Question

【題目】線粒體是細(xì)胞中最重要的細(xì)胞器之一，其在細(xì)胞內(nèi)不斷分裂、融合、衰老、清除，實(shí)現(xiàn)自我更新，這一過(guò)程由多種蛋白質(zhì)精確調(diào)控完成。請(qǐng)回答：

（1）線粒體是__________的主要場(chǎng)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(zhì)。

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

據(jù)圖可知，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)，物質(zhì)X與特異性受體結(jié)合激活AKT，該酶被激活一方面可促進(jìn)__________________，另一方面可促進(jìn)__________________，同時(shí)激活了mTor，從而抑制_________________；當(dāng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)，mTor失活，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)自噬過(guò)程，其意義是____________________，可見(jiàn)細(xì)胞自噬還是細(xì)胞存活的自我保護(hù)機(jī)制。

（3）由于衰老的線粒體通過(guò)細(xì)胞自噬被清除，為保證細(xì)胞供能，線粒體的分裂在真核細(xì)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(zhì)網(wǎng)有關(guān)，過(guò)程如下圖丙所示。

①馬達(dá)蛋白與Ca2＋結(jié)合后能才能啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)，研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)Ca2＋離子主要儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，在細(xì)胞溶膠中濃度極低，據(jù)此推測(cè)，受到調(diào)控信號(hào)的刺激后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)________________，進(jìn)而啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)牽引線粒體在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)。

②據(jù)圖可知，線粒體移動(dòng)到特定位置后，___________形成細(xì)管狀結(jié)構(gòu)纏繞線粒體，使線粒體局部縊縮，同時(shí)募集細(xì)胞質(zhì)中游離的__________，在縊縮部位形成蛋白復(fù)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(jìn)入細(xì)胞 葡萄糖氧化分解供能 細(xì)胞自噬的發(fā)生 通過(guò)細(xì)胞自噬產(chǎn)生小分子有機(jī)物，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量 釋放Ca2＋離子，促進(jìn)Ca2＋離子與馬達(dá)蛋白結(jié)合 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(膜) M蛋白與D蛋白

【解析】

從題意和“酵母細(xì)胞自噬的信號(hào)調(diào)控過(guò)程”示意圖中獲取有效信息，將這些信息與所學(xué)知識(shí)有效地聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行分析、解答相關(guān)問(wèn)題便可。分析丙圖：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（膜）形成細(xì)管狀結(jié)構(gòu)纏繞線粒體，使線粒體局部收縮，同時(shí)募集細(xì)胞質(zhì)中游離的M蛋白與D蛋白，在收縮部位形成蛋白復(fù)合物，不斷收縮使線粒體斷開(kāi)。

（1）線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)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(zhì)。

（2）分析圖甲可知：當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)，物質(zhì)X與特異性受體結(jié)合，激活A(yù)KT來(lái)抑制凋亡，激活的該酶一方面可促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞，并且進(jìn)一步促進(jìn)葡萄糖分解生成的丙酮酸和[H]進(jìn)入線粒體產(chǎn)生大量ATP，另一方面可激活mTor，從而抑制細(xì)胞自噬的發(fā)生。據(jù)圖乙所示，當(dāng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)，mTor失活，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞自噬過(guò)程，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量。

（3）①研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)Ca2+離子主要儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中濃度較低，而馬達(dá)蛋白表面有Ca2+離子結(jié)合位點(diǎn)。據(jù)此推測(cè)，受到調(diào)控信號(hào)的刺激后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+離子，使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)Ca2+離子濃度升高，Ca2+離子與馬達(dá)蛋白結(jié)合，進(jìn)而使線粒體在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)。

②由圖可知，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（膜）形成細(xì)管狀結(jié)構(gòu)纏繞線粒體，使線粒體局部收縮，同時(shí)募集細(xì)胞質(zhì)中游離的M蛋白與D蛋白，在收縮部位形成蛋白復(fù)合物，不斷收縮使線粒體斷開(kāi)。