21、近三年“诺贝尔奖”专题

一近三年“诺贝尔奖”专题一、2003·水通道彼得·阿格雷由于发现了细胞膜上的水通道而获得2003年诺贝尔化学奖。

我们知道，人体有些细胞能很快吸收水，而另外一些细胞则不能吸收水。

早在19世纪中期，科学家就猜测细胞膜有允许水分和盐分进入的孔道，每个通道每秒种有几十亿个水分子通过。

但这一猜想一直未得到证实。

1988年，阿格雷成功地分离了存在于血红细胞膜和肾脏微管上的一种膜蛋白，后来他认识到这个蛋白有水通道的功能，这就是科学家们长期搜寻的水分子通道。

他画出了清晰的水通道蛋白的的三维结构图，详细解释了水分子是如何通过该通道进入细胞膜的，而其他微分子或离子无法通过的原因。

罗德里克·麦金农由于对离子通道结构和机制的研究也获此奖。

离子通道是细胞膜的另一种通道。

他提示了当离子穿过细胞膜时，不同的细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的开户或关闭。

同时，离子通道通过过滤机制，只让钾离子通过，而不让钠离子通过。

他们的发现阐明了盐分和水如何进出活细胞。

比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。

1．彼得·阿格雷由于发现了细胞膜上的水通道而获得了2003年诺贝尔化学奖。

你认为下图中哪一张图与水通道有关？ （ ）2．根据材料回答问题：（1）细胞膜的结构特点是 ，功能特点是 。

（2）离子通道运输离子 （填“需要”或“不需要”）先与载体结合，属于 过程。

（3）离子通道的特性从根本上是由 决定的。

（4）水通道、离子通道和离子载体运输物质时的共同特点有 性。

（5）水通道和离子通道的结构和功能不同的这一事实，表明 。

（6）甘油等分子比K + 、Na + 更容易通过细胞膜，原因是 。

（7）自由水可自由地出入细胞，科学家推测细胞膜上存在水通道，1秒钟中1个通道可通过几十亿个水分子。

经过10余年的研究，阿格雷1990年第一次发现水通道蛋白，并把含有或不含水通道蛋白的细胞放到水溶液中，结果前者可通过___________作用吸水，后者则不能吸水。

2000年他又公布了其蛋白质结构。

（8）近10余年来，至少已发现11 种水通道蛋白，例如健康的人24小时由肾小球滤出原尿可达170L ，经过弯曲细长的肾小管，大约70%的水被称为AQP1的水通道蛋白吸收入血液，再在肾小管未端被称为AQP2的水通道蛋白吸收，最终经集合管管吸收可只形成1L 尿液。

研究证明 分泌的抗利尿激素可以刺激肾小管细胞膜上AQP2的合成，使尿液量 ，由此推测，抗利尿激素打开了控制AQP2基因表达的开关。

（9）长期以来，人们还认识到红细胞内外Na + 、K + 浓度相差几倍到几十倍，其中K + 浓度高的一侧位于红细胞的______侧，细胞维持这种浓度与某细胞器直接有关。

（10）据研究，神经细胞与肌细胞、腺细胞等可兴奋细胞内外K + 、Na + 离子及电荷情况与红细胞类似。

而当某一部位受到刺激时，该处Na + 快速内流使膜电位改变，科学家发现K + 、Na + 快速流动时并不消耗能量，推测细胞膜上存在K + 、Na + 离子通道，且彼此不同。

麦金农1998年确定了这离子通道蛋白质结构、形状和启闭机理。

请推测该离子蛋白通道与再后来需消耗能量才能运输K + 、Na + 的载体蛋白的结构功能应该 。

（相同或不同）（11）水分子通过细胞膜的方式是 ，离子通过细胞膜的方式是 。

（12）如果用胰蛋白酶（或蛋白质抑制剂）处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明了细胞膜上的水通道和离子通道的化学成分都是。

（13）如果在细胞内注入呼吸作用抑制剂，将会强烈抑制细胞膜上通道的作用。

（14）神经元在受到刺激后，细胞膜上的电位变化是，由题干中信息可知这种电位变化可能和有密切关系。

3．水是否真能“自由”通过细胞膜？科学家开展了深入的研究。

（1）彼得·阿格雷利用纯的磷脂通过一定方法制成“脂质体”（一种只由磷脂双分子层构成的泡状结构），作为细胞模型。

将“脂质体”置于清水中，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化，这一事实表明。

进一步根据细胞膜的化学成分进行分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由，它最可能与膜上（化合物）有关。

（2）彼得·阿格雷从人红细胞及肾小管壁细胞的细胞膜中分离出一种分子量为28的膜蛋白—CHIP-28，并证明它就是一种“水通道蛋白”。

选择这两种细胞为实验材料的主要依据是。

（3）简述证明CHIP-28确实与水分子运输有关的实验基本思路。

二、2004·泛素2004年诺贝尔化学奖授予了以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯等三位科学家，以表彰他们发现了“泛素调节的蛋白质降解过程”，揭开了蛋白质“死亡”的重要机理。

（这是生物体内一种高效率的、指向性极强的降解过程，它如同一位质量监督员，负责把细胞中新合成的不合格的蛋白质销毁掉，而不合格蛋白质的存在，与人体细胞的癌变有极其密切的关系。

1．泛素是一种由76个基本单位组成的热稳定蛋白。

下列有关泛素的叙述中正确的是（）A．组成泛素的基本单位是核苷酸B．泛素可与双缩脲试剂反应，溶液呈紫色C．泛素在经高温处理后仍一定有活性D．控制泛素合成的基因中共有456个核苷酸2．泛素是一种由76个氨基酸合成的多肽，能调节细胞内需能的蛋白质酶促降解是否发生。

相关叙述正确的是（）A．泛素作用于核糖体，具有催化功能B．根据泛素的氨基酸序列可确定其基因的全部碱基对序列C．人体内蛋白质的降解均需要ATP提供能量D．细胞内蛋白质合成和降解是同时进行的3．根据材料回答问题：（1）蛋白质的基本单位的结构通式是。

（2）构成细胞膜的蛋白质与和等细胞生理过程有密切关系；癌细胞的细胞膜上的等物质减少，使得细胞间黏着性降低，导致癌细胞容易转移。

（3）分泌蛋白的加工场所是，为上述加工过程直接提供能量的物质的结构简式是。

（4）生物体内存在着两类蛋白质降解过程，一种是不需要能量的，比如发生在消化道中的初步降解，这一过程只需要酶参与；另一种则需要能量，它是一种高效率、针对性很强的降解过程。

消耗的能量直接来自于。

（5）细胞内的蛋白质处于不断地降解与更新的过程中。

泛素在其蛋白质降解过程中，起到“死亡标签”的作用，即被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解，发生降解过程的酶是细胞质内的酶。

由此可见，细胞内的蛋白质降解与消化道内的蛋白质降解的主要不同点是。

（6）泛素是一种由76个氨基酸组成的多肽，只在细胞内起作用，可见泛素是在细胞质内的中合成的，其合成方Array式称为___________。

其氨基酸排列顺序也已经弄清，但据此并不能完全确定人体内控制其合成的基因片段的碱基排列顺序，甚至不能准确推测出该基因究竟有多少个碱基对。

请根据你所学的遗传学知道对此加以解释。

三、2004·气味受体2004年诺贝尔生理学或医学奖，授予美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出的贡献。

1．右图为嗅觉受体细胞膜的模式图，下列有关对该图描述错误的是（）二A．A为蛋白质分子，可作为气味受体B．C为多肽，其基本单位是氨基酸Array C．A具有特异性最终是由遗传性决定的D．B为磷脂双分子层，为受体细胞膜的基本支架2．推测位于鼻上皮上部气味细胞的受体可能是（）A．磷脂 B．固醇C．蛋白质D．糖类四、2005·幽门螺杆菌2005年10月3日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，把2005年诺贝生理学或医学奖授予给澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌——幽门螺杆菌。

1982年，澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦发现了幽门螺杆菌，并证明该细菌感染胃部会导致胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡。

这一成果革命性地改变了世人对胃病的认识，大幅度提高了胃炎等患者获得彻底治愈的机会，为改善人类生活质量作出了贡献。

幽门螺杆菌是一种单极、多鞭毛、末端钝圆、螺旋形弯曲的细菌（如图）。

人类是幽门螺杆菌唯一自然宿主。

据估计，全世界约50%的人胃部都“藏”有幽门螺杆菌，但只有极少数受感染的人会患上胃溃疡等胃病。

1．下列有关幽门螺杆菌的叙述中，正确的一组是：（）①没有核膜包围的细胞核②在人工培养的培养基，其pH应为6．5 —7．5③遗传物质DNA分布在拟核和质粒中④基因结构只有编码区，没有非编码区⑤分解有机物、释放能量、形成ATP的场所有线粒体和细胞质基质A．①③⑤B．①③C．②③⑤D．②④2．对幽门螺杆菌引起的消化道溃疡治疗中，下列哪项不正确．．．（）A．给制酸剂（注：制酸剂能使盐酸分泌减少）同时加抗菌剂B．给粘膜保护剂同时加抗菌治疗C．胃溃疡使用制酸剂的时间应比十二指肠溃疡短D．抗菌素药首选一种，以二周为一疗程3．根瘤菌、圆褐固氮菌、幽门螺杆菌、硝化细菌的代谢类型及在生态系统中的地位依次是：（）①自养需氧型②异养需氧型③自养厌氧型④异养厌氧型⑤异养兼性厌氧型⑥生产者⑦消费者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、②-⑥4．2005年10月3日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，把2005年诺贝生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌——幽门螺杆菌。

下列有关说法正确的是（）A．人体的胃只具备化学性消化B．幽门螺杆菌是一种原核生物，无核膜和细胞器C．人感染幽门螺杆菌后，可产生抗体，获得抵抗再感染的免疫力D．幽门螺杆菌是寄生生物，不吃野生动物可避免这类人畜共患疾病的发生5．下列关于线粒体的说法中正确的是（）A．在蒸馏水中线粒体内膜比外膜更容易胀破B．幽门螺杆菌的线粒体比乳酸菌的多C．线粒体中基因控制的性状在后代不会发生性状分离D．线粒体内氧气的浓度一般比细胞质基质的低6．经化学分析后推断某物质不含有任何矿质元素，则该物质可能是（）A．人体主要能源物质的代谢终产物B．幽门螺杆菌细胞壁的主要成分C．唯一能够降低血糖含量的激素D．叶肉细胞中能吸收但不能转换光能的物质7．下列含有质体的细胞是（）A．幽门螺杆菌B．果蝇细胞C．叶肉细胞D．蛙血红细胞8．引起下列疾病的病原体中，具有成形细胞核结构的是（）A．引起胃炎和胃溃疡的幽门螺杆菌B．引起“人-猪链球菌病” 的猪链球菌C．引起禽流感的病原体D．引起“灰指甲”的霉菌9．如下图所示，幽门螺杆菌DNA中有a、b、c等基因，下列有关叙述中不正确．．．的是（）三A．a、b、c基因的遗传不遵循孟德尔遗传规律B．若利用某药物阻止c基因的表达，则a、b也同样不能表达C．组成a、b、c的基本单位相同，而且基因a、b、c中都有RNA聚合酶的结合位点D．基因b控制合成的蛋白质含有m个氨基酸，比水稻中控制合成含有m个氨基酸的蛋白质的基因长度要短很多10．若幽门螺杆菌DNA复制时每秒钟移动距离是750个碱基对，计算幽门螺杆菌RNA酶（104个氨基酸）基因的复制时间为几秒？（）A．0.832B．0.416C．0.277D．0.13911．根据材料，结合你所学过的知识，回答问题：（1）目前，已经可以通过抗体试验、内窥镜检查和呼气试验等诊断幽门螺杆菌感染。