Question

1．哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在清水中會(huì)很快膨脹破裂，而爪蟾的卵母細(xì)胞在清水中不會(huì)發(fā)生這種變化，科學(xué)家從哺乳動(dòng)物的細(xì)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(zhì)可能提供了水分子的順濃度跨膜運(yùn)輸?shù)耐ǖ�，稱為水通道蛋白．為了探究其功能，科學(xué)家做了相關(guān)研究，請(qǐng)分析回答．
（1）從早幼紅細(xì)胞中提取出該蛋白質(zhì)的mRNA，通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄（反轉(zhuǎn)錄）獲得cDNA片段，以該cDNA為模板進(jìn)行PCR，向反應(yīng)體系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3個(gè)循環(huán)才能產(chǎn)生目的基因片段．?dāng)U增后的DNA經(jīng)人工轉(zhuǎn)錄后獲得大量的mRNA注射到爪蟾的卵母細(xì)胞中．結(jié)果與多余空格對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組卵母細(xì)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(gòu)建成球形脂質(zhì)體，再將脂質(zhì)體轉(zhuǎn)移至蒸餾水中，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體也發(fā)生了快速膨脹破裂．此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明吸水是水通道蛋白的直接（直接、間接）作用．
（3）目前認(rèn)為，水分子跨膜運(yùn)輸有兩種機(jī)制，一種是經(jīng)過(guò)磷脂雙分子層間隙的自由擴(kuò)散，另一種是通過(guò)水通道蛋白的快速協(xié)助擴(kuò)散．為證明后一種形式的存在，如何構(gòu)建脂質(zhì)體進(jìn)行證明？
方法：將KCl溶液和磷脂分子構(gòu)建成球形脂質(zhì)體，再將脂質(zhì)體轉(zhuǎn)移至蒸餾水中．
預(yù)期結(jié)果：脂質(zhì)體也吸水膨脹，但比有水通道時(shí)速度慢．

Answer 1

分析 PCR技術(shù)：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．
2、原理：DNA復(fù)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(duì)引物．
4、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
5、過(guò)程：①高溫變性：DNA解旋過(guò)程；②低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開．
2、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸：
自由擴(kuò)散的特點(diǎn)是高濃度運(yùn)輸?shù)降蜐舛�，不需要載體和能量，如水，CO₂，甘油．
協(xié)助擴(kuò)散的特點(diǎn)是高濃度運(yùn)輸?shù)降蜐舛龋�需要載體，不需要能量，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖．
主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是低濃度運(yùn)輸?shù)礁邼舛�，需要載體和能量，如小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸，葡萄糖，K⁺，Na⁺．

解答 解：（1）從早幼紅細(xì)胞中提取出該蛋白質(zhì)的mRNA，通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA片段，以該cDNA為模板進(jìn)行PCR技術(shù)，向反應(yīng)體系中加入dNTP、Taq酶及引物．至少需要3個(gè)循環(huán)才能產(chǎn)生目的基因片段．
（2）根據(jù)題干分析可知，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明吸水是水通道蛋白的直接作用．
（3）為證明水分子跨膜運(yùn)輸是通過(guò)水通道蛋白的快速協(xié)助擴(kuò)散，可以將KCl溶液和磷脂分子構(gòu)建成球形脂質(zhì)體，再將脂質(zhì)體轉(zhuǎn)移至蒸餾水中，結(jié)果脂質(zhì)體也吸水膨脹，但比有水通道時(shí)速度慢．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄（反轉(zhuǎn)錄）       引物         3
（2）直接
（3）將KCl溶液和磷脂分子構(gòu)建成球形脂質(zhì)體，再將脂質(zhì)體轉(zhuǎn)移至蒸餾水中           脂質(zhì)體也吸水膨脹，但比有水通道時(shí)速度慢

點(diǎn)評(píng) 本題考查PCR技術(shù)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問(wèn)題的能力，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．