【題目】科普閱讀

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。細胞時刻都在進行著大量蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)合成后，被轉(zhuǎn)運到細胞的特定部位發(fā)揮其功能。發(fā)揮功能后的蛋白質(zhì)需要被降解，才能使細胞內(nèi)的環(huán)境保持動態(tài)平衡。細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)從合成到分解，往往有一定的“壽命”。一般來說，參與構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)壽命都比較長，而執(zhí)行特定功能的調(diào)節(jié)蛋白和錯誤折疊、突變損傷的蛋白質(zhì)壽命較短。蛋白質(zhì)的合成與降解是細胞生命活動的重要條件和基礎之一。

關于蛋白質(zhì)降解的研究，較早開始的是對于細胞內(nèi)的“消化車間”----溶酶體的研究。溶酶體由單層膜圍繞，膜上的蛋白質(zhì)高度糖基化，內(nèi)含多種水解酶。溶酶體的內(nèi)部為酸性環(huán)境（pH≈5.0），與細胞質(zhì)基質(zhì)（pH≈7.2）顯著不同。壽命較長的蛋白質(zhì)和衰老或損傷的細胞器通過自噬途徑由溶酶體降解（見下圖）。

20世紀50年代，在對網(wǎng)織紅血細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，在缺少溶酶體的情況下，依賴ATP的蛋白質(zhì)降解依然能夠發(fā)生。1978年，研究人員揭示出蛋白質(zhì)經(jīng)由泛素-蛋白酶體降解的過程。泛素是一條由76個氨基酸殘基組成的肽鏈。蛋白酶體也被稱為多催化活性蛋白酶復合物，廣泛存在于細胞質(zhì)和細胞核中。靶蛋白在幾種泛素酶的依次作用下與泛素分子結(jié)合，最后被蛋白酶體特異性地識別，并降解成小肽。這些小肽再被降解為氨基酸回收利用。

研究發(fā)現(xiàn)，阿爾茨海默病(AD)、帕金森綜合征(PD)等屬于神經(jīng)退行性疾病，溶酶體或蛋白酶體的缺陷能夠引起這類疾病的發(fā)生。

（1）細胞質(zhì)基質(zhì)中的H+以_______方式運入溶酶體。少量溶酶體內(nèi)的水解酶泄露到細胞質(zhì)基質(zhì)中，不會引起細胞損傷，原因是__________。

（2）自噬溶酶體內(nèi)的物質(zhì)被水解后，對細胞有用的物質(zhì)被再利用。由此推測，當細胞養(yǎng)分不足時，這種作用會_________。

（3）據(jù)文中內(nèi)容分析，細胞內(nèi)存在的兩條途徑中，對于被降解蛋白質(zhì)，_______途徑的選擇性更強。

（4）文中提到“阿爾茨海默病(AD)、帕金森綜合征 (PD)等是神經(jīng)退行性疾病，溶酶體或蛋白酶體的缺陷能夠引起這類疾病的發(fā)生�！�，請利用文中內(nèi)容推測阿爾茨海默病(AD)疾病發(fā)生的病因：_________。

【答案】主動運輸 水解酶的最適pH為5.0，細胞質(zhì)基質(zhì)pH≈7.2使酶活性大大降低 增強 泛素-蛋白酶體 溶酶體或蛋白酶體的缺陷導致某些蛋白質(zhì)不能正常降解，這些蛋白質(zhì)在神經(jīng)細胞內(nèi)積累引起疾病發(fā)生

【解析】

溶酶體是細胞內(nèi)具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器，它含有多種水解酶，能分解多種物質(zhì)。溶酶體的功能有二：一是與食物泡融合，將細胞吞噬進的食物或致病菌等大顆粒物質(zhì)消化成生物大分子，殘渣通過外排作用排出細胞；二是在細胞分化過程中，某些衰老細胞器和生物大分子等陷入溶酶體內(nèi)并被消化掉，這是機體自身重新組織的需要。

（1）通過課文文字描述可知，細胞質(zhì)基質(zhì)中的H+逆濃度梯度進入溶酶體，故細胞質(zhì)基質(zhì)中的H+以主動運輸?shù)姆绞竭\入溶酶體。由于水解酶的最適pH為5.0，細胞質(zhì)基質(zhì)pH≈7.2使酶活性大大降低，故少量溶酶體內(nèi)的水解酶泄露到細胞質(zhì)基質(zhì)中，不會引起細胞損傷。

（2）自噬溶酶體內(nèi)的物質(zhì)被水解后，其產(chǎn)物的去向是排出細胞或在細胞內(nèi)被利用，由此推測，當細胞養(yǎng)分不足時，細胞的自噬作用會增強。

（3）據(jù)文中內(nèi)容分析，細胞內(nèi)存在的兩條途徑降解蛋白質(zhì)，一是“消化車間”----溶酶體中水解酶降解蛋白質(zhì)，二是泛素-蛋白酶體降解蛋白質(zhì)；對于被降解蛋白質(zhì)，這兩條途徑中泛素-蛋白酶體途徑的選擇性更強。

（4）通過文字提供的信息可推測阿爾茨海默病(AD)疾病發(fā)生的病因：溶酶體或蛋白酶體的缺陷導致某些蛋白質(zhì)不能正常降解，這些蛋白質(zhì)在神經(jīng)細胞內(nèi)積累引起疾病發(fā)生。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】甲圖是細胞呼吸示意圖，乙圖是某細胞器結(jié)構(gòu)示意圖．下列說法正確的是（ ）

A. ①②④階段均放出少量能量

B. 水參與第④階段的反應，該過程發(fā)生在乙圖中的b處

C. 人體細胞分解等量的葡萄糖，③階段釋放CO2的量是④階段的

D. ①⑤分別發(fā)生在乙圖中的a、c處

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】如圖所示細胞中與基因有關的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請分析并回答：

（1）細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是[ ]______。

（2）遺傳物質(zhì)的主要載體是[ ]______。

（3）b被徹底水解后的產(chǎn)物是______（填字母）。一般可得到__________種小分子物質(zhì)。

（4）如果基因存在于______上，則其遺傳方式與性別相關聯(lián)，這就是伴性遺傳。這種遺傳方式既遵循______定律，又有特殊性。

（5）b的空間結(jié)構(gòu)一般表現(xiàn)為___________，若其中C+G/T+A＝0．5，則Ａ占總堿基數(shù)的比例為___________________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】1958年，科學家設計了DNA復制的同位素示蹤實驗，實驗的培養(yǎng)條件與方法是：（1）在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，使DNA均被15N標記，離心結(jié)果如下圖的甲：（2）轉(zhuǎn)至14N的培養(yǎng)基培養(yǎng)，每20分鐘繁殖一代；（3）取出每代大腸桿菌的DNA樣本，離心。下圖的乙、丙、丁是某學生畫的結(jié)果示意圖。下列有關推論，正確的是

A. 出現(xiàn)丁的結(jié)果需要60分鐘

B. 乙是轉(zhuǎn)入14N培養(yǎng)基中繁殖一代的結(jié)果

C. 轉(zhuǎn)入培養(yǎng)基中繁殖三代后含有14N的DNA占3／4

D. 丙圖的結(jié)果出現(xiàn)后，將此時的DNA熱變性后離心分析可得出半保留復制的結(jié)論

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度（葉溫）變化的趨勢如圖所示。錯誤的是（ ）

A. 植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能

B. 葉溫在36～50℃時，植物甲的凈光合速率比植物乙的高

C. 葉溫為25℃時，植物甲的光合與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的

D. 葉溫為35℃時，甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均為0

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】研究人員對某林區(qū)獼猴種群的數(shù)量和性比率進行調(diào)查，結(jié)果如圖（注：4－12歲為獼猴的生育年齡）。下列判斷錯誤的是

A. 可用標志重捕法調(diào)查獼猴種群的數(shù)量和密度

B. 調(diào)查時獼猴種群的年齡組成為增長型，未達K值

C. 7－9歲個體中，雄性與雌性的數(shù)量比值最低，與雄性因爭奪王位和配偶死亡率較高有關

D. 各年齡組個體數(shù)量不變，若性別比例變?yōu)?/span>1：1，則獼猴的出生率將升高

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】線粒體是細胞中重要的細胞器，下圖表示線粒體產(chǎn)生能量的部分過程。其中A、B、C表示在線粒體內(nèi)膜上進行電子傳遞的蛋白質(zhì)。

（1）在線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的是有氧呼吸的第________階段，電子經(jīng)一系列傳遞后最終被O2接受，生成________。電子經(jīng)A、B、C傳遞時釋放的能量用于將H+跨膜運輸?shù)?/span>______，使膜兩側(cè)形成H+濃度差，伴隨著H+順濃度梯度轉(zhuǎn)運產(chǎn)生ATP。

（2）某些早春開花植物的花器官能夠自主產(chǎn)生熱量，使花部溫度明顯高于周圍環(huán)境溫度，從而促使生殖發(fā)育順利完成。這些植物的花器官細胞線粒體內(nèi)膜上存在AOX或UCP蛋白。由圖可知，AOX蛋白可使電子繞過B、C，直接傳遞給O2，此電子傳遞路徑將會導致線粒體內(nèi)膜產(chǎn)生的ATP_______（增多、減少）。UCP蛋白的存在使線粒體內(nèi)膜合成ATP減少，原因是_______。研究表明，AOX或UCP蛋白表達量在生熱開始時急速上調(diào)。據(jù)以上信息分析，早春開花植物的花通過AOX或UCP蛋白，使_________，從而抵御低溫凍傷，促進生殖發(fā)育順利完成。

（3）在動物細胞線粒體內(nèi)膜上也存在UCP蛋白，作用機理同上�？蒲腥藛T通過實驗研究不同組大鼠在不同飼料飼喂后體內(nèi)UCP基因的mRNA表達量變化（以峰面積表示表達量；UCP1、UCP2、UCP3基因分別主要在褐色脂肪組織、白色脂肪組織及骨骼肌中表達），結(jié)果如下圖所示。（肥胖抵抗指吃高脂肪食物而不發(fā)生肥胖的現(xiàn)象。）

①據(jù)圖可知，與基礎飲食組相比，高脂飲食肥胖組UCP1～3基因的表達情況是_____。

②由實驗結(jié)果可知，高能量攝入的條件下，高脂飲食肥胖抵抗組大鼠UCP基因的表達量_____基于UCP的作用及研究結(jié)果推測，高脂飲食肥胖抵抗組大鼠在高能量攝入的條件下，未出現(xiàn)肥胖現(xiàn)象的原因是___________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】高溫淀粉酶在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中有很大的實用性。在高溫淀粉酶運用到工業(yè)生產(chǎn)前，需對該酶的最佳溫度范圍進行測定。下圖中的曲線①表示酶在各種溫度下酶活性相對最高酶活性的百分比。將酶在不同溫度下保溫足夠長的時間，再在酶活性最高的溫度下測其殘余酶活性，由此得到的數(shù)據(jù)為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即下圖中的曲線②。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，判斷該酶使用的最佳溫度范圍是（ ）

A. 40℃-50℃ B. 50℃-60℃

C. 60℃-70℃ D. 70℃-80℃

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】向動物卵巢中注射含3H的脫氧核苷酸后，檢測細胞分裂過程中染色體的放射性變化（該過程DNA只復制一次）。下圖為處于不同分裂時期的細胞示意圖，下列敘述中不正確的是

A. 甲、乙細胞中每條染色體均具有放射性

B. 丙細胞中有2條染色體無放射性

C. 甲乙細胞中的染色體均成對存在

D. 丙細胞可能產(chǎn)生兩個基因型不同的子細胞

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