Question

【題目】美國科學家詹姆斯羅思曼、蘭迪謝克曼以及德國科學家托馬斯祖德霍夫獲2013年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。獲獎理由是“發(fā)現(xiàn)細胞內的主要運輸系統(tǒng)——囊泡運輸?shù)恼{節(jié)機制”。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融合并傳遞的蛋白質機器；托馬斯祖德霍夫則揭示了信號是如何引導囊泡精確釋放被運輸物的。三位科學家揭開了細胞精確控制物質運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(jù)圖回答問題。

（1）囊泡是細胞中的一種結構，由于其結構不固定因而不屬于細胞器。圖示細胞中，能產(chǎn)生囊泡的結構有_________________；“a”表示的大分子物質通過細胞膜的方式與主動運輸?shù)膮^(qū)別是____________（答出2點）。

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

（3）動物乳腺細胞含有免疫球蛋白基因，乳汁中含有免疫球蛋白。但科學工作者通過研究發(fā)現(xiàn)乳腺細胞不能合成免疫球蛋白，乳腺細胞不能合成免疫球蛋白的根本原因是：_____________________________。如果轉運系統(tǒng)受到干擾，則會對有機體產(chǎn)生有害影響，并導致如糖尿病等疾病，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胞對胰島素不敏感外，還有可能的原因是___________________。

（4）為了確定參與膜泡運輸?shù)幕�因�?/span>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(wǎng)特別大
sec17基因突變體	突變體細胞內，尤其是內質網(wǎng)和高爾基體間積累大量的未融合小泡

據(jù)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】內質網(wǎng)、高爾基體、細胞膜 不需載體，主要運輸對象是大分子 從高爾基體運回內質網(wǎng) 蛋白質（或糖蛋白） 基因選擇性表達 胰島素合成后囊泡運輸出現(xiàn)障礙或者不能準確釋放到目的位置 內質網(wǎng)小泡 參與膜泡與高爾基體的融合

【解析】

分析圖示可知，B為內質網(wǎng)、C為高爾基體，COPI被膜小泡能將物質從高爾基體運回內質網(wǎng)，COPII被膜小泡能將物質從內質網(wǎng)運到高爾基體，披網(wǎng)格蛋白小泡則將細胞外的物質運到細胞內。

（1）由圖可知，圖示細胞中，能產(chǎn)生囊泡的結構有內質網(wǎng)、高爾基體、細胞膜；“a”表示的大分子物質通過細胞膜的方式為胞吞，不需要載體，消耗能量，主要運輸?shù)氖谴蠓肿游镔|，而主動運輸需要載體、消耗能量，主要運輸?shù)氖切》肿游镔|，所以胞吞與主動運輸?shù)膮^(qū)別有：不需要載體，主要運輸對象是大分子。

（2）由圖可知COPI被膜小泡主要介導蛋白質從高爾基體運回內質網(wǎng)。糖蛋白具有識別的作用，囊泡能精確投送說明囊泡膜上可能含有有糖蛋白。

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

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