Question

美國科學家彼得?阿格雷和羅德里格?麥金農，以表彰他們在水通道蛋白（AQP₂）方面作出的貢獻．下圖為ADH對腎集合管細胞管腔膜AQP₂數量的調節(jié)示意圖．當血漿中ADH水平升高后，腎集合管細胞質內AQP₂小泡向管腔膜遷移并與之融合．通過出胞作用（外排）小泡膜上的AQP₂嵌入管腔膜，使管腔膜AQP₂的數量增加，從而使水的通透性相應地增高，增高的幅度與血漿中ADH升高的濃度成正比．當血漿中ADH水平降低時，集合管細胞管腔膜出現(xiàn)胞吞作用（內吞），又形成AQP₂小泡遷移到管腔膜內的細胞質中．此時細胞管腔膜上的AQP₂數量相應地減少，管腔膜水的通透性也相應地降低．

注：A．C，腺苷環(huán)化酶；cAMP，環(huán)腺苷酸；
請依據上述回答：
（1）你認為題干中提到的ADH是什么物質？

 

．
（2）ADH對腎集合管管腔膜AQP₂數量的調節(jié)方式是：

 

．
（3）水通道蛋白由水通道蛋白基因指導合成，其遺傳信息的傳遞過程是

 

．
（4）水通道蛋白的形成及水通道蛋白小泡的出胞作用與

 

有關．
①細胞膜 ②線粒體 ③高爾基體 ④內質網 ⑤核糖體 ⑥細胞核
A．①②③④⑤⑥B．②③④⑤
C．①②③④D．①④⑤⑥
（5）AQP₂基因突變可誘發(fā)2種結果：腎集合管細胞生成的AQP₂蛋白喪失水通道功能；生成的AQP₂蛋白仍具有水通道功能，但不受ADH的調節(jié)．則有關AQP₂基因突變的說法肯定錯誤的是

 

A．影響ADH對腎集合管水通透性的調節(jié)
B．患者必定會出現(xiàn)尿糖
C．患者出現(xiàn)腎尿濃縮功能障礙，并持續(xù)排出大量的稀釋尿
（6）水分通過腎集合管管腔膜的方式為

 

，需要消耗能量嗎？

 

．
（7）有人認為“腎集合管對水的重吸收是一個不消耗能量的滲透過程”，你同意嗎？為什么？

Answer 1

考點：神經、體液調節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用,體溫調節(jié)、水鹽調節(jié)、血糖調節(jié)

專題：

分析：本題考查的是抗利尿激素對腎小管、集合管重吸水作用的機理，分析題圖和題干信息，梳理抗利尿激素對腎小管、集合管重吸水作用的機理的過程，根據具體問題分析解答．

解答： 解：（1）分析題干信息和題圖信息可知，血漿中ADH升高腎集合管重吸水的能力增強，血漿中ADH降低腎集合管重吸水的能力減弱，由此可以推出ADH可能是抗利尿激素．
（2）由（1）分析可知，ADH是抗利尿激素，抗利尿激素的調節(jié)屬于激素調節(jié)（體液調節(jié)）．
（3）水通道蛋白基因經轉錄過程形成mRNA，mRNA與核糖體結合，在核糖體上以氨基酸為原料經翻譯過程形成水通道蛋白．
（4）分析題圖可知，水通道蛋白是一種分泌蛋白，是由細胞核內的基因控制合成的，因此水通道蛋白的形成及水通道蛋白小泡外排與細胞核有關，水通道蛋白先在內質網上的核糖體上經過氨基酸的脫水縮合反應形成肽鏈，然后進入內質網和高爾基體進行加工、分類、包裝，以囊泡的形式發(fā)送到細胞膜，由細胞膜排出細胞外，這一過程需要消耗能量，主要由線粒體供能．
（5）若AQP₂基因突變誘發(fā)腎集合管細胞生成的AQP₂蛋白喪失水通道功能，腎集合管重吸水能力降低，會導致患者出現(xiàn)腎尿濃縮功能障礙，并持續(xù)排出大量的稀釋尿；
若AQP₂基因突變誘發(fā)腎集合管細胞生成的AQP₂蛋白仍具有水通道功能，但不受ADH的調節(jié)，患者會出現(xiàn)尿量不受ADH的調節(jié)；但不論哪種情況，不影響對葡萄糖的重吸收，
患者不會出現(xiàn)尿糖．
（6）水分通過腎集合管管腔膜的方式為自由擴散，不消耗能量．
（7）雖然水通過“水通道”擴散不消耗能量，但ADH在調節(jié)腎集合管細胞管腔膜AQP₂數量的過程中需要消耗ATP，所以不能說“腎集合管對水的重吸收是一個不消耗能量的滲透過程”．
故答案為：
（1）抗利尿激素   
（2）體液調節(jié)
（3）
（4）A    
（5）B    
（6）自由擴散    不需要
（7）不同意，雖然水通過“水通道”擴散不消耗能量，但ADH在調節(jié)腎集合管細胞管腔膜AQP₂數量的過程中需要消耗ATP

點評：本題的知識點是抗利尿激素的作用，生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的連續(xù)性，轉錄和翻譯的過程，物質運輸的方式和所需要的條件，準確分析題圖獲取有效信息是解題的關鍵．