廖乐祥

2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国耶鲁大学教授詹姆斯·罗特曼、加州大学伯克利分校教授兰迪·谢克曼和德国科学家托马斯·苏道夫，以表彰他们发现了细胞囊泡运输系统的运行与调节机制。每个细胞都可看作是一个生产和输送分子的工厂，这些分子被包装在“囊泡”中，再运输到周围的细胞。这种运输系统背后的分子机制指导着如何在细胞内把分子于正确的时间运送到正确的地点。如果缺失了这个过程，细胞内部将变得一片混乱。而当细胞运输系统出现异常时，也会对人体产生不良的影响，导致出现诸如神经系统疾病、糖尿病、免疫失调等症状。笔者以“细胞的囊泡运输调控机制”为背景，进行原创试题的命制，现列举如下。

（1） 细胞生命活动依赖于胞内运输系统。细胞内的运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到膜状的囊泡结构中，利用动力蛋白（又称为分子马达）水解ATP产生的能量驱动囊泡在微管或微丝细胞骨架充当的轨道上移动，高效精确地将各种货物定向运输到相应的亚细胞结构发挥生理功能。下列对此的相关说法中正确的一项是（）

A. 囊泡运输分为几个环节：货物识别、沿着微管（或微丝）轨道运输以及货物卸载

B. 动力蛋白水解ATP产生的能量驱动囊泡在微管或微丝细胞骨架充当的轨道上移动，此时储存在ATP中稳定的化学能就转化为机械能

C. 从动力蛋白能水解ATP可以得出：动力蛋白具有二磷酸腺苷酶的活性

D. 血红蛋白分泌到细胞外时离不开囊泡的参与

命题意图：本题主要考查囊泡的运输、ATP的水解、分泌蛋白等知识点。

解析：从题干的信息中可以发现选项A是正确的。ATP水解时，释放活跃的化学能。根据酶的专一性，水解ATP的酶应是三磷酸腺苷酶。血红蛋白位于红细胞内，不属于分泌蛋白。

参考答案：A。

（2） γ-氨基丁酸（GA-BA）是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质，它是一种天然存在的非蛋白组成的氨基酸，具有极其重要的生理功能，主要表现为健脑安神、改善睡眠、调节血压、抗疲劳、舒缓身心不适等，其作用机理如图1所示。下列对此的相关叙述中，正确的是（）

A. 储存在突触小泡中的γ-氨基丁酸，以胞吐方式释放至神经细胞所处的外界环境

B. 突触小体中发生的信号变化是电信号转换为化学信号

C. 释放的GA-BA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活，这体现了酶的高效性

D. 当GA-BA与突触前膜上的特异性受体结合后，很可能是使通道开启，使阴离子内流，从而抑制突触后神经细胞动作电位的产生

命题意图：本题主要考查内环境、兴奋在突触处传递、酶的特性等知识点。

解析：突触间隙是组织液，是神经细胞所处的内环境。突触小体中发生的信号变化是电信号→化学信号；神经元之间信号转换为电信号→化学信号→电信号。释放的GA-BA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活，这体现了酶的专一性。当GA-BA与突触后膜上的特异性受体结合后，很可能使通道开启，使阴离子内流，从而抑制突触后神经细胞动作电位的产生。

参考答案：B。

（3） 一个国际研究小组在新一期《自然》杂志报告发现了人体内胰岛素发挥作用的分子机制。这意味着，医药行业将有望研制出更有效和更方便的糖尿病药物。糖尿病的形成有多种原因。图2所示a、b、c是由三种自身免疫病引起的糖尿病，下列相关说法中正确的一项是（）

A. 浆细胞中与抗体的合成和运输直接有关的具膜细胞器是核糖体、内质网和高尔基体

B. 抗体的运输与分泌过程中需要囊泡的参与，囊泡的基本支架是蛋白质分子层

C. 胰岛素随血液到达全身各处，与靶细胞内的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞

D. Ⅱ型糖尿病患者血液中胰岛素含量正常，但患者仍表现出尿糖症状，该病的病因最有可能类似于图示中的a

命题意图：本题主要考查分泌蛋白的合成和运输、生物膜的基本支架、激素调节的特点等知识点。

解析：选项A要注重“直接”与“具膜”这两个要点：线粒体的作用是提供能量，没有直接参与合成和运输；核糖体是没有膜的细胞器。生物膜的基本支架是磷脂双分子层。胰岛素随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。Ⅱ型糖尿病患者血液中胰岛素含量正常，但患者仍表现出尿糖症状，可能是因为靶细胞表面的特异性受体受到破坏，故D选项正确。

参考答案：D。

（4） 胰岛素能激发一系列的级联反应，促使富含葡萄糖转运蛋白GLUT4的囊泡向着质膜移动。GLUT4是一种位于胰岛素敏感组织的胞浆、质膜上的糖蛋白，其主要功能是帮助葡萄糖向胞内转运。没有发生胰岛素刺激时，GLUT4主要位于细胞内的储存囊泡内，而当囊泡转移到细胞膜并且彼此融合时，GLUT4活性增加，与葡萄糖结合并发生结构变化，葡萄糖被转移到细胞内之后，结构又恢复原状。下列对此的叙述中错误的一项是（）

A. 在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来,繁忙地运着“货物”

B. 由于囊泡能与细胞膜融合，可推测出囊泡的主要成分很可能是脂质和蛋白质

C. 胰岛素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了

D. 囊泡膜、内质网膜、细胞膜、核膜、口腔黏膜等都属于生物膜系统

命题意图：本题主要考查囊泡、生物膜的主要成分、激素的作用特点、生物膜系统等知识点。

解析：细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，由于囊泡能与细胞膜融合，可推测出囊泡的主要成分很可能是脂质和蛋白质。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统；口腔黏膜不属于生物膜系统。

参考答案：D。

有关“细胞的囊泡运输调控机制”研究的报道层出不穷。在平时的教学中，教师只要多留心报刊、互联网等，以其上的相关报道为背景，对原始素材进行加工，仔细考虑设问，反复打磨试题，就能进行大量、优质的原创试题的命制，从而促进中学生物学科的教学和命题工作。