Question

美國科學家James E. Rothman、Randy W. Schekman以及德國科學家Thomas C. Südhof，由于發現了囊泡準確轉運物質的調控機制，共同獲得了2013年諾貝爾生理學或醫學獎。細胞內部產生的蛋白質被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披網格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三種類型。三種囊泡介導不同途徑的運輸，分工井井有條，在正確的時間把正確的細胞“貨物”運送到正確的目的地。據圖回答問題（括號填字母，橫線上填文字）

(1)囊泡是一種細胞結構，但由于其結構不固定，因而不能稱之為細胞器。圖示細胞中，能產生囊泡的結構是??????? ；“a”表示的大分子物質通過細胞膜的方式與主動運輸的區別是???????????? 。

(2)如果轉運系統受到干擾，則會對有機體產生有害影響，并導致如糖尿病等疾病，糖尿病的產生原因除了可能是胰島素合成過程（環節）有問題或者胰島素作用的靶細胞對胰島素不敏感外，還有可能的原因是???????????????????????????? 。在胰島細胞中能發生堿基“A-T”配對的結構或部位是????????????? 。

(3)COPI被膜小泡則主要介導蛋白質從（??? ）????????????? 運回（???? ）??????????? 。COPII與結構C的融合體現了生物膜系統在結構上具有___?? ?????????????? ??????? 。

(4)為了確定參與膜泡運輸的基因（sec基因），科學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	突變體細胞內內質網特別大
sec17基因突變體	突變體細胞內，尤其是內質網和高爾基體間積累大量的未融合小泡

據此推測，sec12基因編碼的蛋白質的功能是與_____________________的形成有關。sec17基因編碼的蛋白質的功能是________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（10分，除標注外，每空1分）

（1）內質網、高爾基體、細胞膜???? 不需載體，主要運輸對象是大分子

（2）胰島素合成后囊泡運輸出現障礙或者不能準確釋放到目的位置（2分）

線粒體、細胞核

（3）(C)高爾基體?? （B） 內質網?????? 一定的流動性

（4）內質網小泡???? 參與膜泡（或“小泡”）與高爾基體的融合

【解析】

試題分析：（1）根據圖解可知，在圖示細胞內，與囊泡產生有關的細胞結構是內質網、高爾基體和細胞膜；“a”表示的大分子物質通過細胞膜內陷形成囊泡的方式進入，屬于胞吞，該過程不需要載體協助，但消耗能量，涉及膜的流動性，而主動運輸是指小分子物質逆濃度梯度進出細胞的方式，需要載體蛋白和消耗能量。

（2）根據圖示，胰島素屬于分泌蛋白，其合成后需經囊泡運輸到細胞外才能發揮作用，故細胞囊泡運輸障礙將導致胰島素不能分泌出去從而導致糖尿病；另外如果胰島素不能準確釋放到目的位置也會導致不能發揮作用。由于T是DNA的特有堿基，故“A-T”配對發生在有DNA的結構或部位，如細胞核和線粒體。

（3）由圖示箭頭方向可知，COPI被膜小泡則主要介導蛋白質從C高爾基體運回B內質網的過程，而COPII正好相反；COPII屬于被膜小泡，與結構C高爾基體發生融合體現了生物膜系統在結構上具有一定的流動性。

（4）由于該實驗是為確定參與膜泡運輸的基因，故sec12基因突變體內質網特別大，由此可推斷與內質網小泡形成有關；而sec17基因突變體在內質網和高爾基體間積累大量的未融合小泡，說明內質網形成的囊泡運輸至高爾基體與其融合。

考點：本題考查與分泌蛋白合成與分泌相關的知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷的能力。