内容正文:
精研重难点(二) 厘清蛋白质的分选与囊泡运输
从“高度”上研究高考
[典例] (2021·山东高考)高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 ATP
C.高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高
D.RS 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
[解析] 根据题干信息可以得出结论,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;细胞通过囊泡运输需要消耗ATP,B正确;根据题干信息“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质”“RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱”,如果高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高,则结合能力减弱,所以可以推测高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 低,C错误;如果RS的功能缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。
[答案] C
从“深度”上提升知能
(一)图解蛋白质的分选过程
模型图示
模型解读
(1)由游离核糖体合成的蛋白质的去向:细胞质基质、细胞核内、线粒体、叶绿体等;
(2)由附着核糖体合成,内质网、高尔基体加工的蛋白质的去向:分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中;
(3)线粒体和叶绿体中的蛋白质一部分由核基因控制、细胞质中游离核糖体合成后转入其中,还有一部分由线粒体、叶绿体自身的基因控制、自身的核糖体合成
(二)信号识别与囊泡运输
1.核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为,经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示),继续合成肽链,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落;肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体,最后经细胞膜分泌到细胞外。
2.内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图1),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
图1
图2
3.受体介导的囊泡运输
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别,进行囊泡运输。
从“宽度”上拓展训练
1.囊泡是细胞内各种生物膜结构之间进行物质运输的“通道”,囊泡运输参与细胞多项重要的生命活动。下列叙述错误的是( )
A.囊泡参与分泌蛋白的运输,该过程中高尔基体起重要的交通枢纽作用
B.神经元中的囊泡与突触前膜融合后释放神经递质,一定会引起突触后膜产生兴奋
C.病原体被吞噬细胞吞噬后经囊泡运输到溶酶体分解,部分产物可被细胞再利用
D.胰岛素的靶细胞中囊泡移向细胞膜释放葡萄糖载体蛋白,有利于降低血糖含量
解析:选B 分泌蛋白的运输过程与内质网、囊泡、高尔基体有关,其中高尔基体起着重要的交通枢纽作用,A正确;神经元中的囊泡与突触前膜融合后释放神经递质,不一定会引起突触后膜产生兴奋,因为引发突触后膜产生兴奋的神经递质必须是兴奋性递质,并且刺激需要达到一定强度,即阈刺激,B错误;吞噬细胞吞噬病原体后经囊泡运输到溶酶体,溶酶体中的水解酶,将抗原消化分解掉,分解后的产物如果对细胞有用,可以再利用,废物则被排出细胞,C正确;胰岛素与靶细胞表面受体结合后,经一系列信号转导过程,促进包裹着葡萄糖载体蛋白的囊泡向细胞膜移动并释放葡萄糖载体蛋白,有利于降低血糖含量,D正确。
2.多肽链进入内质网加工后,有些被运送到细胞其他部位称为运出蛋白,有些留在内质网称为驻留蛋白。驻留蛋白的羧基端有一段特殊的四肽序列(KDEL),如果该蛋白被意外地包装进入转运囊泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,高尔基体膜内侧的KDEL受体就会识别并结合KDEL将它们回收到内质网。下列说法错误的是( )
A.多肽链与核糖体一起转移到内质网上完成合成后加工形成有功能的蛋白
B.驻留蛋白可能参与运出蛋白的折叠与组装
C.高尔基体膜通过转运囊泡转化为内质网膜,依赖于膜的流动性
D.内质网膜、转运囊泡膜、高尔基体膜内侧都含有KDEL受体
解析:选D 多肽链与核糖体一起转移到内质网上完成合成后加工形成有功能的蛋白,A正确