内容正文:
微专题(二) 蛋白质的分选和囊泡运输
真题测评·试能力
1.(2023·浙江6月选考)囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )
A.囊泡的运输依赖于细胞骨架
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
解析:选A 囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架,A正确;核糖体无膜结构,不能形成囊泡,B错误;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,C错误;细胞内的核糖体和中心体无膜结构,囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体,D错误。
2.(2022·广东高考)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡
解析:选D 分泌蛋白的合成和分泌经过的细胞结构依次是核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡和细胞膜,最后分泌到细胞外;由题意可知,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中,则在细胞外检测不到分泌蛋白,还可能检测到分泌蛋白的结构包括内质网、内质网形成的囊泡,D符合题意。
3.(2022·浙江6月选考)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
解析:
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选C 光面内质网是脂质合成的场所,消化酶是分泌蛋白,合成场所是附着在粗面内质网上的核糖体,A错误;核糖体无膜结构,不能形成小泡包裹该酶,B错误;高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送,具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用,C正确;该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现,D错误。
4.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,肽链继续合成,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。
(1)为研究分泌蛋白的合成及分泌过程,科学家将一小块胰腺组织放入含放射性标记的必需氨基酸的培养液中短暂培养,理由是氨基酸是蛋白质的基本组成单位,胰腺组织细胞不能合成必需氨基酸,能合成非必需氨基酸。组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光,固定组织后在显微镜下便可发现细胞中含放射性的位点,这一技术能确定放射性物质(蛋白质)在细胞中的位置,并最终确定分泌蛋白合成及分泌的相关路径。在此过程中,生物膜之间相互转化的基础是生物膜结构和组成成分的相似性。
(2)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质功能是参与内质网上囊泡的形成;Sec17基因所编码蛋白质的功能是参与囊泡与高尔基体的融合。
深化学习·提素养
1.分泌蛋白形成过程图解
2.蛋白质的分选图解
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[模型解读]
(1)由游离核糖体合成的蛋白质去向: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。
3.蛋白质经囊泡运输引起的放射性和膜面积变化
4.核糖体、高尔基体与内质网之间的识别图解
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(1)核糖体与内质网之间的识别
[模型解读] 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
[模型解读] 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。
5.与囊泡运输有关的问题归纳
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[微提醒] 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