题目内容

【题目】自噬作用是细胞对胞质蛋白和细胞器进行降解和再利用的一种过程。某些情况下,细胞可通过自噬作用降解自身的非必需成分来提供营养和能量。为探究B蛋白对细胞自噬的作用,研究人员进行了相关实验,实验的处理及结果如图所示。

回答下列问题:

(1)细胞自噬作用普遍存在于___________(填“原核”或“真核”)细胞中;细胞自噬中起关键作用的细胞器是_____________。

(2)研究人员判断,B蛋白可以诱导自噬体的形成,依据如下:

①敲除B蛋白基因后,b组与a组比较,细胞内自噬体数目____________;

②敲除后转入_________,______组与________组比较,细胞内自噬体数目恢复;

③敲除后转入______________,______________________________________。

【答案】真核溶酶体下降正常B蛋白基因ca、bB蛋白基因的突变基因d组与a、b组比较,细胞内自噬体数目未恢复

【解析】

本实验为探究B蛋白对细胞自噬的作用,细胞自噬是细胞通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止细胞损伤和凋亡,细胞自噬中起关键作用的是溶酶体,溶酶体内部含有多种水解酶,主要功能是吞噬消化作用。有两种吞噬作用:一种是自体吞噬,另一种是异体吞噬。由图1可知,a组没有进行基因敲除,也没有转入相应基因,是对照组;b组是基因敲除组;c组经基因敲除后再转入正常B蛋白基因;d组经基因敲除后再转入突变B蛋白基因。对比a、b两组可知,敲除B蛋白基因后,细胞不能表达正常的B蛋白,细胞内自噬体数目明显减少;对比a、b、c三组可知,基因敲除后再转入正常B蛋白基因,细胞可以表达正常的B蛋白,细胞内自噬体数目和对照组接近,说明正常B蛋白基因存在就可以表达正常的B蛋白,以维持细胞内自噬体数目正常;再与d组对比,B蛋白基因不正常时,无法表达正常的B蛋白,故细胞内自噬体数目和敲除B基因(b组)大致相同,均较少。综上所述,B蛋白正常表达时,自噬体数目较多;B蛋白不能正常表达时,自噬体数目较少,推知B蛋白的作用是诱导自噬体的形成。

(1)结合前面的分析可知,细胞自噬作用需要水解酶,而水解酶存在于细胞器——溶酶体中,而溶酶体只存在与真核细胞内,所以细胞的自噬作用普遍存在于真核细胞中。

(2)结合前面的分析可知:B蛋白可以诱导自噬体的形成,依据从三个方面分析如下:

①b组与a组比较,敲除B蛋白基因后,细胞内自噬体数目减少;

②c组与a、b组比较,敲除后转入B蛋白基因,细胞内自噬体数目恢复;

③d组与a、b组比较,敲除正常B蛋白基因后,再转入突变B蛋白基因,由于突变B蛋白基因无法表达正常B蛋白,所以细胞内自噬体数目减少(未恢复)。

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