21、近三年“諾貝爾獎”專題

近三年“諾貝爾獎”專題—、2003?水通道彼得?阿格雷由于發(fā)現(xiàn)了細胞膜上的水通道而獲得2003年諾貝爾化學獎。我們知道，人體有些細胞能很快吸收水，而另外一些細胞則不能吸收水。早在19世紀中期，科學家就猜測細胞膜有允許水分和鹽分進入的孔道，每個通道每秒種有幾十億個水分子通過。但這一猜想一直未得到證實。1988年，阿格雷成功地分離了存在于血紅細胞膜和腎臟微管上的一種膜蛋白，后來他認識到這個蛋白有水通道的功能，這就是科學家們長期搜尋的水分子通道。他畫出了清晰的水通道蛋白的的三維結構圖，詳細解釋了水分子是如何通過該通道進入細胞膜的，而其他微分子或離子無法通過的原因。羅德里克?麥金農由于對離子通道結構和機制的研究也獲此獎。離子通道是細胞膜的另一種通道。他提示了當離子穿過細胞膜時，不同的細胞通過電位變化發(fā)出信號，控制離子通道的開戶或關閉。同時，離子通道通過過濾機制，只讓鉀離子通過，而不讓鈉離子通過。他們的發(fā)現(xiàn)闡明了鹽分和水如何進出活細胞。比如，腎臟怎么從原尿中重新吸收水分，以及電信號怎么在細胞中產(chǎn)生并傳遞等等，這對人類探索腎臟、心臟、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)等方面的諸多疾病具有極其重要的意義。彼得?阿格雷由于發(fā)現(xiàn)了細胞膜上的水通道而獲得了2003年諾貝爾化學獎。你認為下圖中哪一張圖與水通道有關？()根據(jù)材料回答問題：(1)細胞膜的結構特點是,功能特點是O(2)離子通道運輸離子(填"需要”或“不需要”)先與載體結合，屬于過程。離子通道的特性從根本上是由決定的。水通道、離子通道和離子載體運輸物質時的共同特點性。水通道和離子通道的結構和功能不同的這一事實，表o甘油等分子比K+、Na+更容易通過細胞膜，原因是o自由水可自由地出入細胞，科學家推測細胞膜上存在水通道，1秒鐘中1個通道可通過幾十億個水分子。經(jīng)過10余年的研究，阿格雷1990年第一次發(fā)現(xiàn)水通道蛋白，并把含有或不含水通道蛋白的細胞放到水溶液中，結果前者可通過作用吸水，后者則不能吸水。2000年他又公布了其蛋白質結構。近10余年來，至少已發(fā)現(xiàn)11種水通道蛋白，例如健康的人24小時由腎小球濾出原尿可達170L，經(jīng)過彎曲細長的腎小管，大約70%的水被稱為AQP1的水通道蛋白吸收入血液，再在腎小管未端被稱為AQP2的水通道蛋白吸收，最終經(jīng)集合管管吸收可只形成1L尿液。研究證明分泌的抗利尿激素可以刺激腎小管細胞膜上AQP2的合成，使尿液量，由此推測，抗利尿激素打開了控制AQP2基因表達的開關。長期以來，人們還認識到紅細胞內外Na+、K+濃度相差幾倍到幾十倍，其中K+濃度高的一側位于紅細胞的側，細胞維持這種濃度與某細胞器直接有關。據(jù)研究，神經(jīng)細胞與肌細胞、腺細胞等可興奮細胞內外K+、Na+離子及電荷情況與紅細胞類似。而當某一部位受到刺激時，該處Na+快速內流使膜電位改變，科學家發(fā)現(xiàn)K+、Na+快速流動時并不消耗能量，推測細胞膜上存在K+、Na+離子通道，且彼此不同。麥金農1998年確定了這離子通道蛋白質結構、形狀和啟閉機理。請推測該離子蛋白通道與再后來需消耗能量才能運輸K+、Na+的載體蛋白的結構功能應該。(相同或不同)水分子通過細胞膜的方式是，離子通過細胞膜的方式是O(12)如果用胰蛋白酶(或蛋白質抑制劑)處理細胞表面，發(fā)現(xiàn)水分子和離子均不能通過細胞膜了，說明了細胞

膜上的水通道和離子通道的化學成分都。如果在細胞內注入呼吸作用抑制劑，將會強烈抑制細胞膜上通道的作用。神經(jīng)元在受到刺激后，細胞膜上的電位變化是，由題干中信息可知這種電位變化可能和有密切關系。水是否真能“自由”通過細胞膜？科學家開展了深入的研究。彼得?阿格雷利用純的磷脂通過一定方法制成'脂質體”(一種只由磷脂雙分子層構成的泡狀結構)，作為細胞模型。將“脂質體”置于清水中，一段時間后發(fā)現(xiàn)，脂質體的形態(tài)、體積沒有變化，這一事實表明。進一步根據(jù)細胞膜的化學成分進行分析推測，水分子的跨膜運輸不是真正的自由，它最可能與膜上(化合物)有關。彼得?阿格雷從人紅細胞及腎小管壁細胞的細胞膜中分離出一種分子量為28的膜蛋白-CHIP-28，并證明它就是一種“水通道蛋白”。選擇這兩種細胞為實驗材料的主要依據(jù)是。簡述證明CHIP-28確實與水分子運輸有關的實驗基本思路。二、2004?泛素2004年諾貝爾化學獎授予了以色列科學家阿龍?切哈諾沃、阿夫拉姆?赫什科和美國科學家歐文?羅斯等三位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了，泛素調節(jié)的蛋白質降解過程'，揭開了蛋白質，死亡，，的重要機理。(這是生物體內一種高效率的、指向性極強的降解過程，它如同一位質量監(jiān)督員，負責把細胞中新合成的不合格的蛋白質銷毀掉，而不合格蛋白質的存在，與人體細胞的癌變有極其密切的關系。泛素是一種由76個基本單位組成的熱穩(wěn)定蛋白。下列有關泛素的敘述中正確的是()A?組成泛素的基本單位是核苷酸B.泛素可與雙縮脲試劑反應，溶液呈紫色C.泛素在經(jīng)高溫處理后仍一定有活性D.控制泛素合成的基因中共有456個核苷酸泛素是一種由76個氨基酸合成的多肽，能調節(jié)細胞內需能的蛋白質酶促降解是否發(fā)生。相關敘述正確的是()泛素作用于核糖體，具有催化功能B.根據(jù)泛素的氨基酸序列可確定其基因的全部堿基對序列C.人體內蛋白質的降解均需要ATP提供能量D.細胞內蛋白質合成和降解是同時進行的根據(jù)材料回答問題：蛋白質的基本單位的結構通式。構成細胞膜的蛋白質與和等細胞生理過程有密切關系；癌細胞的細胞膜上的等物質減少，使得細胞間黏著性降低，導致癌細胞容易轉移。分泌蛋白的加工場所是，為上述加工過程直接提供能量的物質的結構簡式是O生物體內存在著兩類蛋白質降解過程，一種是不需要能量的，比如發(fā)生在消化道中的初步降解，這一過程只需要酶參與；另一種則需要能量，它是一種高效率、針對性很強的降解過程。消耗的能量直接來自于。細胞內的蛋白質處于不斷地降解與更新的過程中。泛素在其蛋白質降解過程中，起到“死亡標簽”的作用，即被泛素標記的蛋白質將被特異性地識別并迅速降解，發(fā)生降解過程的酶是細胞質內的酶。由此可見，細胞內的蛋白質降解與消化道內的蛋白質降解的主要不同點是泛素是一種由76個氨基酸組成的多肽，只在細胞內起作用，可見泛素是在細胞質內的中合成的，其合成方式稱為。其氨基酸排列順序也已經(jīng)弄清，但據(jù)此并不能完全確定人體內控制其合成的基因片段的堿基排列順序，甚至不能準確推測出該基因究竟有多少個堿基對。請根據(jù)你所學的遺傳學知道對此加以解釋。三、2004?氣味受體2004年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，授予美國科學家理查德?阿克塞爾和琳達?巴克，以表彰兩人在氣味受體和嗅覺系統(tǒng)組織方式研究中做出的貢獻。右圖為嗅覺受體細胞膜的模式圖，下列有關對該圖描述錯誤的是()

A為蛋白質分子，可作為氣味受體C為多肽，其基本單位是氨基酸A具有特異性最終是由遺傳性決定的B為磷脂雙分子層，為受體細胞膜的基本支架推測位于鼻上皮上部氣味細胞的受體可能是(A.磷脂B.固醇C.蛋白質D.糖類四、2005?幽門螺桿菌2005年10月3日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院宣布，把2005年諾貝生理學或醫(yī)學獎授予給澳大利亞科學家巴里.馬歇爾和羅賓.沃倫，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了導致胃炎和胃潰瘍的細——幽門螺桿菌。1982年，澳大利亞學者巴里馬歇爾和羅賓?沃倫發(fā)現(xiàn)了幽門螺桿菌，并證明該細菌感染胃部會導致胃炎、胃潰瘍和十二指腸潰瘍。這一成果革命性地改變了世人對胃病的認識，大幅度提高了胃炎等患者獲得徹底治愈的機會，為改善人類生活質量作出了貢獻。幽門螺桿菌是一種單極、多鞭毛、末端鈍圓、螺旋形彎曲的細菌(如圖)。人類是幽門螺桿菌唯一自然宿主。據(jù)估計，全世界約50%的人胃部都“藏”有幽門螺桿菌，但只有極少數(shù)受感染的人會患上胃潰瘍等胃病。下列有關幽門螺桿菌的敘述中，正確的一組是：()①沒有核膜包圍的細胞核②在人工培養(yǎng)的培養(yǎng)基，其pH下列有關幽門螺桿菌的敘述中，正確的一組是：()①沒有核膜包圍的細胞核②在人工培養(yǎng)的培養(yǎng)基，其pH應為6.5—7.5③遺傳物質DNA分布在擬核和質粒中④基因結構只有編碼區(qū)，沒有非編碼區(qū)⑤分解有機物、釋放能量、形成ATP的場所有線粒體和細胞質基質A.2.A.C.3.(①③⑤B.①③C.②③⑤D.②④對幽門螺桿菌引起的消化道潰瘍治療中，下列哪項不正確?..給制酸劑(注：制酸劑能使鹽酸分泌減少)同時加抗菌劑胃潰瘍使用制酸劑的時間應比十二指腸潰瘍短B.D.()給粘膜保護劑同時加抗菌治療抗菌素藥首選一種，以二周為一療程根瘤菌、圓褐固氮菌、幽門螺桿菌、硝化細菌的代謝類型及在生態(tài)系統(tǒng)中的地位依次是:)①自養(yǎng)需氧型②異養(yǎng)需氧型③自養(yǎng)厭氧型④異養(yǎng)厭氧型⑤異養(yǎng)兼性厭氧型⑥生產(chǎn)者⑦消費者⑧分解者A.②-⑦、②-⑧、④-⑦、①-⑥B.②-⑦、②-⑦、④-⑦、①-⑥C.②-⑧、②-⑧、④-⑧、①-⑥D.②-⑦、②-⑧、②-⑦、②-⑥2005年10月3日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院宣布，把2005年諾貝生理學或醫(yī)學獎授予澳大利亞科學家巴里?馬歇爾和羅賓?沃倫，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了導致胃炎和胃潰瘍的細菌——幽門螺桿菌。下列有關說法正確的是A.人體的胃只具備化學性消化B.幽門螺桿菌是一種原核生物，無核膜和細胞器C.人感染幽門螺桿菌后，可產(chǎn)生抗體，獲得抵抗再感染的免疫力D.幽門螺桿菌是寄生生物，不吃野生動物可避免這類人畜共患疾病的發(fā)生下列關于線粒體的說法中正確的是()A.在蒸餾水中線粒體內膜比外膜更容易脹破B.幽門螺桿菌的線粒體比乳酸菌的多C.線粒體中基因控制的性狀在后代不會發(fā)生性狀分離D.線粒體內氧氣的濃度一般比細胞質基質的低6.A.C.7.A6.A.C.7.A.8.經(jīng)化學分析后推斷某物質不含有任何礦質元素，則該物質可能是人體主要能源物質的代謝終產(chǎn)物唯一能夠降低血糖含量的激素下列含有質體的細胞是(幽門螺桿菌B.果蠅細胞()B.幽門螺桿菌細胞壁的主要成分D.葉肉細胞中能吸收但不能轉換光能的物質)C.葉肉細胞引起下列疾病的病原體中，具有成形細胞核結構的是D.蛙血紅細胞()A.引起胃炎和胃潰瘍的幽門螺桿菌B.引起“人-豬鏈球菌病”的豬鏈球菌C.引起禽流感的病原體D?引起“灰指甲”的霉菌如下圖所示，幽門螺桿菌DNA中有a、b、c等基因，下列有關敘述中不正確的是()?..bca、b、c基因的遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律若利用某藥物阻止c基因的表達，則a、b也同樣不能表達C?組成a、b、c的基本單位相同，而且基因a、b、c中都有RNA聚合酶的結合位點基因b控制合成的蛋白質含有m個氨基酸，比水稻中控制合成含有m個氨基酸的蛋白質的基因長度要短很多若幽門螺桿菌DNA復制時每秒鐘移動距離是750個堿基對，計算幽門螺桿菌RNA酶（104個氨基酸）基因的復制時間為幾秒？（）A.0.832B.0.416C.0.277D.0.139根據(jù)材料，結合你所學過的知識，回答問題：bc（1）目前，已經(jīng)可以通過抗體試驗、內窺鏡檢查和呼氣試驗等診斷幽門螺桿菌感染?？股兀ㄈ缜嗝顾亍c大霉素等）的治療方法已被證明能夠根治胃潰瘍等疾病。對于抗生素殺菌的原理，有人做了如下探究實驗：將不同濃度的新鮮血清，分盛在特定的容器中。分別加入等量的幽門螺桿菌菌種，培養(yǎng)一段時間后，測定各容器中菌體數(shù)量I;再往各容器中加入等劑量的青霉素，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間后，測定各容器中菌體數(shù)量II。如下表所示：容器編號1234不同濃度的血清濃縮1倍濃縮0.5倍標準血清稀釋0.5倍菌體數(shù)量（個/mL）I（未加入青霉素）2200218021802000II（加入青霉素）3000200000根據(jù)表中數(shù)據(jù)，回答下列問題：抗生素殺菌原理是。請你在上述實驗的基礎上增設一個簡便易行的步驟（所需材料自定）驗證這一殺菌的原理：增設的實驗步驟是：。預測實驗結果并分析：。（2）在該實驗的基礎上，根據(jù)你所學的知識對影響幽門螺桿菌種群生長的因素的推測，進一步確定一個探究實驗的課題：。解讀近三年〃諾貝爾獎”答案一、2003-水通道1?B最新科學證實，水通過細胞膜上水通道蛋白的運輸也是由高濃度到低濃度方向的自由擴散，屬于被動運輸，不需要消耗能量。故只有B符合題意。(1)具有一定的流動性選擇透過性(2)不需要被動運輸(3)DNA(或基因、遺傳物質)(4)特異(5)細胞對水和離子的吸收具有選擇性，吸收水和吸收離子之間具有一定的獨立性。(6)甘油等脂溶性物質可直接穿過磷脂雙分子層(7)滲透(8)下丘腦減少(9)內(10)不同(11)自由擴散(或滲透作用)主動運輸(12)蛋白質(13)離子(14)由外正內負變?yōu)橥庳搩日x子通道(1)水分子不能通過純粹的磷脂雙分子層蛋白質(2)紅細胞、腎小管壁細胞所處的環(huán)境中含水豐富(水分子進出這些細胞頻繁，膜上與水進出有關的蛋白質豐富)(3)在脂質體中加入CHIP-28，并置于清水中。相同時間后，觀察并比較試驗組和對照組脂質體體積變化情況二、2004-泛素1.B2.D13.(1)氨基酸的的結構通式是”'(1：，：：，"(2)物質運輸細胞識別糖蛋白(3)內質網(wǎng)、高爾基體A-P~P~P(4)蛋白酶、肽酶ATP(5)溶酶體細胞內降解的蛋白質必須首先與泛素結合(6)游離核糖體脫水縮合決定一種氨基酸的密碼子可能有多種；真核生物的基因