Question

研究分泌蛋白的合成及分泌过程中，科学家们做了下列实验。请回答问题：

（1）科学家将一小块胰腺组织放入含放射性标记____________的培养液中短暂培养，在此期间放射性标记物被活细胞摄取，并掺入到____________上正在合成的蛋白质中。组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光，固定组织后在显微镜下便可发现细胞中含放射性的位点，这一技术使研究者能确定__________在细胞内的位置。 科学家将短暂培养的胰腺组织洗去放射性标记物，转入不含放射性标记物的培养液中继续培养。实验结果如图1所示。随着____________的变化，放射性颗粒数的百分比在不同细胞结构上有规律的变化。

（2）科学家因研究揭示 “囊泡转运”的奥秘而获2013诺贝尔生理学或医学奖。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输，分工井井有条，在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。细胞内囊泡能够通过____________的方式脱离转运起点、通过膜融合的方式归并到转运终点。COPI被膜小泡则主要介导蛋白质从_________（填字母）运回____________（填名称）。囊泡能特异性地识别目标膜，如运输 _____________ (填物质)囊泡能把“货物”从C转运到溶酶体D。

（3）细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡之中，这些膜泡能够精准的运输。为了确定参与膜泡运输的基因（sec基因），科学家筛选了两种酵母突变体，这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下：

酵母突变体	与野生型酵母电镜照片的差异
sec12基因突变体	突变体细胞内内质网特别大
sec17基因突变体	突变体细胞内，尤其是内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡

据此推测，sec12基因编码的蛋白质的功能是与____________的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是____________________________________。

Answer

氨基酸 核糖体 放射性标记物质（或“放射性标记蛋白质”） 追踪时间 出芽 (C) 内质网 溶酶体酶(多种水解酶和溶菌酶) 内质网小泡 参与膜泡（或“小泡”）与高尔基体的融合

【解析】

1、分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再通过囊泡转移到高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡分泌到细胞外．该过程消耗的能量由线粒体提供。
2、同位素示踪技术：用放射性核素取代化合物分子的一种或几种原子而使它能被识别并可用作示踪剂的化合物，它与未标记的相应化合物具有相同的化学及生物学性质，不同的只是它带有放射性，因而可利用同位素示踪技术来追踪。

3、根据图2分析，A表示细胞核，B表示内质网，C表示高尔基体，D表示溶酶体；根据表格分析，sec12基因突变后，细胞中的内质网大，推测sec12基因编码的蛋白质可能参与内质网小泡的形成；sec17基因突变突变后，细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡，说明小泡没有与高尔基体融合，推测sec17基因编码的蛋白质是参与“小泡”与高尔基体的融合。

（1）核糖体是合成蛋白质的场所；通常采用放射性同位素标记的氨基酸来研究蛋白质的合成和运输过程，这一技术使研究者能确定放射性物质在细胞内的位置。由图1可知，随着追踪时间的变化，放射性颗粒数的百分比在不同细胞结构上有规律地变化。

（2）由如图2可知，囊泡能够通过出芽的方式脱离转运起点、通过膜融合的方式归并到转运终点；COPI被膜小泡则主要介导蛋白质从高尔基体运回内质网；囊泡能特异性地识别目标膜，囊泡能把溶酶体酶从高尔基体转运到溶酶体。

（3）表格显示sec12基因突变体细胞内内质网特别大，说明sec12基因编码的蛋白质的功能是与内质网小泡的形成有关；sec17基因突变体细胞内，尤其是内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡，说明sec17基因编码的蛋白质的功能是参与膜泡与高尔基体的融合。