囊性纤维化是一种严重的遗传疾病,患者汗液中氯离子的浓度升高,支气管被异常黏液堵塞,导致这一疾病发生的主要原因是CFTR蛋白功能异常。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用,请回答下列问题:

(1)正常情况下,支气管上皮细胞在转运氯离子时,氯离子首先与CFTR蛋白结合,在细胞内化学反应释放的能量推动下,CFTR蛋白的 空间结构(或自身构象)空间结构(或自身构象)发生变化,从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧,此过程,氯离子只能与CFTR蛋白结合,原因是 氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应。
(2)囊性纤维化患者的主要临床表现为支气管中黏液增多,导致支气管反复感染和气道阻塞,呼吸急促。据图分析,囊性纤维化患者支气管中黏液增多的原因是 患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散速率减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散速率减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累。
(3)根据能量来源的不同,可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动转运和继发性主动转运,图3中K+进入细胞属于原发性主动转运,葡萄糖进入细胞属于继发性主动转运。
通过分析,氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外,属于 原发性原发性主动转运。驱动葡萄糖进入细胞的所需能量来源于 膜两侧Na+浓度梯度膜两侧Na+浓度梯度。
(4)科研人员发现,红细胞在清水中很容易涨破,而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破,红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关,水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上。请你设计实验验证这一结论,写出简要的设计思路并预期结果:实验思路:将水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上,再将卵母细胞放入清水中。预期结果:卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破实验思路:将水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上,再将卵母细胞放入清水中。预期结果:卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破。
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同.
【答案】空间结构(或自身构象);氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应;患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散速率减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累;原发性;膜两侧Na+浓度梯度;实验思路:将水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上,再将卵母细胞放入清水中。预期结果:卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:10引用:2难度:0.7
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1.主动转运,又称主动运输,是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行的跨膜转运方式。主动转运普遍存在于动植物细胞和微生物细胞。主动转运的能量来源分为3类(如图1):ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。图2为小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖的示意图。
回答下列问题:
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(2)由图1可知,ATP驱动泵作为载体蛋白的同时,具有催化
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