Question

【题目】科学家德迪夫将大鼠肝组织置于搅拌器中研磨，获得肝组织匀浆，然后检测匀浆中几种酸性水解酶的活性。酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比，因此可作为溶液中酶量的反应指标。检测结果如下图所示。德迪夫判断这些水解酶位于一种具膜小泡内。1956年，得到了进一步的实验证实，这种具膜小泡被命名为溶酶体。请据此实验回答下列问题：

（1）酸性水解酶是蛋白质，其合成的场所是_____________。细胞器膜、_____________等结构共同构成生物膜系统。生物膜是近年的研究热点，如提高植物的抗旱、抗逆性，主要针对生物膜的_____________成分研究，还可以模拟细胞膜的_____________功能对海水净化。

（2）用蔗糖密度梯度离心来进行细胞组分分离，相对于当时使用水或生理盐水而言是一个很大的进步，因为它避免了亚细胞成分分离过程中的粘着或涨破现象，结合图1，对图2中的蔗糖浓度分别为和作为提取液时出现的不同结果进行解释：____________________。

（3）自噬是一个与溶酶体有关的严格调控下的细胞自身物质消化的过程，当衰老、损伤细胞器或错误折叠蛋白质较多时，而葡萄糖等营养物质则是极低时均会触发自噬；反之则抑制。这种调控机制是_____________调节。你认为上述调控机制对于细胞生命活动的意义是_____________。

Answer 1

【答案】核糖体 核膜、细胞膜 蛋白质 控制物质进出 酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比，当蔗糖溶液浓度为时，溶酶体膜破裂，酶溢出，与反应物接触的酶量最多。而蔗糖浓度为时，接近溶酶体内浓度，酶溢出量极低。 反馈 维持细胞内的稳态（或从物质、能量、结构角度作答，如：细胞“饥饿”状态下分解物质供能；分解后的物质作为细胞结构建构物质原料；有利于物质物质和结构更新等，）

【解析】

1、细胞的生物膜系统：细胞器膜、核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。其功能有：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用；（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所；（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。

2、差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器；密度梯度离心法是在密度梯度介质（如蔗糖）中进行的依密度而分离的离心法，细胞各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中，从而进行细胞组分的分离。

3、自噬作用是细胞的一种自我保护机制，是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器，进而维持细胞内稳态的一种途径。

（1）核糖体是蛋白质的合成场所，酸性水解酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成。生物膜系统在组成成分上相似、在结构和功能上紧密联系。生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，不同生物膜的功能的复杂程度是由生物膜的蛋白质的种类和数量决定的。植物的抗旱、抗逆性主要与生物膜的蛋白质有关。生物膜在结构上具有流动性，在功能上具有选择透过性，根据这一特性，可以模拟细胞膜控制物质进出时的选择透过性对海水进行淡化处理。

（2）图1中，随着搅拌处理时长的增加，两种酸性水解酶的活性先增加后趋于平衡，说明搅拌会导致溶酶体破裂释放酸性水解酶，与溶液中反应物的接触量增加，导致酶活性增加，即酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比。图2显示，随着蔗糖溶液浓度增加，两种酸性水解酶的相对活性降低，因为酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比，说明当蔗糖溶液浓度为0mol/L 时，溶酶体膜破裂，酶溢出，与反应物接触的酶量最多。而蔗糖浓度为0.25mol/L 时，接近溶酶体内浓度，酶溢出量极低，与反应物的接触量最少。

（3）在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。当衰老、损伤细胞器或错误折叠蛋白质较多时，葡萄糖等营养物质含量极低时触发自噬；反之则抑制，这种调控机制属于反馈调节。与溶酶体有关的严格调控下的细胞自噬反馈调节机制，是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器，分解后的物质作为细胞结构建构物质原料，是维持细胞内稳态的一种途径，是细胞的一种自我保护机制。