Question

【題目】研究分泌蛋白的合成及分泌過程中，科學家們做了下列實驗。請回答問題：

（1）科學家將一小塊胰腺組織放入含放射性標記____________的培養液中短暫培養，在此期間放射性標記物被活細胞攝取，并摻入到____________上正在合成的蛋白質中。組織內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現細胞中含放射性的位點，這一技術使研究者能確定__________在細胞內的位置。 科學家將短暫培養的胰腺組織洗去放射性標記物，轉入不含放射性標記物的培養液中繼續培養。實驗結果如圖1所示。隨著____________的變化，放射性顆粒數的百分比在不同細胞結構上有規律的變化。

（2）科學家因研究揭示 “囊泡轉運”的奧秘而獲2013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。細胞內囊泡能夠通過____________的方式脫離轉運起點、通過膜融合的方式歸并到轉運終點。COPI被膜小泡則主要介導蛋白質從_________（填字母）運回____________（填名稱）。囊泡能特異性地識別目標膜，如運輸 _____________ (填物質)囊泡能把“貨物”從C轉運到溶酶體D。

（3）細胞內部產生的蛋白質被包裹于膜泡之中，這些膜泡能夠精準的運輸。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】氨基酸 核糖體 放射性標記物質（或“放射性標記蛋白質”） 追蹤時間 出芽 (C) 內質網 溶酶體酶(多種水解酶和溶菌酶) 內質網小泡 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、加工和運輸過程：最初是在內質網上的核糖體中由氨基酸形成肽鏈，肽鏈進入內質網進行加工，形成有一定空間結構的蛋白質，再通過囊泡轉移到高爾基體，高爾基體對其進行進一步加工，然后形成囊泡分泌到細胞外．該過程消耗的能量由線粒體提供。
2、同位素示蹤技術：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別并可用作示蹤劑的化合物，它與未標記的相應化合物具有相同的化學及生物學性質，不同的只是它帶有放射性，因而可利用同位素示蹤技術來追蹤。

3、根據圖2分析，A表示細胞核，B表示內質網，C表示高爾基體，D表示溶酶體；根據表格分析，sec12基因突變后，細胞中的內質網大，推測sec12基因編碼的蛋白質可能參與內質網小泡的形成；sec17基因突變突變后，細胞中內質網和高爾基體間積累大量的未融合小泡，說明小泡沒有與高爾基體融合，推測sec17基因編碼的蛋白質是參與“小泡”與高爾基體的融合。

（1）核糖體是合成蛋白質的場所；通常采用放射性同位素標記的氨基酸來研究蛋白質的合成和運輸過程，這一技術使研究者能確定放射性物質在細胞內的位置。由圖1可知，隨著追蹤時間的變化，放射性顆粒數的百分比在不同細胞結構上有規律地變化。

（2）由如圖2可知，囊泡能夠通過出芽的方式脫離轉運起點、通過膜融合的方式歸并到轉運終點；COPI被膜小泡則主要介導蛋白質從高爾基體運回內質網；囊泡能特異性地識別目標膜，囊泡能把溶酶體酶從高爾基體轉運到溶酶體。

（3）表格顯示sec12基因突變體細胞內內質網特別大，說明sec12基因編碼的蛋白質的功能是與內質網小泡的形成有關；sec17基因突變體細胞內，尤其是內質網和高爾基體間積累大量的未融合小泡，說明sec17基因編碼的蛋白質的功能是參與膜泡與高爾基體的融合。