Question

【題目】經研究發現：酵母細胞在饑餓時會出現細胞自噬現象，在細胞溶膠中形成雙層膜包被的自噬小泡，自噬小泡外膜與液泡膜融合，在酵母液泡中自噬小體可被酶催化分解，產物被細胞重新利用。PMSF是一種液泡蛋白酶抑制劑用PMSF處理后液泡中會出現不能被分解的自噬小體。而在營養充足的條件下，酵母細胞中也會出現小泡，這種小泡叫cvt小泡。APl是一種液泡蛋白，前體APl進入液泡后才能成熟，其進入液泡的途徑與自噬小泡和cvt小泡的形成有關（如下圖）�；卮鹣铝邢嚓P問題：

（1）酵母菌的同化作用類型屬于__________，在無氧狀態下，細胞呼吸的產物是__________；如果在酵母培養液中通入18O2，最先能在__________（填物質）中檢測到18O。

（2）自噬小體中包括細胞溶膠和一些細胞器，如果要證明線粒體也是通過細胞自噬途徑被消化的，需要檢測的分子是__________（在A、B、C、D中選擇），實驗組選用的材料和操作方法分別是：__________（在E、F、G、H中選擇）。

A．葡萄糖6—磷酸酶（糖酵解途徑中的一種酶）

B．丙酮酸

C．細胞色素C（電子傳遞鏈中的一個蛋白質）

D．用18O2飼喂后檢測H218O

E．用PMSF處理的饑餓酵母細胞

F．不用PMSF處理的饑餓酵母細胞

G．裂解酵母細胞獲得的上清液

H．裂解酵母細胞后分離的液泡

（3）兩個實驗室分別誘變處理野生型酵母細胞，獲得cvt途徑障礙菌株cvt7和細胞自噬障礙菌株apg9，檢測cvt7時發現：在PMSF作用后，__________，說明突變為cvt7的基因，在細胞自噬途徑中也有作用，檢測apg9發現APl__________，說明突變為apg9的基因在cvt途徑中也有作用。

（4）通常狀態酵母是一種單倍體細胞，酵母可以進行結合生殖，即兩個酵母細胞結合后形成二倍體酵母，再進行減數分裂后形成單倍體酵母，如果cvt7和apg9結合后形成的二倍體酵母表現出細胞自噬和cvt兩種途徑的障礙，則減數分裂后產生的自噬障礙細胞占__________%，說明突變產生cvt1和apg1的基因__________（填是或不是）相同基因。

Answer 1

【答案】 異養型 乙醇和CO2 水 C E、H 液泡中不出現自噬小體 不能成熟 100 相同

【解析】試題分析：本題考查酵母菌的相關知識點，分析酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的過程，以及酵母細胞的自噬現象，再結合題意作答。

（1）酵母菌屬于真菌，不能進行光合作用，酵母菌的同化作用類型屬于異養型。在無氧狀態下，酵母菌能進行無氧呼吸，細胞呼吸的產物是乙醇和CO2。通入18O2，酵母菌能進行有氧呼吸，氧氣與還原氫結合形成水，因此在酵母培養液中通入18O2，最先能在水中檢測18O。

（2）ABC選項的物質是線粒體在正常情況下進行的有氧呼吸過程產生的物質，因此當線粒體通過細胞自噬途徑被消化時，ABC選項的物質就不能產生，因此需要檢測的分子是細胞色素C，細胞色素C是線粒體中的一種蛋白質，故選C。由于酵母細胞在饑餓時會出現細胞自噬現象，在酵母液泡中自噬小體可被酶催化分解，產物被細胞重新利用，因此需要用PMSF處理饑餓酵母細胞，使得液泡中自噬小體不會被分解，裂解酵母細胞后分離液泡，就能得到被細胞自噬的線粒體，故選E和H。

（3）PMSF是一種液泡蛋白酶抑制劑，用PMSF處理后液泡中會出現不能被分解的自噬小體，如果突變為cvt7的基因在細胞自噬途徑中也有作用，則在PMSF作用后，液泡中不出現自噬小體。。APl是一種液泡蛋白，前體APl進入液泡后才能成熟，如果突變為apg9的基因在cvt途徑中也有作用，則檢測apg9發現，前體APl不能成熟。

（4）由于酵母是一種單倍體細胞，減數分裂后產生的細胞都是單倍體酵母，細胞完全相同，因此減數分裂后產生的自噬障礙細胞占100%。cvt7和apg9結合后形成的二倍體酵母表現出細胞自噬和cvt兩種途徑的障礙，說明突變產生的cvt7和apg9的單倍體酵母細胞中的基因是相同的，因此突變產生cvt1和apg1的基因是相同基因。