Question

科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题：

（1）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在_________中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。

（2）从细胞膜的结构分析，由于_________的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是________________。

（3）哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水胀破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的。（要求:写出实验思路、预期实验结果）__________。

Answer

内质网和高尔基体 磷脂双分子层内部具有疏水性 协助扩散 将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水胀破所需的时间。乙组吸水胀破所需时间短，说明推测正确

【解析】

试题分析：分泌蛋白形成过程：分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成多肽，然后进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，内质网以“出芽”形式形成囊泡，包裹着要运输的蛋白质到达高尔基体，并实现膜融合．在此时，对蛋白质进一步修饰加工，然后再形成囊泡，移动到细胞膜，再次实现膜融合，并将蛋白质分泌到细胞外。

（1）根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的肽链需要先后经过内质网和高尔基体的加工才能成为成熟的蛋白质分泌到细胞外。

（2）细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。根据题意，水分子通过水通道蛋白的运输是从低渗溶液向高渗溶液方向运输的，因此该运输方式为协助扩散。

（3）根据题意，要验证哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水胀破，与水通道蛋白有关，则根据实验的单一变量原则和对照性原则，设计实验步骤为：将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水胀破所需的时间；若乙组吸水胀破所需时间短，说明推测正确。