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非选择题-解答题 较难0.4 引用1 组卷431
学习以下材料,回答(1)~(5)题。
溶酶体H通道的首次发现
溶酶体作为细胞中的“回收站”,内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物质降解。其内部偏酸的环境(pH约为4.6),既能保障溶酶体功能,又能防止酸性水解酶泄露后(细胞质基质中的pH约为7.2)破坏正常结构。
溶酶体内部pH的稳态是如何维持的?V—型质子泵(V-ATPase)在此发挥了重要功能。V—ATPase能够利用ATP水解产生的能量,将细胞质基质中的H+逆浓度梯度转运进溶酶体内部。研究者曾推测,要实现H+的精确调节,溶酶体膜上必然要有H+通道以实现H+快速外流。两套功能相反的系统协同工作,才能实现溶酶体pH的精确调控(如图1)。

为了找到这一“预设存在”的H+通道,我国科学家对一系列膜蛋白逐一进行过表达测试。最终发现当T蛋白过量表达时,记录到的从溶酶体膜内流向膜外的“H+电流”比对照组高出了20倍;与此同时,利用基因编辑技术敲除T基因后,即使将溶酶体膜内的pH调整为更酸的3.5,也记录不到任何电流信号。这些结果表明T蛋白就是介导H+流出溶酶体的通道。
但是此前的相关研究普遍认为T蛋白是K+通道。对比分析发现,当初在研究T蛋白功能时忽略了pH对通道蛋白的影响,而我国科学家是将溶酶体内的pH设定在4.6这一生理条件下开展的实验。在这一pH条件下,通过T蛋白的离子主要是H+而非K+,且定量计算结果显示T蛋白对H+的通透性是K+的5万倍。
进一步的研究表明,T蛋白活性受溶酶体内的H+浓度调控。溶酶体内pH高于4.6时T蛋白活性降低(图2),而pH低于4.6时T蛋白活性增加。
(1)溶酶体内的酸性水解酶最初在__________(填细胞器名称)合成。若溶酶体的酸性水解酶泄露至细胞质基质,会因pH改变影响酶的__________而导致活性降低。
(2)根据图1推测H+通过H+通道运出溶酶体的方式是__________
(3)下列关于溶酶体的实验结果支持溶酶体膜上存在H+通道的有___________。
A.抑制V-ATPase的功能,溶酶体内的pH迅速上升
B.膜内pH4.6膜外7.2时,能测到膜内向膜外的H+电流
C.若膜内pH调至3.5,膜内向膜外的H+电流将更强
D.膜内为中性或碱性时,能测到膜内向膜外的K+电流
(4)结合文中信息并仿照图1、图2,在下图中画出当pH低于4.6时氢离子流动情况______

(5)科学家在帕金森病人群体中找到众多溶酶体相关基因的突变,其中一种T基因的突变会使溶酶体膜上T蛋白数量减少,导致__________,使α突触核蛋白在神经元中堆积,诱发帕金森病。
22-23高三上·北京通州·期末
知识点:细胞器的结构、功能及分离方法酶的特性兴奋在神经纤维上的传导协助扩散 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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