Question

【題目】科學(xué)家德迪夫?qū)⒋笫蟾谓M織置于攪拌器中研磨，獲得肝組織勻漿，然后檢測勻漿中幾種酸性水解酶的活性。酶活性與溶液中能接觸到反應(yīng)物的酶量成正比，因此可作為溶液中酶量的反應(yīng)指標(biāo)。檢測結(jié)果如下圖所示。德迪夫判斷這些水解酶位于一種具膜小泡內(nèi)。1956年，得到了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種具膜小泡被命名為溶酶體。請據(jù)此實(shí)驗(yàn)回答下列問題：

（1）酸性水解酶是蛋白質(zhì)，其合成的場所是_____________。細(xì)胞器膜、_____________等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。生物膜是近年的研究熱點(diǎn)，如提高植物的抗旱、抗逆性，主要針對生物膜的_____________成分研究，還可以模擬細(xì)胞膜的_____________功能對海水凈化。

（2）用蔗糖密度梯度離心來進(jìn)行細(xì)胞組分分離，相對于當(dāng)時(shí)使用水或生理鹽水而言是一個(gè)很大的進(jìn)步，因?yàn)樗�避免了亞�?xì)胞成分分離過程中的粘著或漲破現(xiàn)象，結(jié)合圖1，對圖2中的蔗糖濃度分別為和作為提取液時(shí)出現(xiàn)的不同結(jié)果進(jìn)行解釋：____________________。

（3）自噬是一個(gè)與溶酶體有關(guān)的嚴(yán)格調(diào)控下的細(xì)胞自身物質(zhì)消化的過程，當(dāng)衰老、損傷細(xì)胞器或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)較多時(shí)，而葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)則是極低時(shí)均會觸發(fā)自噬；反之則抑制。這種調(diào)控機(jī)制是_____________調(diào)節(jié)。你認(rèn)為上述調(diào)控機(jī)制對于細(xì)胞生命活動(dòng)的意義是_____________。

Answer 1

【答案】核糖體 核膜、細(xì)胞膜 蛋白質(zhì) 控制物質(zhì)進(jìn)出 酶活性與溶液中能接觸到反應(yīng)物的酶量成正比，當(dāng)蔗糖溶液濃度為時(shí)，溶酶體膜破裂，酶溢出，與反應(yīng)物接觸的酶量最多。而蔗糖濃度為時(shí)，接近溶酶體內(nèi)濃度，酶溢出量極低。 反饋 維持細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)（或從物質(zhì)、能量、結(jié)構(gòu)角度作答，如：細(xì)胞“饑餓”狀態(tài)下分解物質(zhì)供能；分解后的物質(zhì)作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)建構(gòu)物質(zhì)原料；有利于物質(zhì)物質(zhì)和結(jié)構(gòu)更新等，）

【解析】

1、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)：細(xì)胞器膜、核膜、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。其功能有：（1）保證內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，對物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等過程起決定作用；（2）為多種酶提供附著位點(diǎn)，是許多生物化學(xué)反應(yīng)的場所；（3）分隔細(xì)胞器，保證細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。

2、差速離心主要是采取逐漸提高離心速度的方法分離不同大小的細(xì)胞器；密度梯度離心法是在密度梯度介質(zhì)（如蔗糖）中進(jìn)行的依密度而分離的離心法，細(xì)胞各組分會依其密度分布在與其自身密度相同的液層中，從而進(jìn)行細(xì)胞組分的分離。

3、自噬作用是細(xì)胞的一種自我保護(hù)機(jī)制，是真核細(xì)胞通過形成“自噬體”用于清除細(xì)胞內(nèi)聚物及受損細(xì)胞器，進(jìn)而維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的一種途徑。

（1）核糖體是蛋白質(zhì)的合成場所，酸性水解酶是蛋白質(zhì)，其合成場所是核糖體。生物膜系統(tǒng)由細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜組成。生物膜系統(tǒng)在組成成分上相似、在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系。生物膜的主要組成成分是蛋白質(zhì)和磷脂，不同生物膜的功能的復(fù)雜程度是由生物膜的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定的。植物的抗旱、抗逆性主要與生物膜的蛋白質(zhì)有關(guān)。生物膜在結(jié)構(gòu)上具有流動(dòng)性，在功能上具有選擇透過性，根據(jù)這一特性，可以模擬細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出時(shí)的選擇透過性對海水進(jìn)行淡化處理。

（2）圖1中，隨著攪拌處理時(shí)長的增加，兩種酸性水解酶的活性先增加后趨于平衡，說明攪拌會導(dǎo)致溶酶體破裂釋放酸性水解酶，與溶液中反應(yīng)物的接觸量增加，導(dǎo)致酶活性增加，即酶活性與溶液中能接觸到反應(yīng)物的酶量成正比。圖2顯示，隨著蔗糖溶液濃度增加，兩種酸性水解酶的相對活性降低，因?yàn)槊富钚耘c溶液中能接觸到反應(yīng)物的酶量成正比，說明當(dāng)蔗糖溶液濃度為0mol/L 時(shí)，溶酶體膜破裂，酶溢出，與反應(yīng)物接觸的酶量最多。而蔗糖濃度為0.25mol/L 時(shí)，接近溶酶體內(nèi)濃度，酶溢出量極低，與反應(yīng)物的接觸量最少。

（3）在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)。當(dāng)衰老、損傷細(xì)胞器或錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)較多時(shí)，葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)含量極低時(shí)觸發(fā)自噬；反之則抑制，這種調(diào)控機(jī)制屬于反饋調(diào)節(jié)。與溶酶體有關(guān)的嚴(yán)格調(diào)控下的細(xì)胞自噬反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，是真核細(xì)胞通過形成“自噬體”用于清除細(xì)胞內(nèi)聚物及受損細(xì)胞器，分解后的物質(zhì)作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)建構(gòu)物質(zhì)原料，是維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的一種途徑，是細(xì)胞的一種自我保護(hù)機(jī)制。