内容正文:
重难点4 蛋白质的分选与囊泡运输
1.(2024·山东卷)某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成,并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下,蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合,引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性,导致蛋白P空间结构改变,使其不被受体识别。下列说法正确的是( )
A.蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B.蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C.提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为碱性
D.病原菌侵染使蛋白P不被受体识别,不能体现受体识别的专一性
解析 核糖体不具有膜结构,不能形成囊泡,故A错误;蛋白P被排出细胞的过程是胞吐,胞吐过程存在生物膜的融合过程,依赖细胞膜的流动性,B正确;在碱性条件下,蛋白P的空间结构改变,不能被受体识别,故C错误;被病原菌侵染后,蛋白P不能被受体识别是因为其空间结构发生了改变,体现了受体识别的专一性,D错误。
答案 B
2.(2024·浙江1月卷)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经SRP受体内的通道送入内质网腔,继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )
A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
解析 SRP受体并不是参与所有蛋白质的合成过程,故SRP受体缺陷的细胞可以合成多肽链,B错误;核糖体无膜,核糖体和内质网之间不能通过囊泡转移多肽链,C错误;性激素属于固醇,其不通过题中途径合成并分泌,D错误。
答案 A
1.真核细胞蛋白质分选的主要途径与类型
(1)左侧代表信号肽途径合成的蛋白质
mRNA在游离核糖体上开始合成,然后在信号肽引导下与内质网膜结合,并经内质网和高尔基体加工完成蛋白质合成后,分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
(2)右侧代表非信号肽途径合成的蛋白质
途径2:合成的蛋白不含信号序列,并驻留在细胞质基质中。
途径3、4、5:表示依据不同的细胞器特异性的靶向序列,首先释放到细胞质基质,然后通过跨膜运输方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。
途径6:通过核孔运输至细胞核。
2.信号肽假说与蛋白质的合成、加工
游离的核糖体合成多肽链,当多肽链延伸至70~100个氨基酸残基后,肽链停止延伸,末端信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体与新生肽引导至内质网。随后SRP脱离,信号肽引导新生肽链进入内质网腔中。信号肽在进入内质网腔后会被切除,肽链继续合成直至结束,最后核糖体从内质网脱落。
3.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。
4.受体介导的囊泡运输
(1)与囊泡运输有关的问题归纳
(2)囊泡运输与信息交流
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。
1.(蛋白质的分选)(2024·济南模拟)科学家研究发现:蛋白质NH2端的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网膜上SRP的受体(DP)等因子共同决定了蛋白质能否转移到粗面内质网。为了探究分泌蛋白的合成、运输过程,科学家进行了体外非细胞系统蛋白质的合成实验,其设计及结果如下表格。
实验
组别
编码信号肽的mRNA
SRP
DP
粗面内
质网
结果
1
+
-
-
-
产生含信号肽的完整多肽
2
+
+
-
-
合成70~100氨基酸残基后,肽链停止延伸
3
+
+
+
-
产生含信号肽的完整多肽
4
+
+
+
+
信号肽切除后,多肽链进入内质网
注:“+”和“-”分别代表反应混合物中存在(+)或不存在(-)该物质。
下列相关叙述错误的是( )
A.该实验证明分泌蛋白在核糖体上合成结束后再转移到内质网
B.—NH2端信号序列一旦与SRP结合将导致肽链延伸暂时停止
C.内质网膜上可能有切除信号肽的信号肽酶
D.SRP既可与信号肽结合,又可与内质网上的DP结合
解析 根据题干内容,对比实验组1和3可知,当SRP和DP都同时缺失或存在且无粗面内质网时,都可以产生含信号肽的完整多肽;实验组2只含SRP时,无法合成完整多肽;实验组4中,SRP、粗面内质网和DP都存在时,就可以得到切除信号肽的多肽链,并进入内质网。该实验无法证明分泌蛋白在核糖体上合成结束后再转移到内质网,A错误;从实验组2看知,只含SRP时,无法合成完整多肽,说明—NH2端信号序列一旦与SRP结合将导致肽链延伸暂时停止,B正确;只有含粗面内质网时,信号肽才能被切除,内质网膜上可能有切除信号肽的信号肽酶,C正确;SRP既可与蛋白质NH2端的信号肽结合,又可与内质网上的DP结合,D正确。
答案 A
2.(囊泡运输)(2024·怀化二模)高尔基体形成囊泡后可以通过图示两种分泌途径将物质分泌到胞外。下列分析错误的是( )
A.图示分泌过程会导致细胞膜成分发生更新
B.信号分子需进入细胞才能参与调控胞吐过程
C.神经递质和激素的分泌主要属于调节型分泌
D.囊泡与细胞膜融合分泌物质依赖于膜的流动性
解析 图中所示分泌过程存在与细胞膜的融合,可使细胞膜成分发生更新,A正确;图示可知信号分子与细胞膜上的受体结合,未进入细胞,B错误;神经递质的释放需要轴突的兴奋,激素的分泌也是需要一定的刺激,符合信息分子与受体结合、信号传导再释放,主要属于调节型分泌,C正确;囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,D正确。
答案 B
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