内容正文:
热考微专题(一) 蛋白质的分选和运输
【精研 强思维】
【解析】选B。本题主要考查分泌蛋白的合成和运输过程。核糖体没有膜结构,不能通过囊泡从核糖体向内质网转移,A错误;蛋白P被排出细胞的过程为胞吐,依赖细胞膜的流动性,B正确;由题意可知,碱性环境会导致蛋白P空间结构改变,提取蛋白P过程中为保持其生物活性,所用缓冲体系应为酸性,C错误;病原菌侵染使蛋白P结构改变,不被受体识别,进一步体现受体识别的专一性,D错误。
【思维拓展】
信号识别与囊泡运输
1.核糖体与内质网之间的识别:
核糖体合成的新生肽被信号肽(能引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短肽链)引导至内质网后,继续合成肽链,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落。
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。
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,主要是因为囊泡上具有特殊的膜标志蛋白V-SNARE蛋白,囊泡通过与靶细胞器或靶细胞上特殊的膜标志蛋白T-SNARE蛋白相互识别,进行囊泡运输,将物质准确地运送到相应的位点。
精练 提能力
1.(核糖体与内质网之间的识别)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。下列相关推测不合理的是( )
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
【解析】选C。信号肽(SP)存在于游离核糖体最初合成的肽链上,所以分泌蛋白基因中有控制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SP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,因此不会进入内质网中,C不合理;由题意经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性可推测,这些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工,D合理。
借题发挥 信号肽假说
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。如图所示:
(1)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。
(2)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,结束前其信号肽被切除,核糖体脱落。
(3)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)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是( )
A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D.M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
【解析】选D。S酶仅在某些蛋白质上形成M6P标志,体现了S酶的专一性,A正确;据题干信息可知,溶酶体酶是经内质网加工后再进入高尔基体转化而来的,由此推测附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成,B正确;S酶功能丧失,影响溶酶体酶的合成,从而影响衰老和损伤的细胞器的分解,则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;若M6P受体基因缺陷,则不能发生识别过程,带有M6P标志的蛋白质会经囊泡运往细胞膜,D错误。
借题发挥 蛋白质分选的三个去路
细胞内各种蛋白质的合成和转运途径如图:蛋白质在高尔基体中完成加工、分类和包装后,主要有三个去路:通过囊泡分泌到细胞外、成为膜蛋白和包裹在囊泡中形成溶酶体。
【加固训练】
(受体介导的囊泡运输)(1)(2025·湖北部分中学联考)酵母菌液泡的功能类似于动物细胞的溶酶体,可进行细胞内“消化”。API蛋白是一种存在于酵母菌液泡中的蛋白质,前体API蛋白进入液泡后才能形成成熟蛋白。已知前体API蛋白通过生物膜包被的小泡进入液泡途径分为饥饿和营养充足两种情况(如图),图中自噬小体膜的分解需要液泡内的相关蛋白酶。下列分析正确的是( )
A.图中显示的途径一、二都能体现细胞膜的信息交流功能
B.自噬小泡的膜与液泡膜的融合体现了生物膜的功能特性
C.检测液泡中是否含有NADPH可以证明线粒体是否通过途径一进入液泡
D.无论是饥饿状况下还是营养充足情况下,液泡中都可以检测到成熟的API蛋白
【解析】选D。图中显示的途径一、二都不能体现细胞膜的信息交流功能,细胞膜信息交流功能是两个细胞之间,图中是在细胞内进行的,A错误;自噬小泡的膜与液泡膜的融合体现了生物膜的结构特点,即具有一定的流动性,B错误;若要证明线粒体是否通过途径一进入液泡,可以检测液泡中是否含有催化NADH与O2反应生成水的酶,C错误;由题图信息分析可知,API蛋白是通过生物膜包被的小泡进入液泡的,在饥饿条件下,即营养不足时较大的双层膜包被的自噬小泡携带着API蛋白及细胞质中其他物质与液泡膜融合,而营养充足时酵母菌中会形成体积较小的 Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合,故无论是饥饿状况下还是营养充足情况下,均可在液泡中检测到成熟的API蛋白,D正确。
(2)高尔基体膜上的RS受体特异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质运回内质网并释放。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】选C。消化酶和抗体属于分泌蛋白,其产生过程需要经过内质网、高尔基体的加工,而该类蛋白是错误运输到高尔基体的,故不属于该类蛋白,A正确;该类蛋白经囊泡运输需要消耗能量,B正确;由题意“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”可知,高尔基体膜上的RS受体与含RS的蛋白质结合能力强,所以pH应该低,C错误;RS功能缺失会使该类蛋白的回收异常,不能运回内质网,在高尔基体内积累,含量增加,D正确。
借题发挥 囊泡运输中的错误转运
蛋白质在内质网和高尔基体之间、在高尔基体和细胞膜之间是通过囊泡进行转运的,细胞内存在错误转运的纠错机制。试题常提供相关情境信息,学生需认真分析所给信息并作出合理推断。
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