囊性纖維化是一種嚴重的遺傳疾病,患者汗液中氯離子的濃度升高,支氣管被異常黏液堵塞,導致這一疾病發(fā)生的主要原因是CFTR蛋白功能異常。如圖表示CFTR蛋白在氯離子跨膜運輸過程中的作用,請回答下列問題:
(1)正常情況下,支氣管上皮細胞在轉運氯離子時,氯離子首先與CFTR蛋白結合,在細胞內化學反應釋放的能量推動下,CFTR蛋白的 空間結構(或自身構象)空間結構(或自身構象)發(fā)生變化,從而將它所結合的氯離子轉運到膜的另一側,此過程,氯離子只能與CFTR蛋白結合,原因是 氯離子的大小和性質與CFTR蛋白的結合部位相適應氯離子的大小和性質與CFTR蛋白的結合部位相適應。
(2)囊性纖維化患者的主要臨床表現(xiàn)為支氣管中黏液增多,導致支氣管反復感染和氣道阻塞,呼吸急促。據(jù)圖分析,囊性纖維化患者支氣管中黏液增多的原因是 患者的CFTR蛋白異常,無法將氯離子主動運輸至細胞外,導致水分子向膜外擴散速率減慢,支氣管細胞表面的黏液不能被及時稀釋,黏稠的分泌物不斷積累患者的CFTR蛋白異常,無法將氯離子主動運輸至細胞外,導致水分子向膜外擴散速率減慢,支氣管細胞表面的黏液不能被及時稀釋,黏稠的分泌物不斷積累。
(3)根據(jù)能量來源的不同,可將動物細胞膜上的主動運輸分為原發(fā)性主動轉運和繼發(fā)性主動轉運,圖3中K+進入細胞屬于原發(fā)性主動轉運,葡萄糖進入細胞屬于繼發(fā)性主動轉運。
通過分析,氯離子在CFTR蛋白的協(xié)助下轉運至細胞外,屬于 原發(fā)性原發(fā)性主動轉運。驅動葡萄糖進入細胞的所需能量來源于 膜兩側Na+濃度梯度膜兩側Na+濃度梯度。
(4)科研人員發(fā)現(xiàn),紅細胞在清水中很容易漲破,而水生動物的卵母細胞在清水中不易漲破,紅細胞快速吸水與細胞膜上的水通道蛋白CHIP28有關,水通道蛋白CHIP28可插入其他生物細胞膜上。請你設計實驗驗證這一結論,寫出簡要的設計思路并預期結果:實驗思路:將水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生動物的卵母細胞的細胞膜上,再將卵母細胞放入清水中。預期結果:卵母細胞迅速吸水膨脹后漲破實驗思路:將水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生動物的卵母細胞的細胞膜上,再將卵母細胞放入清水中。預期結果:卵母細胞迅速吸水膨脹后漲破。
【答案】空間結構(或自身構象);氯離子的大小和性質與CFTR蛋白的結合部位相適應;患者的CFTR蛋白異常,無法將氯離子主動運輸至細胞外,導致水分子向膜外擴散速率減慢,支氣管細胞表面的黏液不能被及時稀釋,黏稠的分泌物不斷積累;原發(fā)性;膜兩側Na+濃度梯度;實驗思路:將水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生動物的卵母細胞的細胞膜上,再將卵母細胞放入清水中。預期結果:卵母細胞迅速吸水膨脹后漲破
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:10引用:2難度:0.7
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1.主動轉運,又稱主動運輸,是由載體蛋白所介導的物質逆著電化學梯度或濃度梯度進行的跨膜轉運方式。主動轉運普遍存在于動植物細胞和微生物細胞。主動轉運的能量來源分為3類(如圖1):ATP直接提供能量(ATP驅動泵)、間接供能(協(xié)同轉運蛋白)、光驅動(光驅動泵)。圖2為小腸上皮細胞吸收和轉運葡萄糖的示意圖。
回答下列問題:
(1)脂雙層的主要成分是
(2)由圖1可知,ATP驅動泵作為載體蛋白的同時,具有催化
(3)由圖2可知,小腸上皮細胞吸收葡萄糖的能量直接來自發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:6引用:2難度:0.6 -
2.主動轉運的特點不包括( ?。?/h2>
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3.如圖為小腸上皮細胞物質跨膜運輸示意圖,下列相關敘述正確的是( ?。?/h2>
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