内容正文:
热点情境系列(01) 信号识别与囊泡运输
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(2021·山东卷)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
真题例证
C
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C 由题干可知,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;由于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功能缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,故可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。
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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1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。
知识拓展
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图1
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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(如图2所示),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图3所示。
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图2
图3
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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的相互识别,进行囊泡运输。
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1.研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性,如图所示。下列相关推测不合理的是( )
情境导练
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A.分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
B.内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物
C.SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D.经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
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C 分泌蛋白需经内质网和高尔基体的加工,因此分泌蛋白最初合成的多肽链上含SP,即相应的mRNA上有SP的密码子,因此分泌蛋白基因中有控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列,A合理;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含SP,说明在内质网腔内信号肽被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),B合理;SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中不会合成SP,因此该种细胞所合成的多肽链不会进入内质网中,C不合理;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性,推测这些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工,D合理。
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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继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内
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
D
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D 多肽链与核糖体一起转移到内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,A正确;驻留蛋白的羧基端有一段特殊的四肽序列(KDEL),驻留在内质网,可能参与运出蛋白的折叠与组装,B正确;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,实现了膜的融合,C正确;通过题干信息可知,转运囊泡膜内侧没有KDEL受体,D错误。
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