诺贝尔奖与生命科学复习题

●泛素化的反应过程：

●为什么泛素化被称为“死亡之吻？

ATP依赖的泛素介导的蛋白质降解系统

一个蛋白发生多泛素化化之后，通常会进入蛋白酶体降解通路从而使蛋白发生降解。

●为什么绿色荧光蛋白在生物研究中有如此广泛应用？

GFP可以用做报告蛋白来指示细胞中蛋白质的定位

GFP 仅仅需要紫外光照射就可以发出荧光

GFP 蛋白较小(238 个氨基酸)

其他大部分蛋白质都需要额外的条件才能发光

●绿色荧光蛋白和显微镜有何关联？

它是蛋白质的显微镜

能看到蛋白质

能看到蛋白质的颜色

能看到不同颜色的蛋白质

它还可以是其他大分子的显微镜

它是一个有生命的显微镜

能够看到在活细胞中发生的一切

能够实时地看到细胞中发生的一切

●1995年诺贝尔生理学或医学奖获得者Edward Lewis的获奖成果是

什么？双胸复合体（Bithorax complex）是谁发现的？

1.He was the first to discover genes that function as “master regulators”of the animal body plan：

Discovery of the Drosophila Bithorax complex and elucidation of itsfunction (50 years)

2. He founded the field of developmental genetics and laid the groundwork for our current understanding of the universal, evolutionarily conserved strategies controlling animal development.

揭开了胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器官的秘密：基因控制早期胚胎发育

揭示重要基因的突变很可能是造成人类自然流产以及人类先天性畸

型的原因

Edward Lewis

●体外受精技术是谁建立的？

Robert Edwards

●体外受精技术的三个发展阶段分别是什么？它们各能解决的主要

的问题是什么？

●Joseph E. Murray的主要贡献

人体器官和细胞移植——世界上首例肾脏移植手术

Murray发现放射线或细胞毒素药物可以抑制移植排斥反应，从而避免移植器官的死亡

●Martin Evans，Mario Capecchi和Oliver Smithies的主要贡献Martin Evans是首个发现干细胞的科学家

Mario Capecchi和Oliver Smithies建立了基因打靶技术

在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现

●沃森、克里克等获得诺贝尔生理学或医学奖的主要成果是什么？

描述一下他们发现的重大意义（10分）。

发现核酸结构及其对信息传递的重要性——发现DNA双螺旋结构

阐明了生物遗传基因密码的构成，开辟了分子生物学的新学科领域，为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、进化以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行的模式，都奠定了坚实的基础。

第一，双螺旋模型能够解释DNA的自我复制过程。

DNA双链解开，成为两个模板，根据碱基配对的原则，复制成两个与原来的DNA序列一模一样的新分子。在这两个新DNA分子中，各有一条旧链和一条新合成的链。这个“半保留复制”的设想后来被麦赛尔逊和斯塔勒用同位素追踪实验证实。

第二，DNA双螺旋模型能够说明DNA是如何携带遗传信息的。

DNA上的碱基序列就是遗传信息，4种碱基的排列组合可以携带无限多样的遗传信息。

第三，DNA双螺旋模型能够说明基因是如何突变的。

基因突变是由于碱基序列发生了变化，这样的变化可以通过复制而得到保留。

核糖体的主要活性位点和功能

核糖体中主要活性位点的示意图

1.与mRNA结合的位点-小亚基；

2.A位点-氨酰基位点,与新掺入的氨酰tRNA结合；

3.P位点-肽键形成位点，与EF-Tu-肽酰tRNA结合，构

型变化；4.肽酰转移酶的催化位点（大亚基上），多肽延伸；5. E位点-脱酰基位点，EF-G水解GTP, 脱酰tRNA结合到E位点，并将其释放。 信号肽假说的主要成分和内容

主要成分：1.信号肽(sp)

2.信号肽识别颗粒（srp）

3.SRP受体

4.易位子

5.信号肽酶

6.分子伴侣

内容： 蛋白质起始合成在细胞质游离核糖体上，肽链生长至80左右个氨基酸后，N-端信号肽(signal peptide)/信号识别颗粒(SRP)结合(肽链暂停延伸;防止新生肽N-端损伤及成熟前折叠装配)

内质网膜上,受体蛋白DP(SRP receptor)/ “SRP-信号肽-新生肽链”&核糖体与内质网膜上的易位子(translocon)结合

●SRP & receptor-DP 脱离新生肽链,返回细胞质基质重复使用,并伴随水解GTP释放能量

2GTP 2GDP+energy

?环化构象的信号肽与易位子结合,孔道打开,信号肽及随后的肽链进入内质网腔中(耗能过程)

内质网腔中,信号肽酶(signal peptidase)切除信号，肽链继续延伸直至完成整个翻译过程，分子伴侣协助蛋白正确折叠。

●Schekman：用酵母突变体，鉴定了三类（23个基因）与膜泡运输

有关，分别是什么？其转运路径是什么？

分成网格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三种类型。COP II有被膜泡负责从内质网到高尔基体顺行转运, 小G蛋白－SAR 网格蛋白介导由高尔基体向质膜、细胞外，或胞内体或溶酶体的运输顺行转运，小G蛋白－ARF

COP I有被膜泡负责从高尔基体到内质网逆行转运。捕获逃逸蛋白回到内质网；小G蛋白－ARF

（网格蛋白膜泡穿梭于外侧高尔基体和细胞质膜之间

COPI膜泡则介导蛋白质从高尔基体运回内质网

COPII被膜小泡则介导从内质网运到高尔基体。）

●Rothman：发现了膜泡停泊和融合的拉链式蛋白复合物，是什么？SNARE复合体

●Südhof：鉴定了能在精确时间和空间调节细胞融合的主要成分？钙离子结合蛋白和Ca+流

●要点归纳和拓展思考：NO作为细胞信号分子的发现－推理－承

认－应用过程。

发现：佛契哥特（Furchgott）发现乙酰胆碱使血管内皮细胞舒张EDRF 作用

推理：穆拉德酶活试验伊格纳罗推测EDRF就是NO

承认：1992年，NO被Science评为年度明星分子（molecule of the year）。同时Science以“Just Say NO”为封面，并以“NO News is Good News.”为题目发表专论，高度评价了NO的发现及其生物学作用。

应用：伟哥、夜宁新

美国科学家詹姆斯?罗斯曼（James E. Rothman）、兰迪?谢克曼（Randy W. Schekman）以及德国科学家托马斯?聚德霍夫（Thomas C. Südhof），由于发现了囊泡准确转运物质的调控机制，而共同获得了2013年诺贝尔生理学

1、下图所示分泌蛋白合成及分泌的过程，其分泌过程顺序正确的是（ C ）

A．囊泡→高尔基体→内质网→囊泡→膜外

B．囊泡→内质网→高尔基体→囊泡→膜外

C．内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→膜外

D．高尔基体→囊泡→内质网→囊泡→膜外

2、2013年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，三位科学家因发现了细胞囊泡运输调控机制而获奖。所谓囊泡运输调控机制，是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜，而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡通过与目标细胞膜融合，在神经细胞指令下可精确控制激素、酶、神经递质等分子传递的恰当时间与位置。下列各项中，与囊

泡的产生无直接关系的细胞结构是（ D ）

A．内质网B．高尔基体C．细胞膜D．核糖体

3、2013年诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、转运、锚定和融合等过程（如下图所示），需要货物分子、运输复合体等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是（C ）

A．囊泡运输需要载体蛋白

B．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”

C．目前已知囊泡运输有三种类型

D．膜泡运输为细胞提供能量，如ATP

4、三位科学家因研究揭示“囊泡转运”的奥秘而获2013年度诺贝尔生理学或医学奖。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡分披网格蛋白小泡、COPI被膜小泡及COPII被膜小泡三种类型，参与不同途径的运输。下列有关叙述错误的是（A）

A．COPI及COPII膜泡运输方向相同

B．COPI主要是将蛋白质从高尔基体运到内质网

C．COPII主要是将蛋白质从内质网运到高尔基体

D．网格蛋白主要是将“货物”膜泡从高尔基体运到细胞外

5、美国科学家詹姆斯罗思曼、兰迪谢克曼以及德国科学家托马斯祖德霍夫获2013年诺贝尔生理学或医学奖。获奖理由是“发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制”。兰迪谢克曼发现了囊泡传输所需的一组基因；詹姆斯罗思曼阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器；托马斯聚德霍夫则揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。三位科学家揭开了细胞精确控制物质运输和投递的神秘面纱。动物乳腺上皮细胞正常生理活动过程中也离不开囊泡的运输调节机制。下图为羊乳腺上皮细胞合成与分泌乳汁的过程示意图。请据图回答：

⑴在上述酪蛋白乳糖等有机物的合成、加工、运输、分泌过程中，起重要作用的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体_（至少写出两个）。

⑵囊泡在物质转运过程中起着重要作用。囊泡可以将物质通过细胞膜的融合投送到细胞外，需要什么复合物SNARE复合体____________。

(3)实现精确膜融合和投送蛋白，所需要的物质是什么___钙离子结合蛋白和Ca+流。

6、细胞质不同部位间的大分子物质运输转运主要通过囊泡进行，如图中的各种小球形结构。图示细胞结构和功能模式，A、B、C、D表示细胞内的四种细胞器，请分析回答下列问题：

（1）写出下列字母所标注的细胞器名称：[A] 内质网；[C] 高尔基体。

（2）囊泡是一种细胞结构，但由于其结构不固定，因而不能称之为细胞器。图所示细胞中，能产生囊泡的结构是内质网，高尔基体和细胞膜；

（3）糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程（环节）有问题或者胰岛素作用的靶细胞对胰岛素不敏感外，还有可能的原因是胰岛素合成后囊泡运输出现障碍或者不能准确释放到目的位置。