喬治·埃米爾·帕拉德及其同事設計并完成了探究分泌蛋白在豚鼠胰腺腺泡細胞內合成、運輸、分泌途徑的經典實驗。請回答下列問題:
(1)實驗中,喬治·埃米爾·帕拉德及其同事采用了________________等技術方法,通過探究3H標記的亮氨酸轉移路徑,證實了分泌蛋白質的合成、運輸及分泌途徑。
(2)科學家將一小塊胰腺組織放入3H標記的亮氨酸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___________(細胞器)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。
(3)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,據此推測,分泌蛋白轉移的途徑是_______________________。
(4)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內質網小泡的形成有關。sec17基因編碼的蛋白質的功能是參與__________________________________。
(6分)
(1)同位素標記法
(2)核糖體 放射性標記物質(或“放射性標記蛋白質”)
(3)追蹤時間 附有核糖體的內質網→高爾基體→分泌小泡
(4)膜泡與高爾基體的融合
【解析】
試題分析:(1)一般用同位素標記法探究分泌蛋白細胞內合成、運輸、分泌途徑。(2)蛋白質的合成場所是核糖體;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放射性標記物質在細胞內的位置。(3)分析圖9,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的變化,據此推測分泌蛋白轉移的途徑是附有核糖體的內質網→高爾基體→分泌小泡。(4)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。
考點:本題考查分泌蛋白的相關知識,意在考查考生理解所學知識的要點,把握知識間的內在聯系的能力。
科目:高中生物 來源: 題型:
31.(7分)喬治·埃米爾·帕拉德及其同事在探究豚鼠胰腺腺泡細胞合成、運輸、分泌蛋白質途徑的經典實驗中:他們向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸,3min后,被標記的亮氨酸出現在附著有核糖體的內質網中;17min后,出現在高爾基體中;117min后,出現在靠近細胞膜內側的運輸蛋白質的囊泡中,以及釋放到細胞外的分泌物中。
(1)上述實驗中,喬治·埃米爾·帕拉德及其同事采用了________________等技術方法,通過控制_________來探究3H標記的亮氨酸轉移路徑,證實了分泌蛋白質的合成、運輸及分泌與___________________________等細胞器直接相關。
(2)如果注射3H標記的亮氨酸后立即觀察,會首先發現放射性出現在細胞質基質中的一種核酸上,該核酸是_________;若最終發現放射性出現在豚鼠的小腸腔中,則說明該分泌蛋白是_______________________。
(3)如果將豚鼠的胰腺腺泡細胞放在含3H標記亮氨酸的培養基中培養,則放射性出現在細胞結構中的先后順序是___________________________________。
(4)若將控制合成分泌蛋白的基因直接導人大腸桿菌中,則______(填“能”或“不能”)產生該分泌蛋白。
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