38.2003年的诺贝尔化学授予研究细胞膜水通道结构功能的彼得·阿格雷和研究细胞膜离子通道结构功能的罗德里克·麦金农.人体大约有一千亿个细胞.每时每刻有许多小分子和离子出入细胞.保证细胞的正常活动和与细胞间的通讯联络.使个体成为统一整体.两位生命科学家出色的研究使相关原理得以阐明. ① 分子较大的甘油.乙醇.苯等有机分子比K+.Na+更容易通过细胞膜.原因是 . ② 由水可自由地出入细胞.科学家推测细胞膜上存在水通道.1S中1个通道可通过几十亿个水分子.经过10余年的研究.阿格雷1990年第一次发现水通道蛋白.并把含有或不含该蛋白的细胞放到水溶液中.结果前者可通过 作用吸水.后者则不能吸水.2000年他又公布了其蛋白质结构.据此请推测细胞吸水与吸收上述有机物和吸K+的方式依次应是 . . . ③ 近10余年来.至少已发现11 种该蛋白.例如健康人24h由肾小球滤出原尿可达170L.经过弯曲细长的肾小管.大约70%的水被称为AQP1的该蛋白吸收入血.在肾小管未端被称为AQP2的该蛋白吸收.最终经 管吸收可只形成1L尿液.研究证明 分泌的抗利尿激素可以刺激肾小管细胞膜上AQP2的合成.使尿液量 .由此推测.抗利尿激素 了控制AQP2基因表达的开关. ④ 长期以来.人们还认识到红细胞内外Na+.K+浓度相差几倍到几十倍.Na+.K+浓度高的一侧依次位于红细胞的 侧.并且细胞维持这种浓度差需消耗能量分别吸收和排出 . ⑤ 据研究.神经细胞与肌细胞.腺细胞等可兴奋细胞内外Na+.K+离子及电荷情况与红细胞类似.此外胞外有较多的Cl-.胞内有较多的带负电的蛋白质.未受刺激时.膜电位为外正内负.而当某一部位受到刺激时.该处Na+快速内流使膜电位变为 .接着K+快速外流使膜电位变 .这样形成局部电流.科学家发现K+.Na+快速流动时并不消耗能量.推测细胞膜上存在K+.Na+离子通道.且彼此不同.麦金农1998年确定了这离子通道蛋白质结构.形状和启闭机理.请推测该离子蛋白通道与再后来需消耗能量才能运输K+.Na+的载体蛋白的结构功能应该 . ⑥ 由K+.Na+等进出细胞膜形成的局部电流.将沿着神经纤维向 传递.但在突触处.兴奋只能从 传递.此时突触小泡中的递质通过 作用释放到突触间隙.使后一神经元兴奋或抑制. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

2003年诺贝尔化学奖授予阿格雷和麦金农两位美国医生,表彰阿格雷在发现细胞膜水通道、麦金农在离子通道的结构和机理的研究中,所作出的开创性贡献。他们获奖的共同原因是(     )

A、他们的研究跟化学物质有关    

B、他们的研究有利于研制治疗神经系统疾病的心血管疾病的药物

C、他们的研究深入到细胞的层面  

D、他们的研究深入到分子、原子的层面

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2003年诺贝尔化学奖授予了美国二位科学家,他们对细胞膜离子和水的通道问题做出了杰出贡献,请分析并回答以下问题:

(1)允许K+通过的通道却不能让比K+还小的Na+通过,这是因为_________。

(2)科学家研究哺乳动物成熟红细胞膜上的各种膜蛋白,后来在肾脏上发现一种蛋白,科学家假设该种蛋白是细胞的水通道。

A、为什么选用哺乳动物红细胞研究水通道蛋白:_______________________。

B、设计实验验证科学家的假设:_______________________。

C、请你用水通道蛋白知识解释抗利尿激素的作用机理:_______________________。

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2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,以表彰他们发现了细胞膜水通道以及对离子通道结构和机理研究所做出的开创性贡献。据分析水通道所属的物质除具有运输功能外,在细胞中还具有催化、调节、免疫等作用。试问该物质属于( )

糖类          B. 脂质        C. 核酸         D. 蛋白质

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2003年诺贝尔化学奖授予美国的两位科学家,以表彰他们在细胞膜通道(水通道和离子通道)方面做出的开创性的贡献。这项研究对彻底揭开水和离子透膜运输的机理以及疾病的治疗具有重大的意义。请回答下列问题:

(1)水通道和离子通道实际上是指细胞膜上的什么物质?            

(2)分子较大的甘油、乙醇、苯等有机分子比K+、Na+更容易通过细胞膜,原因是_____

_______________________________________________________。

(3)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系,为了探究温度对膜的流动性的影响,做了下述实验:分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃下融合,发现40分钟后,融合后细胞膜上的红色和绿色均匀相间分布。有人认为该实验没有完成,请你继续完成探究实验:                             _________________ ;请指出可以从哪两个方面来观察实验结果:                                  

请预测该实验最可能得出的结论                                             

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2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,以表彰他们在细胞膜通道方面作出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道,而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了离子和水如何进出活细胞。比如,肾脏怎么从原尿中重新吸收水分,以及电信号怎么在细胞中产生并传递等,这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。

请分析回答:

(1)水分子通过细胞膜的方式是__________,无机盐离子通过细胞膜的方式是__________。

(2)如果用胰蛋白酶处理细胞表面,发现水分子和离子均不能通过细胞膜了,说明细胞膜上的水通道和离子通道的化学本质可能都是__________。

(3)如果在细胞内注入细胞呼吸抑制剂,将会强烈抑制细胞膜上__________通道的作用。

(4)神经元在受到刺激后,细胞膜上的电位变化是__________,这种电位变化可能与水通道和离子通道中的__________通道有密切关系。

(5)有人在研究物质出入细胞的速率和各种条件的关系时,绘出了下图曲线:

如果表示的是K出入细胞,正确的曲线是__________。

 

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