28.哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材方便,是研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的最好材料。水通道蛋白位于部分細(xì)胞的細(xì)胞膜上,能介導(dǎo)水分子跨膜運(yùn)輸,提高水分子的運(yùn)輸效率。如圖是豬的紅細(xì)胞在不同濃度的NaCl溶液中,紅細(xì)胞體積和初始體積之比的變化曲線(0點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度為紅細(xì)胞吸水漲破時(shí)的NaCl濃度)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)將紅細(xì)胞放入低滲溶液中,細(xì)胞吸水漲破,內(nèi)容物流出,其細(xì)胞膜又會(huì)重新封閉起來(lái),這種結(jié)構(gòu)稱為紅細(xì)胞血影。漲破的細(xì)胞又能重新封閉,體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有
。根據(jù)圖示可知,豬的紅細(xì)胞在濃度為
mmol?L-1的NaCl溶液中能保持正常形態(tài)。
(2)分析題圖,將相同的豬的紅細(xì)胞甲、乙分別放置在A點(diǎn)和B點(diǎn)對(duì)應(yīng)濃度的NaCl的溶液中,一段時(shí)間后,紅細(xì)胞乙的吸水能力
(填“大于”“小于”或“等于”)紅細(xì)胞甲,原因是
。
(3)將豬的紅細(xì)胞和肝細(xì)胞置于蒸餾水中,發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞吸水漲破所需的時(shí)間少于肝細(xì)胞,結(jié)合以上信息分析,其原因可能是
。
(4)用不同試劑處理紅細(xì)胞血影,去除部分膜蛋白,觀察細(xì)胞形態(tài)變化,結(jié)果如下(“+”表示有,“-”表示無(wú)):
實(shí)驗(yàn)處理 |
膜蛋白種類 |
處理后紅細(xì)胞形態(tài) |
血型糖蛋白 |
帶3蛋白 |
帶4.1蛋白 |
錨蛋白 |
血影蛋白 |
肌動(dòng)蛋白 |
試劑甲 |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
變得不規(guī)則 |
試劑乙 |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
還能保持 |
根據(jù)以上結(jié)果推測(cè),對(duì)維持紅細(xì)胞形態(tài)起重要作用的蛋白質(zhì)是
。
(5)蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中,如鑲在表面、部分或全部嵌入、貫穿。為了檢測(cè)膜蛋白在膜上的分布位置,科學(xué)家將細(xì)胞分為三組,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。(圖1所示)
甲組:不作處理;
乙組:用胰蛋白酶處理完整的細(xì)胞,此時(shí)胰蛋白酶不能透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞;
丙組:先提高細(xì)胞膜的通透性,再用胰蛋白酶處理完整細(xì)胞,此時(shí)胰蛋白酶能進(jìn)入細(xì)胞。分別提取和分離三組的膜蛋白,電泳結(jié)果如圖2所示。
(注:控制消化處理的時(shí)間,使胰蛋白酶不能消化位于磷脂內(nèi)部的蛋白質(zhì)部分;電泳能測(cè)定蛋白質(zhì)分子量的大小,蛋白質(zhì)越小,遷移越快,反之則慢)
已知水通道蛋白貫穿磷脂雙分子層,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè),1-5號(hào)蛋白質(zhì)中,如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是
(編號(hào)),鑲在膜內(nèi)側(cè)表面的蛋白質(zhì)是
(編號(hào))。
(6)研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞膜的多種功能具有不對(duì)稱性和方向性,是生命活動(dòng)高度有序的保障。例如細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、跨膜運(yùn)輸及信息交流等都其有方向性,這些方向性的維持依賴于
分布的不對(duì)稱。