Question

【題目】科學家德迪夫?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物的酶量成正比，因此可作為溶液中酶量的反應指標。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，得到了進一步的實驗證實，這種具膜小泡被命名為溶酶體。請據(jù)此實驗回答下列問題：

（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，如提高植物的抗旱、抗逆性，主要針對生物膜的_____________成分研究，還可以模擬細胞膜的_____________功能對海水凈化。

（2）用蔗糖密度梯度離心來進行細胞組分分離，相對于當時使用水或生理鹽水而言是一個很大的進步，因為它避免了亞細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出現(xiàn)的不同結(jié)果進行解釋：____________________。

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

Answer 1

【答案】核糖體 核膜、細胞膜 蛋白質(zhì) 控制物質(zhì)進出 酶活性與溶液中能接觸到反應物的酶量成正比，當蔗糖溶液濃度為時，溶酶體膜破裂，酶溢出，與反應物接觸的酶量最多。而蔗糖濃度為時，接近溶酶體內(nèi)濃度，酶溢出量極低。 反饋 維持細胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)（或從物質(zhì)、能量、結(jié)構(gòu)角度作答，如：細胞“饑餓”狀態(tài)下分解物質(zhì)供能；分解后的物質(zhì)作為細胞結(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、細胞的生物膜系統(tǒng)：細胞器膜、核膜、細胞膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(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，是許多生物化學反應的場所；（3）分隔細胞器，保證細胞生命活動高效、有序地進行。

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胞器；密度梯度離心法是在密度梯度介質(zhì)（如蔗糖）中進行的依密度而分離的離心法，細胞各組分會依其密度分布在與其自身密度相同的液層中，從而進行細胞組分的分離。

3、自噬作用是細胞的一種自我保護機制，是真核細胞通過形成“自噬體”用于清除細胞內(nèi)聚物及受損細胞器，進而維持細胞內(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)由細胞膜、細胞器膜和核膜組成。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)上具有流動性，在功能上具有選擇透過性，根據(jù)這一特性，可以模擬細胞膜控制物質(zhì)進出時的選擇透過性對海水進行淡化處理。

（2）圖1中，隨著攪拌處理時長的增加，兩種酸性水解酶的活性先增加后趨于平衡，說明攪拌會導致溶酶體破裂釋放酸性水解酶，與溶液中反應物的接觸量增加，導致酶活性增加，即酶活性與溶液中能接觸到反應物的酶量成正比。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，因為酶活性與溶液中能接觸到反應物的酶量成正比，說明當蔗糖溶液濃度為0mol/L 時，溶酶體膜破裂，酶溢出，與反應物接觸的酶量最多。而蔗糖濃度為0.25mol/L 時，接近溶酶體內(nèi)濃度，酶溢出量極低，與反應物的接觸量最少。

（3）在一個系統(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)。當衰老、損傷細胞器或錯誤折疊蛋白質(zhì)較多時，葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)含量極低時觸發(fā)自噬；反之則抑制，這種調(diào)控機制屬于反饋調(diào)節(jié)。與溶酶體有關(guān)的嚴格調(diào)控下的細胞自噬反饋調(diào)節(jié)機制，是真核細胞通過形成“自噬體”用于清除細胞內(nèi)聚物及受損細胞器，分解后的物質(zhì)作為細胞結(jié)構(gòu)建構(gòu)物質(zhì)原料，是維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的一種途徑，是細胞的一種自我保護機制。