Question

【題目】美國(guó)科學(xué)家詹姆斯羅思曼、蘭迪謝克曼以及德國(guó)科學(xué)家托馬斯祖德霍夫獲2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)理由是“發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的主要運(yùn)輸系統(tǒng)——囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)制”。蘭迪謝克曼發(fā)現(xiàn)了囊泡傳輸所需的一組基因；詹姆斯羅思曼闡明了囊泡是如何與目標(biāo)融合并傳遞的蛋白質(zhì)機(jī)器；托馬斯祖德霍夫則揭示了信號(hào)是如何引導(dǎo)囊泡精確釋放被運(yùn)輸物的。三位科學(xué)家揭開了細(xì)胞精確控制物質(zhì)運(yùn)輸和投遞的神秘面紗。囊泡被分成披網(wǎng)格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三種類型。三種囊泡介導(dǎo)不同途徑的運(yùn)輸，分工井井有條，在正確的時(shí)間把正確的細(xì)胞“貨物”運(yùn)送到正確的目的地。據(jù)圖回答問題。

（1）囊泡是細(xì)胞中的一種結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)不固定因而不屬于細(xì)胞器。圖示細(xì)胞中，能產(chǎn)生囊泡的結(jié)構(gòu)有_________________；“a”表示的大分子物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別是____________（答出2點(diǎn)）。

（2）COPI被膜小泡主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)______________。囊泡在物質(zhì)精確投送過程中起著重要作用，能實(shí)現(xiàn)精確投送說明囊泡膜上可能含有________________。(填化學(xué)成分)

（3）動(dòng)物乳腺細(xì)胞含有免疫球蛋白基因，乳汁中含有免疫球蛋白。但科學(xué)工作者通過研究發(fā)現(xiàn)乳腺細(xì)胞不能合成免疫球蛋白，乳腺細(xì)胞不能合成免疫球蛋白的根本原因是：_____________________________。如果轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)受到干擾，則會(huì)對(duì)有機(jī)體產(chǎn)生有害影響，并導(dǎo)致如糖尿病等疾病，糖尿病的產(chǎn)生原因除了可能是胰島素合成過程（環(huán)節(jié)）有問題或者胰島素作用的靶細(xì)胞對(duì)胰島素不敏感外，還有可能的原因是___________________。

（4）為了確定參與膜泡運(yùn)輸?shù)幕�因�?/span>sec基因），科學(xué)家篩選了兩種酵母突變體，這兩種突變體與野生型酵母電鏡照片差異如下：

酵母突變體	與野生型酵母電鏡照片的差異
sec12基因突變體	突變體細(xì)胞內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別大
sec17基因突變體	突變體細(xì)胞內(nèi)，尤其是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體間積累大量的未融合小泡

據(jù)此推測(cè)，sec12基因編碼的蛋白質(zhì)的功能是與_____________________的形成有關(guān)。sec17基因編碼的蛋白質(zhì)的功能是___________________________。

Answer 1

【答案】內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜 不需載體，主要運(yùn)輸對(duì)象是大分子 從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 蛋白質(zhì)（或糖蛋白） 基因選擇性表達(dá) 胰島素合成后囊泡運(yùn)輸出現(xiàn)障礙或者不能準(zhǔn)確釋放到目的位置 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡 參與膜泡與高爾基體的融合

【解析】

分析圖示可知，B為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、C為高爾基體，COPI被膜小泡能將物質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，COPII被膜小泡能將物質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)到高爾基體，披網(wǎng)格蛋白小泡則將細(xì)胞外的物質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。

（1）由圖可知，圖示細(xì)胞中，能產(chǎn)生囊泡的結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜；“a”表示的大分子物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式為胞吞，不需要載體，消耗能量，主要運(yùn)輸?shù)氖谴蠓肿游镔|(zhì)，而主動(dòng)運(yùn)輸需要載體、消耗能量，主要運(yùn)輸?shù)氖切》肿游镔|(zhì)，所以胞吞與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別有：不需要載體，主要運(yùn)輸對(duì)象是大分子。

（2）由圖可知COPI被膜小泡主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。糖蛋白具有識(shí)別的作用，囊泡能精確投送說明囊泡膜上可能含有有糖蛋白。

（3）在不同的細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，所以不同細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)不同。若該圖表示胰島B細(xì)胞，由題圖分析可知，胰島素合成后囊泡運(yùn)輸出現(xiàn)障礙，或胰島素不能準(zhǔn)確釋放到目的位置，也可能會(huì)患糖尿病。

（4）由題意可知，secl2基因突變體的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別大，說明secl2基因編碼的蛋白質(zhì)的功能是與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡的形成有關(guān)。secl7基因突變體細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體間積累大量的未融合小泡，說明secl7基因編碼的蛋白質(zhì)的功能是參與膜泡與高爾基體的融合。