Question

【題目】線粒體是細胞中最重要的細胞器之一，其在細胞內(nèi)不斷分裂、融合、衰老、清除，實現(xiàn)自我更新，這一過程由多種蛋白質精確調控完成。請回答：

（1）線粒體是__________的主要場所，其內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，從而可以___________，有利于酶的附著。線粒體中還有少量的DNA和_____________，能合成一部分自身需要的蛋白質。

（2）真核細胞中一些衰老的線粒體會被消化清除，這種清除行為稱為細胞自噬。下圖甲和圖乙表示真核細胞自噬的一種信號調控過程，其中AKT和mTor是抑制細胞自噬的兩種關鍵蛋白激酶。

據(jù)圖可知，當營養(yǎng)物質充足時，物質X與特異性受體結合激活AKT，該酶被激活一方面可促進__________________，另一方面可促進__________________，同時激活了mTor，從而抑制_________________；當環(huán)境中營養(yǎng)物質缺乏時，mTor失活，細胞會啟動自噬過程，其意義是____________________，可見細胞自噬還是細胞存活的自我保護機制。

（3）由于衰老的線粒體通過細胞自噬被清除，為保證細胞供能，線粒體的分裂在真核細胞內(nèi)經(jīng)常發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，線粒體的分裂與內(nèi)質網(wǎng)有關，過程如下圖丙所示。

①馬達蛋白與Ca2＋結合后能才能啟動運動，研究發(fā)現(xiàn)，細胞內(nèi)Ca2＋離子主要儲存在內(nèi)質網(wǎng)中，在細胞溶膠中濃度極低，據(jù)此推測，受到調控信號的刺激后，內(nèi)質網(wǎng)________________，進而啟動運動牽引線粒體在細胞內(nèi)移動。

②據(jù)圖可知，線粒體移動到特定位置后，___________形成細管狀結構纏繞線粒體，使線粒體局部縊縮，同時募集細胞質中游離的__________，在縊縮部位形成蛋白復合物，不斷收縮使線粒體分裂。

Answer 1

【答案】需氧呼吸 增大膜面積 核糖體（RNA和核糖體） 葡萄糖進入細胞 葡萄糖氧化分解供能 細胞自噬的發(fā)生 通過細胞自噬產(chǎn)生小分子有機物，為細胞生命活動提供能量 釋放Ca2＋離子，促進Ca2＋離子與馬達蛋白結合 內(nèi)質網(wǎng)(膜) M蛋白與D蛋白

【解析】

從題意和“酵母細胞自噬的信號調控過程”示意圖中獲取有效信息，將這些信息與所學知識有效地聯(lián)系起來，進行分析、解答相關問題便可。分析丙圖：內(nèi)質網(wǎng)（膜）形成細管狀結構纏繞線粒體，使線粒體局部收縮，同時募集細胞質中游離的M蛋白與D蛋白，在收縮部位形成蛋白復合物，不斷收縮使線粒體斷開。

（1）線粒體是有氧呼吸的主要場所，其內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，從而可以增大內(nèi)膜面積，有利于酶的附著。線粒體中還有少量的DNA和核糖體（RNA和核糖體），能合成一部分自身需要的蛋白質。

（2）分析圖甲可知：當營養(yǎng)物質充足時，物質X與特異性受體結合，激活AKT來抑制凋亡，激活的該酶一方面可促進葡萄糖進入細胞，并且進一步促進葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]進入線粒體產(chǎn)生大量ATP，另一方面可激活mTor，從而抑制細胞自噬的發(fā)生。據(jù)圖乙所示，當環(huán)境中營養(yǎng)物質缺乏時，mTor失活，細胞會啟動細胞自噬過程，為細胞生命活動提供能量。

（3）①研究發(fā)現(xiàn)，細胞內(nèi)Ca2+離子主要儲存在內(nèi)質網(wǎng)中，在細胞質基質中濃度較低，而馬達蛋白表面有Ca2+離子結合位點。據(jù)此推測，受到調控信號的刺激后，內(nèi)質網(wǎng)釋放Ca2+離子，使細胞質基質內(nèi)Ca2+離子濃度升高，Ca2+離子與馬達蛋白結合，進而使線粒體在細胞內(nèi)移動。

②由圖可知，內(nèi)質網(wǎng)（膜）形成細管狀結構纏繞線粒體，使線粒體局部收縮，同時募集細胞質中游離的M蛋白與D蛋白，在收縮部位形成蛋白復合物，不斷收縮使線粒體斷開。