Question

科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜上有水通道和離子通道，在水分的吸收和電信號(hào)傳遞中起著關(guān)鍵性作用，這對(duì)人類探索腎臟、心臟、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)等方面的諸多疾病具有極其重要的意義．據(jù)此，請(qǐng)分析回答下列問題：
（1）用胰蛋白酶處理水通道和離子通道后的水解產(chǎn)物用雙縮脲試劑檢測(cè)，結(jié)果呈紫色，說明該水解產(chǎn)物是

 

．
（2）某氣味分子與鼻黏膜化學(xué)感受器中的受體結(jié)合，相關(guān)離子通道可引起鈉離子

 

，從而產(chǎn)生興奮，當(dāng)興奮傳遞至神經(jīng)細(xì)胞軸突的末端時(shí)，該部位會(huì)向細(xì)胞間釋放

 

，使興奮傳遞給下一個(gè)神經(jīng)元，最終在

 

形成嗅覺和味覺．
（3）最新研究發(fā)現(xiàn)，如果去掉細(xì)胞膜上的某種蛋白質(zhì)，把該細(xì)胞置于7%的NaCl溶液中，細(xì)胞形態(tài)沒有明顯變化；在人體內(nèi)，抗利尿激素通過調(diào)節(jié)腎小管、集合管壁細(xì)胞膜上該種蛋白質(zhì)來(lái)維持體內(nèi)某物質(zhì)的平衡．由此說明該蛋白質(zhì)參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)是

 

．
（4）有人在研究物質(zhì)出入細(xì)胞的速率和各種條件的關(guān)系，如果是K⁺出入紅細(xì)胞，請(qǐng)?jiān)谝韵伦鴺?biāo)中繪制出K⁺出入細(xì)胞的速率隨溫度和O₂濃度的變化趨勢(shì)．

 

（5）據(jù)下面提供的實(shí)驗(yàn)材料、方法和原理，完成探究細(xì)胞對(duì)水的吸收是否需要通道蛋白的實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)材料：人體成熟紅細(xì)胞、蛋白酶溶液、生理鹽水、蒸餾水、顯微鏡等．
實(shí)驗(yàn)原理：正常的紅細(xì)胞有較穩(wěn)定的形態(tài)和體積，因此，紅細(xì)胞何種的大小可反映細(xì)胞的生理狀態(tài)．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①選取人體成熟紅細(xì)胞，用

 

稀釋，均分兩組，分別置于A、B兩試管中；
②A加入一定量的活性蛋白酶溶液，B試管加入等量的高溫下失活的蛋白酶溶液；
③一定時(shí)間后，分別取A、B兩試管中的紅細(xì)胞樣液制成1、2號(hào)臨時(shí)裝片；
④分別在1、2號(hào)臨時(shí)裝片的蓋玻片一側(cè)加

 

，另一側(cè)用吸水紙吸引，一段時(shí)間后，顯微鏡觀察、記錄．實(shí)驗(yàn)的具體觀察指標(biāo)是

 

．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：
若

 

，說明紅細(xì)胞對(duì)水的吸收需要通道蛋白；
若

 

，說明紅細(xì)胞對(duì)水的吸收不需要通道蛋白．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊捌洚愅?人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和調(diào)節(jié)過程

專題：

分析：1、雙縮脲試劑檢測(cè)的是蛋白質(zhì)中的肽鍵，肽鍵在堿性條件下與銅離子結(jié)合形成絡(luò)合物，顯現(xiàn)紫色．
2、形成嗅覺和味覺的神經(jīng)中樞是大腦皮層．
3、人成熟的紅細(xì)胞沒有線粒體只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸．
4、分析題干信息可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是細(xì)胞對(duì)水的吸收是否需要細(xì)胞膜上的水通道蛋白（運(yùn)送水分子的蛋白質(zhì)）的協(xié)助，實(shí)驗(yàn)的自變量是否含有水通道蛋白，實(shí)驗(yàn)的因變量是細(xì)胞的吸水程度，可以用動(dòng)物細(xì)胞的體積大小反應(yīng)．

解答： 解：（1）用胰蛋白酶處理水通道和離子通道后的水解產(chǎn)物用雙縮脲試劑檢測(cè)，結(jié)果呈紫色，說明該水解產(chǎn)物是多肽，因?yàn)槎嚯闹泻�有肽鍵．
（2）某氣味分子與鼻黏膜化學(xué)感受器中的受體結(jié)合，相關(guān)離子通道可引起鈉離子內(nèi)流，從而產(chǎn)生興奮，當(dāng)興奮傳遞至神經(jīng)細(xì)胞軸突的末端時(shí)，該部位會(huì)向細(xì)胞間釋放神經(jīng)遞質(zhì)，使興奮傳遞給下一個(gè)神經(jīng)元，最終在大腦皮層形成嗅覺和味覺．
（3）最新研究發(fā)現(xiàn)，如果去掉細(xì)胞膜上的某種蛋白質(zhì)，把該細(xì)胞置于7%的NaCl溶液中，細(xì)胞形態(tài)沒有明顯變化；在人體內(nèi)，抗利尿激素通過調(diào)節(jié)腎小管、集合管壁細(xì)胞膜上該種蛋白質(zhì)來(lái)維持體內(nèi)某物質(zhì)的平衡．由此說明該蛋白質(zhì)參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)是水，水分子的運(yùn)輸也需要載體蛋白．
（4）由于鉀離子的運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸，而主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，能量是由無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的，溫度會(huì)影響酶的活性，所以鉀離子運(yùn)輸速率會(huì)隨溫度的升高而增大，當(dāng)超過最適溫度后，會(huì)隨溫度的升高而降低；由于人成熟的紅細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，所以氧氣濃度不會(huì)影響紅細(xì)胞的呼吸速率，也就不影響鉀離子的吸收速率．具體圖形見答案．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃�理和�?shí)驗(yàn)的自變量、因變量，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的對(duì)照原則和單一變量原則，探究過程如下：
①選取人體成熟紅細(xì)胞，用生理鹽水處理，以維持細(xì)胞正常的形態(tài)，然后分成兩組，一組是實(shí)驗(yàn)組，一組對(duì)照組；
②A試管加入一定量的活性蛋白酶，水解水通到蛋白，B試管加入等量的高溫下失活的蛋白酶作為對(duì)照；
③一定時(shí)間后，分別取A、B兩試管中的紅細(xì)胞樣液制成l、2號(hào)臨時(shí)裝片．
④先用顯微鏡觀察正常細(xì)胞的形態(tài)，然后分別在1、2號(hào)臨時(shí)裝片的蓋玻片一側(cè)加清水等量，在另一側(cè)用吸水紙吸引，將紅細(xì)胞所處的液體環(huán)境換成蒸餾水，一段時(shí)間后觀察、記錄紅細(xì)胞的形態(tài)變化．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：
若1號(hào)細(xì)胞體積不變，2號(hào)明顯變大，說明紅細(xì)胞對(duì)水的吸收需要通道蛋白；
若1、2號(hào)細(xì)胞體積均明顯變大，說明紅細(xì)胞對(duì)水的吸收不需要通道蛋白．
故答案為：
（1）多肽　　
（2）內(nèi)流　　神經(jīng)遞質(zhì)　　大腦皮層　　
（3）水
（4）見下圖
（5）①生理鹽水　　④等量蒸餾水　　紅細(xì)胞體積（或形態(tài)）的變化
1號(hào)細(xì)胞體積不變，2號(hào)明顯變大　　　1、2號(hào)細(xì)胞體積均明顯變大

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是蛋白質(zhì)的鑒定、興奮的傳導(dǎo)、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的探究性實(shí)驗(yàn)等，明確蛋白質(zhì)的鑒定、興奮的傳導(dǎo)知識(shí)點(diǎn)，正確的分析題干明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒆宰兞�、因變量是解題的突破口，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則和對(duì)照原則的應(yīng)用和預(yù)期結(jié)果獲取結(jié)論是解題的關(guān)鍵．