HgCl₂是重金屬鹽，能破壞蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，抑制其活性，所以B組水通速率介于A、C組之間

（3）異化擴(kuò)散
（4）神經(jīng)垂體           重吸收

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)載體蛋白的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要求考生具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠遵循單一變量和對(duì)照性原則，掌握不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的特點(diǎn)，識(shí)記抗利尿激素的產(chǎn)生部位以及其生理功能．