Question

【題目】研究分泌蛋白的合成及分泌過(guò)程中，科學(xué)家們做了下列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）科學(xué)家將一小塊胰腺組織放入含放射性標(biāo)記____________的培養(yǎng)液中短暫培養(yǎng)，在此期間放射性標(biāo)記物被活細(xì)胞攝取，并摻入到____________上正在合成的蛋白質(zhì)中。組織內(nèi)的放射性同位素可使感光乳劑曝光，固定組織后在顯微鏡下便可發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中含放射性的位點(diǎn)，這一技術(shù)使研究者能確定__________在細(xì)胞內(nèi)的位置。 科學(xué)家將短暫培養(yǎng)的胰腺組織洗去放射性標(biāo)記物，轉(zhuǎn)入不含放射性標(biāo)記物的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。隨著____________的變化，放射性顆粒數(shù)的百分比在不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有規(guī)律的變化。

（2）科學(xué)家因研究揭示 “囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)”的奧秘而獲2013諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被包裹于膜泡形成囊泡，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。細(xì)胞內(nèi)囊泡能夠通過(guò)____________的方式脫離轉(zhuǎn)運(yùn)起點(diǎn)、通過(guò)膜融合的方式歸并到轉(zhuǎn)運(yùn)終點(diǎn)。COPI被膜小泡則主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從_________（填字母）運(yùn)回____________（填名稱）。囊泡能特異性地識(shí)別目標(biāo)膜，如運(yùn)輸 _____________ (填物質(zhì))囊泡能把“貨物”從C轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體D。

（3）細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被包裹于膜泡之中，這些膜泡能夠精準(zhǔn)的運(yùn)輸。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】氨基酸 核糖體 放射性標(biāo)記物質(zhì)（或“放射性標(biāo)記蛋白質(zhì)”） 追蹤時(shí)間 出芽 (C) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 溶酶體酶(多種水解酶和溶菌酶) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡 參與膜泡（或“小泡”）與高爾基體的融合

【解析】

1、分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸過(guò)程：最初是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中由氨基酸形成肽鏈，肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工，形成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，再通過(guò)囊泡轉(zhuǎn)移到高爾基體，高爾基體對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加工，然后形成囊泡分泌到細(xì)胞外．該過(guò)程消耗的能量由線粒體提供。
2、同位素示蹤技術(shù)：用放射性核素取代化合物分子的一種或幾種原子而使它能被識(shí)別并可用作示蹤劑的化合物，它與未標(biāo)記的相應(yīng)化合物具有相同的化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)，不同的只是它帶有放射性，因而可利用同位素示蹤技術(shù)來(lái)追蹤。

3、根據(jù)圖2分析，A表示細(xì)胞核，B表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，C表示高爾基體，D表示溶酶體；根據(jù)表格分析，sec12基因突變后，細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大，推測(cè)sec12基因編碼的蛋白質(zhì)可能參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡的形成；sec17基因突變突變后，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(shuō)明小泡沒(méi)有與高爾基體融合，推測(cè)sec17基因編碼的蛋白質(zhì)是參與“小泡”與高爾基體的融合。

（1）核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所；通常采用放射性同位素標(biāo)記的氨基酸來(lái)研究蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)輸過(guò)程，這一技術(shù)使研究者能確定放射性物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的位置。由圖1可知，隨著追蹤時(shí)間的變化，放射性顆粒數(shù)的百分比在不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有規(guī)律地變化。

（2）由如圖2可知，囊泡能夠通過(guò)出芽的方式脫離轉(zhuǎn)運(yùn)起點(diǎn)、通過(guò)膜融合的方式歸并到轉(zhuǎn)運(yùn)終點(diǎn)；COPI被膜小泡則主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)從高爾基體運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；囊泡能特異性地識(shí)別目標(biāo)膜，囊泡能把溶酶體酶從高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體。

（3）表格顯示sec12基因突變體細(xì)胞內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別大，說(shuō)明sec12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)；sec17基因突變體細(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，說(shuō)明sec17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。