内容正文:
第二单元 细胞的结构和功能
微专题1 囊泡运输与蛋白质分选
目录
CONTENTS
01
知识讲解
02
典型例题
01
知识讲解
1.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。如图1所
示,新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒
(SRP)结合,SRP通过与内质网上的SRP受
体(DP)结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后,SRP脱离,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。
知识讲解
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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(图2)
,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。驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列,将它们回收到内质网。
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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上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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2.蛋白质的分选
(1)游离的核糖体上合成的蛋白质的去向
①存在于细胞质基质;②进入细胞核;③进入
细胞器(如叶绿体、线粒体等)。
(2)经内质网、高尔基体加工后的蛋白质去向
①分泌到细胞外(分泌蛋白);②进入溶酶体
(溶酶体中水解酶)等结构;③整合到细胞膜上(膜蛋白)等。
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02
典型例题
[例1] (2023·浙江6月,6)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: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。
典型例题
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[例2] 如图为真核细胞中某分泌蛋白的加工和运
输的部分过程示意图,下列有关分析错误的是( )
A.分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在功能上的
协调配合
B.破伤风杆菌分泌外毒素(一种蛋白质)也离不开上述过程
C.在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D.若囊泡转运机制发生缺陷,可能使内质网与高尔基体间积累大量囊泡
典型例题
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解析:破伤风杆菌属于原核生物,其细胞中不含内质网和高尔基体,B错误;由题图可知,内质网膜与高尔基体膜可以通过囊泡进行转化,说明内质网膜和高尔基体膜具有相似性,也体现了生物膜结构上的紧密联系,C正确;若细胞内囊泡转运机制发生缺陷,可能使内质网与高尔基体间积累大量囊泡,D正确。
典型例题
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[例3] 美国和德国科学家合作研究发现了囊泡
准确转运物质的调控机制。下列有关囊泡运输的说法
不正确的是(注: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。)( )
A.囊泡膜以磷脂双分子层为基本支架,成分与细胞膜完全相同
B.三种囊泡膜与线粒体内膜、类囊体膜都属于生物膜系统
C.囊泡转运受干扰,会对机体产生有害影响
D.囊泡是一种细胞结构,但不属于细胞器
典型例题
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[例4] 如图表示几种蛋白质的合成过程,其中①~③表示细胞器,④为囊泡的形成过程。下列叙述错误的是( )
A.①是合成肽链的场所,在真核细胞中①的合成与核仁有关
B.②是多肽链进行加工的场所,在蛋白质的运输过程中②的膜面积会发生变化
C.③是物质运输的枢纽,其加工后的物质在囊泡中的位置存在差异
D.图中囊泡可来源于②或③,其包裹的成熟的蛋白质可在细胞外发挥作用
典型例题
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[例5] 在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的信号肽借助内质网上的SRP受体,将新生肽引导至内质网继续蛋白质的合成。当错误折叠蛋白在内质网聚集时,BiP-PERK复合物发生解离,形成游离的BiP与PERK蛋白。BiP可以将错误折叠的蛋白质重新正确折叠并运出。PERK被磷酸化激酶催化发生磷酸化,一方面抑制多肽链进入内质网,另一方面促进BiP表达量增加。下列说法正确的是( )
A.与分泌蛋白的合成、加工及分泌有关的结构都属于生物膜系统
B.SRP受体合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会在内质网腔中聚集
C.当PERK以游离状态存在时,内质网不能产生包裹蛋白质的囊泡
D.提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常
典型例题
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解析:生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜、核膜等,与分泌蛋白的合成、加工及分泌有关的结构不都属于生物膜系统,A错误;SRP受体合成缺陷的细胞中,新生肽无法被引导至内质网继续蛋白质的合成,因此不会在内质网腔中聚集,B错误;游离的PERK促进BiP表达量增加,BiP可以将错误折叠的蛋白质重新正确折叠并运出,此过程内质网会形成囊泡,C错误;提高磷酸化激酶活性会促进PERK发生磷酸化,进而促进BiP将错误折叠的蛋白质重新正确折叠并运出,使异常蛋白积累的内质网恢复正常,D正确。
典型例题
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[例6] 如图为细胞内物质运输的过程及局部放大示意图,其中①~⑤表示不同的细胞结构。请回答下列问题:
(1)甲图中[ ]________鼓出形成囊泡X,囊泡X到达[ ]__________并与之融合。若囊泡Y内含有多种酸性水解酶,则结构⑤可能是________。
(2)据乙图可以推测,囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的原因是_______________________________________________。
③
内质网
④
高尔基体
溶酶体
囊泡上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B特异性结合
典型例题
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(3)囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构,据图回答,囊泡膜具有流动性的主要表现是______________________________________。
(4)人工膜为人工合成的脂质膜,丙图为不同温度下胆固醇对人工膜微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线,与人工膜相比较,细胞膜中的成分还有________________。据图分析胆固醇对人工膜流动性的影响是:在温度较高时,胆固醇可以________________。
与细胞膜融合,分泌蛋白被分泌到细胞外
蛋白质和糖类等
降低膜的流动性
典型例题
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解析:(1)甲图中囊泡X由③内质网经“出芽”形成,到达④高尔基体并与之融合成为其一部分。囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构,若囊泡Y内含有多种酸性水解酶,则结构⑤可能是溶酶体。
(2)据乙图可以推测,囊泡上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B特异性结合,所以囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外。
典型例题
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(3)分泌蛋白通过胞吐方式被分泌到细胞外,体现了囊泡膜和细胞膜具有流动性。
(4)细胞膜的组成成分有蛋白质、脂质和少量糖类等,人工膜为人工合成的脂质膜,所以与人工膜相比较,细胞膜中的成分还有蛋白质和糖类等。根据丙图曲线可知,不含胆固醇的人工膜随着温度的升高,微粘度下降明显,说明在温度较高时,胆固醇可以降低膜的流动性。
典型例题
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