题目内容

【题目】细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时,细胞可降解自身大分子或细胞器为生存提供能量。下图1、图2为酵母细胞自噬的信号调控过程,AKT和mTor是抑制酵母菌凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。

(1)酵母菌的同化作用类型是________

(2)据图1所示,营养物质充足时,胰岛素与受体结合,激活________来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞,另一方面可以促进葡萄糖分解为________(中间产物)进入线粒体产生大量ATP。在ATP充足时激活的mTor抑制自噬的发生。

(3)据图2所示,当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTor失活,酵母细胞通过启动________过程为细胞提供ATP;如果上述过程无法满足代谢需要,酵母细胞则启动 ________程序。

(4)酵母菌在饥饿状态下,内质网或高尔基体会产生膜泡包围细胞内容物形成自噬体。酵母菌液泡内富含水解酶,科学家在研究液泡与自噬的关系时,以野生型酵母菌为对照组,液泡水解酶缺陷型酵母菌突变体为实验组,在饥饿状态下,得到图3所示结果。此结果证明________。自噬发生过程中,液泡在酵母细胞中的地位和人体细胞中________的地位类似。

【答案】异养型 AKT丙酮酸和[H]自噬凋亡酵母菌自噬与液泡中水解酶有关溶酶体

【解析】

本题旨在考查学生利用图文信息的能力

(1)酵母菌的同化作用类型是异养型。

(2)据图1所示,营养物质充足时,胰岛素与受体结合,激活AKT来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞,另一方面可以促进葡萄糖分解为丙酮酸和[H] 进入线粒体产生大量ATP。

(3)据图2所示,当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTor失活,酵母细胞通过启动自噬过程为细胞提供ATP;如果上述过程无法满足代谢需要,酵母细胞则启动凋亡程序。

(4)酵母菌在饥饿状态下,内质网或高尔基体会产生膜泡包围细胞内容物形成自噬体。酵母菌液泡内富含水解酶,科学家在研究液泡与自噬的关系时,以野生型酵母菌为对照组,液泡水解酶缺陷型酵母菌突变体为实验组,在饥饿状态下,得到图3所示结果。此结果证明酵母菌自噬与液泡中水解酶有关。自噬发生过程中,液泡在酵母细胞中的地位和人体细胞中溶酶体的地位类似。

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【题目】为研究大肠杆菌乳糖代谢过程中lac基因表达的调控机制,科研人员做了相关实验。

(1)在加入乳糖和去掉乳糖条件下,检测培养的大肠杆菌细胞中lac mRNA和β-半乳糖苷酶的含量,得到图所示结果。

①乳糖属于糖类中的_________糖,细胞内的β-半乳糖苷酶可将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖。

②据图可知,加入乳糖时,lac基因启动_________。去掉乳糖后,lac mRNA含量立即下降,推测其原因是_________,同时β-半乳糖苷酶含量在一定时间内维持稳定,其原因是β-半乳糖苷酶_________

(2)为了证实乳糖的作用是诱导新的β-半乳糖苷酶合成而不是将细胞内已存在的酶前体转化为有活性的酶,科研人员将大肠杆菌放入含35S标记的氨基酸但无乳糖的培养基中繁殖多代,之后将这些细菌转移到_________培养基中培养,加入乳糖后,分离、检测新合成的β-半乳糖苷酶,若这些酶_________放射性,则证明是诱导合成的。

(3)科研人员发现一种lac基因突变型大肠杆菌能产生β-半乳糖苷酶,但不能在以乳糖为碳源的培养基中生长。他们在野生型和突变型细菌培养基中添加放射性标记的乳糖,发现野生型在乳糖诱导后会摄取乳糖,而突变型菌几乎不能。据此推测乳糖还能够诱导野生型菌产生某种蛋白X,蛋白X的功能是_________

(4)由上述实验推测,只有当乳糖存在时,_________酶与lac基因的启动子结合,诱导lac基因表达,从而诱导_________的合成。这种机制使微生物在有底物存在时才合成相关酶,从而减少了细胞内_________的浪费。

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