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重难01 囊泡运输及细胞自噬
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重难突破 技巧掌握 速度提升
重难考向聚焦 锁定目标 精准打击:快速掌握重难考向核心靶点,明确主攻方向
重难要点剖析 定位要点 重点提炼:聚焦重难核心内容,深入剖析知识内涵与联系
重难技巧突破 授予利器 瓦解难点:总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧
重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
核心考点
重难考向
高考考情
信号识别与囊泡运输
1. 核糖体与内质网之间的区别
2. 内质网和高尔基体之间的识别
3. 受体介导的囊泡运输
2024·黑吉辽
细胞自噬
1.巨自噬
2.微自噬
3.分子伴侣自噬
2022·辽宁
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一高尔基体途径进行。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过与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体一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。
(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。
(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。
2.细胞自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,从而降解细胞自身病变物质或结构的过程,是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔方式的不同,可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程如图所示:
考向突破01 核糖体与内质网之间的识别
1.(不定项)如图表示分泌蛋白合成的“信号肽假说”机制。下列相关叙述正确的是( )
A.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程中经过的具膜结构依次为内质网、高尔基体、细胞膜
B.GTP既是合成信号肽的原料,也能为信号肽合成提供能量
C.信号肽需借助SRP,待SRP 与SRP受体识别结合后,肽链才能被转移至内质网腔中
D.SRP受体合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会在内质网腔中聚集
【答案】AC
【详解】A、分泌蛋白是指在细胞内合成到细胞外起作用的蛋白质,其合成、加工、运输与分泌过程中所经过的膜结构依次是内质网、高尔基体、细胞膜,A正确;
B、GTP不是合成信号肽的原料,能为信号肽合成提供能量,B错误;
C、由图可知,mRNA首先在核糖体上合成信号肽,信号肽与SRP结合,SRP再通过与内质网上的SRP受体结合,而后肽链边合成边被转移到内质网腔中加工,C正确;
D、SRP受体合成缺陷的细胞中,肽链不能进入内质网,不会形成分泌蛋白,即分泌蛋白不会在内质网腔内聚集,D错误。
2.(不定项)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,如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B.SRP受体缺陷的细胞也可以合成多肽链
C.信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这与细胞间的信息交流有关
D.胰岛素和生长激素均通过此途径合成并分泌
【答案】AC
【详解】A.核糖体没有膜结构,核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合,即依赖于生物膜的信息交流功能,A错误;
B.SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链(非分泌蛋白),B正确;
C.信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这是细胞内的活动,不属于细胞间的信息交流,C错误;
D.胰岛素和生长激素均为分泌蛋白,故均通过此途径合成并分泌,D正确。
3.(不定项)信号肽假说认为,细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)能识别游离核糖体上合成的一段作为信号的氨基酸序列,并与内质网膜上的SRP受体结合,引导游离核糖体附着在内质网上继续合成多肽,多肽在内质网腔内剪去信号序列并进一步加工形成折叠的蛋白质,经高尔基体分泌到溶酶体、细胞膜上或细胞外。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞的生物膜系统中只有细胞膜具有信息交流功能
B.游离核糖体上脱水缩合形成的肽链都含有信号序列
C.合成分泌蛋白能力较强的细胞,其粗面内质网较发达
D.分泌蛋白在合成与加工过程中体现了膜的选择透过性
【答案】ABD
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程大致是:首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面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,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量,这些能量主要来自线粒体。
【详解】A、题意显示,(SRP)能与内质网膜上的SRP受体结合,引导游离核糖体附着在内质网上继续合成多肽,据此可知,细胞器膜有受体,也有信息交流功能,A错误;
B、核糖体上脱水缩合形成的肽链不一定都含有信号序列,只有形成分泌蛋白的多肽链含有信号序列,B错误;
C、粗面内质网越发达,表明内质网上核糖体越多,细胞合成分泌蛋白的功能就越强,C正确;
D、溶酶体的水解酶在加工和分泌过程中体现了膜的流动性,D错误。
解题技巧点拨
一、先牢抓信号肽假说核心流程(解题基础)
简化流程:新生肽合成信号肽→信号肽结合细胞质中的SRP(信号识别颗粒)→SRP 与内质网膜上的 SRP 受体结合→核糖体锚定在内质网膜上→肽链通过易位子进入内质网腔→信号肽被切除→肽链在内质网 / 高尔基体加工→通过细胞膜分泌。
二、明确关键结构 / 物质的 “身份 + 作用”(避坑核心)
结构 / 物质
易错点 / 判断要点
核糖体
无膜结构!因此 “分泌蛋白合成加工经过的膜结构” 不包含核糖体。
信号肽
是新生肽的一段序列,最终会被切除;其合成原料是氨基酸(不是 GTP 等能源物质)。
SRP
细胞质中的颗粒,仅结合 “含信号肽的新生肽”,介导核糖体与内质网的结合。
SRP 受体
位于内质网膜上,是 “核糖体锚定内质网、肽链进入内质网腔” 的必要条件(缺少则肽链无法进入内质网)。
GTP
是供能物质(类似 ATP),不是信号肽的合成原料。
三、选项判断的高频 “坑点” 破解技巧
膜结构 / 膜功能类坑
若选项说 “分泌蛋白过程经过的膜结构包括核糖体”→直接错(核糖体无膜);
若选项说 “生物膜只有细胞膜能信息交流”→直接错(内质网膜的 SRP 受体也能识别 SRP,体现信息交流);
若选项说 “分泌蛋白加工体现膜的选择透过性”→直接错(膜融合体现的是流动性)。
物质作用类坑
若选项说 “GTP 是信号肽的合成原料”→直接错(原料是氨基酸,GTP 供能)。
过程依赖类坑
若选项说 “SRP 受体缺陷,分泌蛋白会在内质网腔聚集”→直接错(SRP 受体缺陷→肽链无法进入内质网,会在细胞质基质聚集);
若选项说 “游离核糖体合成的肽链都含信号序列”→直接错(只有 “分泌蛋白的新生肽” 才有信号肽)。
细胞结构功能类坑
若选项说 “分泌蛋白强的细胞滑面内质网发达”→直接错(粗面内质网附着核糖体,与分泌蛋白相关)。
考向突破02 内质网和高尔基体之间的识别
1.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPII是囊泡,用于蛋白质在甲与乙之间的运输。下列说法错误的是( )
A.甲与乙分别表示内质网和高尔基体,囊泡形成和融合体现了生物膜的流动性
B.COPⅡ运送的错误蛋白质可以通过COPⅠ回收,依赖于膜上蛋白质之间的特异性识别
C.溶酶体中的水解酶及分泌蛋白都是在甲和乙中合成,分别在细胞内和细胞外起作用
D.B淋巴细胞受到细菌病原体刺激,增殖分化产生抗体以胞吐的方式排出
【答案】C
【解析】分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以出芽,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分,高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。
在细胞内,许多由膜形成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙着运输着货物,而高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用。
【详解】A、内质网膜可以形成囊泡膜,囊泡运输蛋白质到高尔基体,所以甲是内质网,乙是高尔基体,囊泡膜与高尔基体膜相融合,体现了生物膜的结构特点--具有一定的流动性,A正确;
B、如图所示:COPⅡ运送的错误蛋白质可以通过COPⅠ回收,这需要错误蛋白质通过与COPI上特异性受体相识别,错误蛋白质才能进入到COPI内,B正确;
C、如图所示:甲是内质网,乙是高尔基体,不管是溶酶体中的水解酶还是分泌蛋白,都是在核糖体中合成的,C错误;
D、B淋巴细胞增殖分化成浆细胞,浆细胞产生抗体,抗体是大分子蛋白质,通过胞吐分泌出细胞,D正确。
2.ERGIC是内质网和高尔基体之间的一个中间膜区室,COPII小泡可将物质由内质网运输到ERGIC,物质经ERGIC分选后,再通过COPI小泡分别运输到内质网和高尔基体,具体过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.COPII小泡与ERGIC的融合过程体现了生物膜的流动性
B.COPI小泡、COPII小泡和ERGIC的膜上可能有相同的蛋白质
C.酶的合成、加工、运输过程均需要COP I小泡和COPII小泡的参与
D.ERGIC对COPII小泡运输来的物质具有识别作用
【答案】C
【分析】图示所示的其实是蛋白质的加工过程,分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以出芽,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分,高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。在细胞内,许多由膜形成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙着运输着货物,而高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用
【详解】A、COPII小泡与ERGIC的融合过程体现了生物膜的结构特点——具有一定的流动性,A正确;
B、由图可知,由于COPI小泡、COPII小泡和ERGIC的膜之间成分相互转化,故三者上可能有相同的蛋白质,B正确;
C、有的酶是胞内蛋白,胞内蛋白的合成、加工、运输过程不一定都需要COP I小泡和COPII小泡的参与,C错误;
D、ERGIC可对COPII小泡运输来的物质进行分拣,说明ERGIC对COPII小泡运输来的物质具有识别作用,D正确。
解题技巧点拨
技巧 1:先定结构 & 囊泡方向,搭好基础框架
先明确:甲 = 内质网,乙 = 高尔基体;
囊泡方向:
COPⅡ 囊泡:内质网→下游结构(如 ERGIC、高尔基体)(负责 “送出”);
COPⅠ 囊泡:下游结构(高尔基体 / ERGIC)→内质网(负责 “回收”,比如带 KDEL 序列的蛋白)。
作用:题目中只要涉及 “囊泡运输方向” 的描述,先对应这一规律,方向错则选项必错。
技巧 2:抓 “识别 + 流动性” 的固定结论
识别机制:囊泡与靶膜的结合(如 KDEL 序列与受体)依赖膜蛋白的特异性识别(选项说 “依赖特异性识别” 是对的);
流动性体现:囊泡的 “出芽形成”“与靶膜融合”,都直接体现生物膜的流动性(选项说 “囊泡形成 / 融合体现流动性” 是对的)。
技巧 3:辨析蛋白质的 “合成 + 运输路径”,避开设合成场所的坑
合成起点:所有蛋白质(包括水解酶、分泌蛋白)的合成场所是核糖体(游离或附着在内质网上),内质网 / 高尔基体是加工、包装场所,不是合成场所(选项说 “在甲 / 乙中合成蛋白质” 直接排除);
运输例外:游离核糖体合成的胞内酶(如呼吸酶),不需要内质网 - 高尔基体路径,因此不需要 COPⅠ/COPⅡ 囊泡参与(选项说 “所有酶均需要这两种囊泡” 是错的)。
技巧 4:警惕 “绝对化表述”,快速排错
高考题中出现 “均、都、全部、必须” 这类绝对词时,优先验证:
例:“酶的合成、加工、运输均需要 COPⅠ/COPⅡ 参与”(错,因为胞内酶不需要);
这类绝对化表述,大概率是错误选项。
技巧 5:结合 “回收机制”,判断选项合理性
带 KDEL 序列的内质网蛋白,若被意外运到高尔基体,会通过COPⅠ 囊泡(高尔基体→内质网)回收,依赖 “KDEL 序列与受体的特异性结合”—— 选项中涉及 “COPⅡ 送错的蛋白通过 COPⅠ 回收” 的描述,是正确的。
考向突破03 细胞自噬
1.促炎症因子IL-1β是研究最多的非经典分泌(其合成与分泌完全不依赖内质网和高尔基体)蛋白。成熟型IL-1β会被运送到一个囊泡中并进入自噬体的双层膜结构之间,最终通过分泌型自噬分泌到细胞外(如下图)。下列叙述正确的是( )
A.IL-1β可被囊泡膜上的受体分子直接识别
B.吞噬泡形成自噬体的过程要依赖生物膜的结构特性
C.自噬体必须与多囊泡体形成双层囊泡,才能将IL-1β分泌出去
D.IL-1β进入双层膜之间,根据磷脂分子的极性可知IL-1β是疏水的
【答案】B
【详解】A、结合图示可知,IL-1β需要与HSP90结合成复合物才可被囊泡膜上的受体分子识别,A错误;
B、吞噬泡形成自噬体的过程要依赖生物膜的流动性实现,流动性是生物膜的结构特性,B正确;
C、根据图示可知自噬体一方面需要与多囊泡体形成双层囊泡,才能将IL-1β分泌出去,另一方面也可以被自噬体直接分泌出去,C错误;
D、IL-1β进入双层膜之间,根据磷脂分子的极性可知IL-1β是亲水的,D错误。
2.自噬被认为是机体的一种自我保护机制如下图,它是通过对细胞内受损的蛋白质、细胞器进行降解并回收利用实现的,以下说法正确的是( )
A.①是内质网等双层膜结构形成的膜泡,包裹待降解的细胞器或其他内含物形成自噬体
B.②③⑤的形成过程主要依赖生物膜的结构特性
C.细胞自噬受基因的调控,经过⑤的过程将相应的物质分解后排出细胞外
D.自噬作用是真核和原核细胞中普遍存在的一种自稳机制
【答案】B
【详解】A 、①是内质网形成的囊泡,但内质网是单层膜结构,不是双层膜结构,A错误。
B、②③⑤的形成过程涉及膜的融合,主要依赖生物膜具有一定流动性的结构特性,B正确;
C、细胞自噬受基因调控,经过⑤(溶酶体与自噬体融合,分解内容物)的过程,分解后的物质可被细胞回收利用,并非都排出细胞外,C错误;
D、自噬作用需要溶酶体等细胞器参与,原核细胞无溶酶体等复杂细胞器,所以自噬作用主要存在于真核细胞中,D错误。
3.细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔的方式的不同,可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程如图1~图3所示。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体只具有清除细胞中衰老、损伤的细胞器的功能
B.微自噬过程无须膜上的蛋白质参与
C.分子伴侣与底物形成复合物后即可直接进入溶酶体
D.当养分缺乏时细胞的自噬作用会增强
【答案】D
【分析】溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵人细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质,在核糖体上合成。
【详解】A、溶酶体能清除细胞中衰老、损伤的细胞器,还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,A错误;
B、微自噬过程为胞吞方式,需要膜上的蛋白质参与,B错误;
C、分子伴侣与底物形成复合物后不能直接进入溶酶体,需要先与膜上的蛋白质结合,C错误;
D、当养分缺乏时细胞的自噬作用会增强,进而满足细胞自身对能量的需求,D正确。
解题技巧点拨
一、先锚定 “细胞自噬核心知识点”(解题基础)
1.适用范围:仅真核生物(原核无溶酶体、膜性细胞器,故无自噬,如第2题 D 直接排除)。
2.结构基础:生物膜的流动性(自噬体形成、膜融合、溶酶体内陷都依赖此特性,是高频考点,如第 1题 B、第2 题 B)。
3.溶酶体功能:不是 “只清理废物”,是 “降解 + 回收” 双重作用 —— 既分解衰老 / 损伤结构,也能在营养缺乏时分解自身物质供能(第3题 D 正确,A 错误)。
4.三种自噬方式的关键区分(对应第3题):
巨自噬:隔离膜包裹底物→形成自噬体→与溶酶体融合;
微自噬:溶酶体膜直接内陷包裹底物;
分子伴侣自噬:分子伴侣 + 底物形成复合物→与溶酶体结合后进入(不是直接进入,第3题 C 错误)。
二、快速排除 “易错选项”(提分关键)
1.膜相关错误:只要涉及 “自噬体形成、膜融合、内陷”,选项说 “不依赖生物膜流动性”→直接排除(混淆结构特性与功能特性)。
2.溶酶体错误:选项说 “溶酶体仅清理衰老细胞器”→直接排除(忽略 “营养缺乏时的回收供能”)。
过程细节错误:
3.微自噬有膜内陷,膜运动需要膜蛋白参与→选项说 “微自噬无膜蛋白参与”(第3题 B)→排除;
4.分子伴侣自噬是 “复合物结合溶酶体后进入”→选项说 “直接进入”(第3 题 C)→排除。
5.分泌类自噬(如第1 题):非经典分泌不依赖内质网 / 高尔基体,但依赖膜流动性,最终通过 “自噬体与细胞膜融合(胞吐)” 分泌→选项涉及 “内质网 / 高尔基体参与”→排除。
三、解题步骤逻辑(高效破题)
1.读题定位考点:先判断题目考 “适用范围、膜结构、溶酶体功能,还是自噬方式细节”;
2.逐选项对标知识点:用 “核心知识点 + 易错点” 快速筛除错误项;
3.结合题干特殊信息:如 “非经典分泌”(第1题)→优先排除涉及内质网 / 高尔基体的选项,聚焦膜流动性。
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·黑吉辽·高考真题)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
【答案】D
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、由图可知,抗原呈递细胞通过胞吞作用摄取抗原。辅助性T细胞不能直接识别外源性抗原,无摄取、加工和处理抗原的能力。
【详解】A、摄取抗原的过程是胞吞,依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白有关,A错误;
B、由图可知,抗原是先由抗原呈递细胞吞噬形成①吞噬小泡,再由③溶酶体直接加工处理的,B错误;
C、MHCⅡ类分子作为分泌蛋白,其加工过程中内质网和高尔基体之间通过囊泡联系,体现了生物膜之间的间接联系,C错误;
D、由图可知,抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,在溶酶体内水解酶的作用下,可以将外源性抗原降解为很多的小分子肽,其中具有免疫原性的抗原肽会与MHC形成复合物,由囊泡呈递于APC表面,D正确。
2.(2025·辽宁盘锦·三模)研究发现,SRP(一种信号肽识别颗粒)识别游离核糖体上新合成的一小段信号肽后,蛋白质合成暂时停止,SRP引导该游离核糖体到达粗面内质网,蛋白质的合成在内质网内继续进行,分泌到细胞外后信号肽不复存在。下列叙述不合理的是( )
A.核糖体读取胰岛素mRNA上的遗传信息时,会出现暂停现象
B.真核细胞游离核糖体合成的多肽链都有SRP识别的序列
C.核糖体上合成的多肽链转变成分泌蛋白,氨基酸数目会减少
D.分泌蛋白经胞吐方式释放,无需载体蛋白参与,但需膜蛋白参与
【答案】B
【分析】根据题意,分泌蛋白先在游离的核糖体合成,形成一段多肽链后,信号识别颗粒(SRP)识别信号,再与内质网上信号识别受体结合,将核糖体-新生肽引导至内质网,SRP脱离,信号引导肽链进入内质网,形成折叠的蛋白质,随后,核糖体脱落。
【详解】A、根据题干信息可知,分泌蛋白合成过程中,会出现暂时停止现象,胰岛素是一种分泌蛋白,因此核糖体读取胰岛素mRNA上的遗传信息时,会出现暂时停止现象,A正确;
B、游离核糖体上合成的多肽链上没有信号肽,这样的多肽链就不会被SRP识别,B错误;
C、核糖体上合成的多肽链转变成分泌蛋白,需要切除信号肽,因此该过程氨基酸数目会减少,C正确;
D、分泌蛋白经胞吐方式释放,该过程需要膜蛋白的参与,但不需要载体蛋白的参与,D正确。
3.(2023·辽宁·一模)科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,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。下列说法错误的是( )
A.微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
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
【答案】C
【分析】核糖体是生产蛋白质的机器,核糖体上合成肽链后经内质网、高尔基体的加工,最终形成具有一定空间结构的蛋白质,才具有生物活性。
【详解】A、微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A正确;
B、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽(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正确;
C、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,因此不会聚集在内质网中,C错误;
D、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质需要经高尔基体进一步加工成熟,具有一定空间结构,具有生物活性,D正确。
4.(2022·吉林白山·一模)在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着于内质网上,继续完成蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如下图所示)。下列说法错误的是( )
A.核糖体与内质网膜的结合依赖于生物膜信息交流的功能
B.SRP可以同时结合DP和信号序列,从而引导肽链进入内质网腔
C.抗体、神经递质、血红蛋白等物质的合成都有上图中这样的过程
D.若在合成新生肽阶段切除信号序列,则不能合成结构正确的分泌蛋白
【答案】C
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:游离的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合,即依赖于生物膜的信息交流功能,A正确;
B、由图可知,信号序列可以被SRP识别,同时DR又是SRP的受体,说明SRP可以同时结合DP和信号序列,并最终引导肽链进入内质网腔,B正确;
C、血红蛋白属于胞内蛋白,不需要分泌到细胞外起作用,则不需要经过图中个过程,C错误;
D、若在合成新生肽阶段切除信号序列,则游离核糖体不能附着于内质网上,分泌蛋白会停止合成,D正确。
5.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)细胞可通过自噬清除功能失调的细胞器及多余的代谢物质,产生特定的代谢产物以应对环境变化,促进细胞存活,维持机体健康。如图根据其降解底物进入溶酶体的方式不同,可分为巨自噬、微自噬、以及分子伴侣介导的自噬。其中巨自噬过程需要LC3(泛素样蛋白)的参与,自噬启动时LC3的一小段多肽被剪切形成LC3-I,自噬时LC3-I和膜上的PE(磷脂酰乙醇胺)偶联转化为LC3-Ⅱ。下列相关叙述正确的是( )
A.巨自噬与微自噬过程都体现了细胞膜的功能特性
B.细胞自噬只在维持细胞内稳态机制中起着关键作用
C.三种自噬过程中特异性最强的是巨自噬
D.巨自噬过程中,细胞内LC3-I与LC3-Ⅱ比值会降低
【答案】D
【分析】溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
【详解】A、巨自噬是形成自噬体包裹物质与溶酶体融合,微自噬是溶酶体直接吞入物质,都涉及物质运输跨膜,体现细胞膜流动性这一结构特性,而非功能特性,A错误;
B、细胞自噬不仅维持细胞内稳态,还能应对环境变化、促进细胞存活,B错误;
C、分子伴侣介导的自噬通过分子伴侣(HSPA)识别特定底物,特异性最强;巨自噬是吞噬泡非特异性包裹底物,特异性弱于分子伴侣介导的自噬,C错误;
D、巨自噬过程中,LC3-I 与膜上 PE 偶联转化为 LC3-II(自噬启动时 LC3-I 形成,自噬时 LC3-I 减少、LC3-II 增加),因此LC3-I/LC3-II 比值降低,D正确。
6.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.错误折叠的蛋白质被泛素标记后才可被自噬受体识别
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
【答案】B
【分析】细胞自噬是细胞内的一种自我消化机制,细胞会将受损的细胞器、错误折叠的蛋白质等包裹在囊泡中,然后与溶酶体融合,由溶酶体中的水解酶将其降解。
【详解】A、根据题干信息“错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体”以及图示可知,错误折叠的蛋白质被泛素标记后才能被自噬受体识别,进而被送入溶酶体进行后续处理,A正确;
B、泛素化蛋白质能运入溶酶体是通过囊泡与溶酶体融合的方式实现的,这体现了生物膜具有一定的流动性,而不是选择透过性。选择透过性是指生物膜允许某些物质通过,而阻止其他物质通过的特性,通常与物质的跨膜运输方式(如自由扩散、协助扩散、主动运输等)相关;而膜的融合过程主要体现的是膜的流动性,B错误;
C、细胞自噬是细胞内的一种自我消化机制,细胞会将受损的细胞器、错误折叠的蛋白质等包裹在囊泡中,然后与溶酶体融合,由溶酶体中的水解酶将其降解。因此,溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬,C正确;
D、溶酶体中含有多种水解酶,能将泛素化蛋白质降解成小分子物质,这些小分子物质如氨基酸等可被细胞重新利用,用于合成新的蛋白质或其他生物分子,D正确。
7.(2025·辽宁大连·一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.泛素可作为分子标签介导目标蛋白质进入降解途径
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
【答案】B
【分析】根据题意:错误的蛋白质会被泛素标记形成自噬受体,被吞噬泡所包裹最后和溶酶体结合,被溶酶体内的水解酶所水解,该过程有利于维持细胞内的稳定性,及时清除错误折叠的蛋白质。
【详解】A、泛素与错误折叠的蛋白质结合,相当于对其进行了标记,泛素化蛋白质会被送入溶酶体降解,因此泛素可作为分子标签介导目标蛋白质进入降解途径,A正确;
B、泛素化蛋白质能运入溶酶体依靠自噬体与溶酶体的融合,体现了生物膜具有一定的流动性,B错误;
C、自噬作用是细胞维持稳态的一种重要机制,通过自噬可清除细胞内错误折叠或聚集的蛋白质以及受损或老化的细胞器。因此溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬,C正确;
D、溶酶体通过细胞自噬的产物一部分以代谢废物的形式排出细胞外,一部分被细胞重新利用。蛋白质被降解的产物是氨基酸,氨基酸可被细胞重新用来合成蛋白质,因此泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用,D正确。
二、多选题
8.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,易位子能识别信号肽序列并与信号肽结合,进而引导新合成的多肽链进入内质网,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法正确的是( )
A.内质网是一个连续的内腔相通的膜性管道系统
B.信号肽序列是在游离核糖体中以氨基酸为原料合成的
C.若多肽链在内质网中正确折叠,则会通过易位子运往高尔基体
D.易位子蛋白功能异常可能会影响溶酶体内水解酶的加工过程
【答案】ABD
【分析】内质网对核糖体所合成的肽链进行加工,肽链经盘曲、折叠等形成一定的空间结构。通过一定的机制保证肽链正确折叠或对错误折叠的进行修正。
【详解】A、内质网是由膜围成的网状结构,其内腔相互连通,形成连续的管道系统,A正确;
B、信号肽序列是某些蛋白质(如分泌蛋白或膜蛋白)N端的一段特殊氨基酸序列。这些多肽链的合成起始于细胞质中的游离核糖体,以氨基酸为原料,在翻译过程中生成信号肽,B正确;
C、若多肽链在内质网中正确折叠,则会运往高尔基体,不是通过易位子运输,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质,C错误;
D、易位子蛋白是受体蛋白,若易位子蛋白功能异常可能会导致新生肽链上信号序列不能被识别,新生肽链不能进入内质网加工,因此会影响真核细胞内分泌蛋白的加工和运输,D正确。
9.(2022·辽宁·高考真题)Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。下列叙述正确的是( )
注:早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B.运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D.运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
【答案】ABC
【分析】运铁蛋白与铁离子结合后成为铁结合运铁蛋白,该蛋白 与细胞膜上的运铁蛋白受体结合并引起细胞膜内陷,最终运送铁离子进入细胞,该过程表明细胞膜具有识别功能,也说明细胞膜在结构上具有流动性,A正确。
【详解】A、铁死亡是一种铁依赖性的,区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式,受基因调控,A正确;
B、从图中运铁蛋白与铁离子的结合及分离,可以看出环境溶液pH为5.0时,运铁蛋白与铁离子分离,环境溶液pH为7.0时,运铁蛋白与其受体分离,随后与铁离子结合成铁结合运铁蛋白,B正确;
C、细胞器和细胞膜结构的改变和功能障碍是脂质过氧化的最明显后果,包括膜流动性降低,C正确;
D、铁离子进入细胞的方式为胞吞,并非主动运输,运铁蛋白运出细胞的过程为胞吐,胞吞与胞吐过程都需要消耗细胞代谢释放的能量,即需要ATP水解并提供能量,D错误。
10.(2024·辽宁沈阳·一模)细胞可通过溶酶体“自噬”自身的部分结构和物质,降解后再利用。细胞自噬主要有三种形式,如图所示。其中,分子伴侣介导的自噬过程中,伴侣蛋白识别带有“KFERQ”(五肽序列)的靶蛋白并与之结合形成复合体,进而被运进溶酶体。下列叙述正确的是( )
A.①过程中,包裹线粒体的双层膜可来自内质网
B.②属于胞吞,需要消耗细胞代谢释放的能量
C.③过程中,靶蛋白由伴侣蛋白引导进入溶酶体后被降解
D.细胞自噬可为细胞提供物质和能量,不会引起细胞凋亡
【答案】AC
【分析】在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
【详解】A、分析题图可知,巨自噬的方式即①过程中,包裹线粒体的双层膜可来自内质网,A正确;
B、该图为溶酶体的微自噬 不是细胞 所以不能叫胞吞,B错误;
C、分析题图以及结合题干“伴侣蛋白识别带有“KFERQ”(五肽序列)的靶蛋白并与之结合形成复合体,进而被运进溶酶体”可知,③过程中,靶蛋白由伴侣蛋白引导进入溶酶体后被降解,C正确;
D、细胞自噬可为细胞提供物质和能量,但是有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡,D错误。
三、非选择题
11.(2024·吉林·模拟预测)细胞内合成的蛋白质需要囊泡介导运输,科学家发现了细胞精确控制物质运输和投递的机制。囊泡分为披网格蛋白小泡、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,如图所示,其中①~④表示细胞结构。鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF,它是由53个氨基酸组成的肽链,其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后,可激发细胞内的信号传递过程,从而促进细胞增殖。回答下列问题:
(1)EGF基本组成单位的结构通式是 。氨基酸首先在 上参与合成一段肽链,然后该肽链按 (用图中序号、相关囊泡类型、结构名称和箭头表示)顺序转移、合成、加工,形成EGF,并将其分泌出细胞。
(2)EGF合成时,发生碱基A与U配对的结构是 (填图中序号)。若不考虑终止密码子,控制EGF合成的mRNA至少含有 个核苷酸,EGF合成过程中6个二硫键形成的场所最可能是 (填图中序号及其结构名称),该蛋白质中的S元素只能存在于氨基酸的 中。
(3)图中披网格蛋白小泡→内体→溶酶体的过程,可说明生物膜的 很相似。结构②蛋白含量的稳定与COPI介导的运输方式有关,原因是 。囊泡能实现精确投送“货物”,说明囊泡膜上可能含有 (填化学本质)。
【答案】(1) 游离的核糖体 ②→COPⅡ→③→运输小泡→④
(2) ① 159 ②内质网 R基
(3) 组成成分和结构 COPⅡ将内质网中的蛋白质运输到高尔基体时,会使内质网膜上的蛋白质减少,而COPⅠ被膜小泡可将蛋白质从高尔基体运回内质网 糖蛋白
【分析】分析图示可知,①为核糖体、②为内质网、③为高尔基体,COPI被膜小泡能将物质从高尔基体运回内质网,COPII被膜小泡能将物质从内质网运到高尔基体,披网格蛋白小泡则将细胞外的物质运到细胞内。
【详解】(1)EGF是由53个氨基酸组成的肽链,基本组成单位的结构通式是 。氨基酸首先在游离的核糖体上参与合成一段肽链,当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网, 到达高尔基体,与高尔基体膜融合,高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡转运到细胞膜, 与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。所以该肽链转移、合成、加工,形成EGF,并将其分泌出细胞外的顺序为②→COPⅡ→③→运输小泡→④。
(2)EGF合成时,发生碱基A与U配对的结构是①核糖体。EGF由53个氨基酸组成,若不考虑终止密码子,控制EGF合成的mRNA上至少含有53×3=159个核苷酸。EGF合成过程中6个二硫键形成的场所最可能是②内质网,该蛋白质中的S元素只能存在于氨基酸的R基中。
(3)图中披网格蛋白小泡→内体→溶酶体的过程,可说明生物膜的组成成分和结构很相似。结构②蛋白含量的稳定与COPI介导的运输方式有关,原因是COPⅡ将内质网中的蛋白质运输到高尔基体时,会使内质网膜上的蛋白质减少,而COPⅠ被膜小泡可将蛋白质从高尔基体运回内质网。囊泡能实现精确投送“货物”,说明囊泡膜上可能含有糖蛋白,起识别作用。
12.(25-26高三上·辽宁·开学考试)蛋白质作为细胞内生命活动的主要执行者,必须被“精准运送”到特定位置才能发挥功能。这个定向运输过程就是蛋白质分选,如图1所示。在蛋白质合成过程中,刚开始合成的一段多肽具有“引导”作用,如果是信号肽,则引导蛋白质进入内质网内加工,如图2;如果是导肽,则引导蛋白质运往叶绿体、线粒体等位置,如图3。请回答下列问题:
(1)图1中细胞内的蛋白质都是在 上初步合成的,之后的分选取决于肽链N-端的信号序列。N-端是指肽链中含有游离氨基的一端,而肽链的另一端含有游离的 。
(2)结合图1分析,膜蛋白的合成、加工和分泌过程体现了细胞器之间在 上具有密切联系。丙氨酸是组成细胞膜上某种蛋白质的原料之一,某研究小组用3H标记丙氨酸为原料研究膜蛋白的分选路径,发现经脱水缩合产生的水中也出现了放射性,干扰了实验结果的检测,假如你是小组成员之一,请针对这个问题提出你的改进方案: 。
(3)图2中信号识别颗粒(SRP)与含有信号肽的蛋白质结合后,与膜上的 结合引导分泌蛋白进入内质网,经过内质网加工后的分泌蛋白还需要高尔基体参与的原因是 。
(4)图3中由细胞核基因控制的叶绿体蛋白质在细胞质的核糖体中合成后会以前体蛋白(一条肽链)的形式与叶绿体膜上受体作用再经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中,前体蛋白通过叶绿体双层膜的运输方式是 。叶绿体内的SPP会将前体蛋白中的导肽切除并进一步加工为成熟蛋白。与前体蛋白相比,成熟蛋白结构的不同点是 (答出两个方面)。
(5)在蛋白质分选过程中,由蛋白质纤维组成的 (填细胞结构)会协助蛋白质在细胞内定向运输。
【答案】(1) 游离型核糖体 羧基(-COOH)
(2) 结构和功能 改用14C标记丙氨酸(或将3H标记在丙氨酸的R基、将3H标记在丙氨酸的与中心碳连接的氢原子)
(3) B受体 高尔基体会对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(4) 主动运输 氨基酸数目减少、具有一定的空间结构
(5)细胞骨架
【分析】细胞骨架的主要成分是蛋白质,细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动,即细胞骨架对各种细胞器起锚定并支撑作用。
【详解】(1)根据图1可以看出,不论是细胞内蛋白还是膜蛋白以及分泌蛋白,最初都是在游离型核糖体上合成的,之后的蛋白质分选,取决于信号序列类型。信号序列位于肽链游离氨基的一端,另一端含有游离的羧基(-COOH)。
(2)膜蛋白的合成、加工和分泌过程使得细胞器之间在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。若用3H标记丙氨酸的羧基,在脱水缩合形成肽键时,羧基中的3H会随着水脱去,无法追踪该蛋白合成与转运的路径,为解决这一问题,可改用14C标记丙氨酸或将3H标记在丙氨酸的R基或将3H标记在丙氨酸的与中心碳连接的氢原子。
(3)结合图2分析,SRP与含有信号肽的分泌蛋白结合后,与内质网膜上的B受体结合,引导肽链进入内质网后进一步合成与加工,这时候形成的是不成熟的蛋白质,还需要高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工成为成熟膜蛋白,才能进一步分类和包装运输到相应部位。
(4)图3中a为叶绿体外膜,b为叶绿体内膜,c为类囊体薄膜,TOC-TIC蛋白复合体相当于位于叶绿体膜上的载体蛋白,其转运前体蛋白至叶绿体中,需要消耗ATP,所以方式属于主动运输。结合图3信息,蛋白质加工过程中存在肽链的切割及空间结构发生改变,最终形成具有一定空间结构的叶绿体蛋白质,故SPP将前体蛋白加工成成熟蛋白的过程中直接改变了前体蛋白的氨基酸数目和空间结构。
(5)细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞内物质运输等生命活动密切相关。
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重难01 囊泡运输及细胞自噬
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重难突破 技巧掌握 速度提升
重难考向聚焦 锁定目标 精准打击:快速掌握重难考向核心靶点,明确主攻方向
重难要点剖析 定位要点 重点提炼:聚焦重难核心内容,深入剖析知识内涵与联系
重难技巧突破 授予利器 瓦解难点:总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧
重难提分必刷 模拟实战 挑战顶尖:挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
核心考点
重难考向
高考考情
信号识别与囊泡运输
1. 核糖体与内质网之间的区别
2. 内质网和高尔基体之间的识别
3. 受体介导的囊泡运输
2024·黑吉辽
细胞自噬
1.巨自噬
2.微自噬
3.分子伴侣自噬
2022·辽宁
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一高尔基体途径进行。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过与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体一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。
(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。
(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。
2.细胞自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合,从而降解细胞自身病变物质或结构的过程,是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔方式的不同,可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程如图所示:
考向突破01 核糖体与内质网之间的识别
1.(不定项)如图表示分泌蛋白合成的“信号肽假说”机制。下列相关叙述正确的是( )
A.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程中经过的具膜结构依次为内质网、高尔基体、细胞膜
B.GTP既是合成信号肽的原料,也能为信号肽合成提供能量
C.信号肽需借助SRP,待SRP 与SRP受体识别结合后,肽链才能被转移至内质网腔中
D.SRP受体合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会在内质网腔中聚集
2.(不定项)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,如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B.SRP受体缺陷的细胞也可以合成多肽链
C.信号肽序列可引导多肽进入内质网加工、修饰,这与细胞间的信息交流有关
D.胰岛素和生长激素均通过此途径合成并分泌
3.(不定项)信号肽假说认为,细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)能识别游离核糖体上合成的一段作为信号的氨基酸序列,并与内质网膜上的SRP受体结合,引导游离核糖体附着在内质网上继续合成多肽,多肽在内质网腔内剪去信号序列并进一步加工形成折叠的蛋白质,经高尔基体分泌到溶酶体、细胞膜上或细胞外。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞的生物膜系统中只有细胞膜具有信息交流功能
B.游离核糖体上脱水缩合形成的肽链都含有信号序列
C.合成分泌蛋白能力较强的细胞,其粗面内质网较发达
D.分泌蛋白在合成与加工过程中体现了膜的选择透过性
解题技巧点拨
一、先牢抓信号肽假说核心流程(解题基础)
简化流程:新生肽合成信号肽→信号肽结合细胞质中的SRP(信号识别颗粒)→SRP 与内质网膜上的 SRP 受体结合→核糖体锚定在内质网膜上→肽链通过易位子进入内质网腔→信号肽被切除→肽链在内质网 / 高尔基体加工→通过细胞膜分泌。
二、明确关键结构 / 物质的 “身份 + 作用”(避坑核心)
结构 / 物质
易错点 / 判断要点
核糖体
无膜结构!因此 “分泌蛋白合成加工经过的膜结构” 不包含核糖体。
信号肽
是新生肽的一段序列,最终会被切除;其合成原料是氨基酸(不是 GTP 等能源物质)。
SRP
细胞质中的颗粒,仅结合 “含信号肽的新生肽”,介导核糖体与内质网的结合。
SRP 受体
位于内质网膜上,是 “核糖体锚定内质网、肽链进入内质网腔” 的必要条件(缺少则肽链无法进入内质网)。
GTP
是供能物质(类似 ATP),不是信号肽的合成原料。
三、选项判断的高频 “坑点” 破解技巧
膜结构 / 膜功能类坑
若选项说 “分泌蛋白过程经过的膜结构包括核糖体”→直接错(核糖体无膜);
若选项说 “生物膜只有细胞膜能信息交流”→直接错(内质网膜的 SRP 受体也能识别 SRP,体现信息交流);
若选项说 “分泌蛋白加工体现膜的选择透过性”→直接错(膜融合体现的是流动性)。
物质作用类坑
若选项说 “GTP 是信号肽的合成原料”→直接错(原料是氨基酸,GTP 供能)。
过程依赖类坑
若选项说 “SRP 受体缺陷,分泌蛋白会在内质网腔聚集”→直接错(SRP 受体缺陷→肽链无法进入内质网,会在细胞质基质聚集);
若选项说 “游离核糖体合成的肽链都含信号序列”→直接错(只有 “分泌蛋白的新生肽” 才有信号肽)。
细胞结构功能类坑
若选项说 “分泌蛋白强的细胞滑面内质网发达”→直接错(粗面内质网附着核糖体,与分泌蛋白相关)。
考向突破02 内质网和高尔基体之间的识别
1.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPII是囊泡,用于蛋白质在甲与乙之间的运输。下列说法错误的是( )
A.甲与乙分别表示内质网和高尔基体,囊泡形成和融合体现了生物膜的流动性
B.COPⅡ运送的错误蛋白质可以通过COPⅠ回收,依赖于膜上蛋白质之间的特异性识别
C.溶酶体中的水解酶及分泌蛋白都是在甲和乙中合成,分别在细胞内和细胞外起作用
D.B淋巴细胞受到细菌病原体刺激,增殖分化产生抗体以胞吐的方式排出
2.ERGIC是内质网和高尔基体之间的一个中间膜区室,COPII小泡可将物质由内质网运输到ERGIC,物质经ERGIC分选后,再通过COPI小泡分别运输到内质网和高尔基体,具体过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.COPII小泡与ERGIC的融合过程体现了生物膜的流动性
B.COPI小泡、COPII小泡和ERGIC的膜上可能有相同的蛋白质
C.酶的合成、加工、运输过程均需要COP I小泡和COPII小泡的参与
D.ERGIC对COPII小泡运输来的物质具有识别作用
解题技巧点拨
技巧 1:先定结构 & 囊泡方向,搭好基础框架
先明确:甲 = 内质网,乙 = 高尔基体;
囊泡方向:
COPⅡ 囊泡:内质网→下游结构(如 ERGIC、高尔基体)(负责 “送出”);
COPⅠ 囊泡:下游结构(高尔基体 / ERGIC)→内质网(负责 “回收”,比如带 KDEL 序列的蛋白)。
作用:题目中只要涉及 “囊泡运输方向” 的描述,先对应这一规律,方向错则选项必错。
技巧 2:抓 “识别 + 流动性” 的固定结论
识别机制:囊泡与靶膜的结合(如 KDEL 序列与受体)依赖膜蛋白的特异性识别(选项说 “依赖特异性识别” 是对的);
流动性体现:囊泡的 “出芽形成”“与靶膜融合”,都直接体现生物膜的流动性(选项说 “囊泡形成 / 融合体现流动性” 是对的)。
技巧 3:辨析蛋白质的 “合成 + 运输路径”,避开设合成场所的坑
合成起点:所有蛋白质(包括水解酶、分泌蛋白)的合成场所是核糖体(游离或附着在内质网上),内质网 / 高尔基体是加工、包装场所,不是合成场所(选项说 “在甲 / 乙中合成蛋白质” 直接排除);
运输例外:游离核糖体合成的胞内酶(如呼吸酶),不需要内质网 - 高尔基体路径,因此不需要 COPⅠ/COPⅡ 囊泡参与(选项说 “所有酶均需要这两种囊泡” 是错的)。
技巧 4:警惕 “绝对化表述”,快速排错
高考题中出现 “均、都、全部、必须” 这类绝对词时,优先验证:
例:“酶的合成、加工、运输均需要 COPⅠ/COPⅡ 参与”(错,因为胞内酶不需要);
这类绝对化表述,大概率是错误选项。
技巧 5:结合 “回收机制”,判断选项合理性
带 KDEL 序列的内质网蛋白,若被意外运到高尔基体,会通过COPⅠ 囊泡(高尔基体→内质网)回收,依赖 “KDEL 序列与受体的特异性结合”—— 选项中涉及 “COPⅡ 送错的蛋白通过 COPⅠ 回收” 的描述,是正确的。
考向突破03 细胞自噬
1.促炎症因子IL-1β是研究最多的非经典分泌(其合成与分泌完全不依赖内质网和高尔基体)蛋白。成熟型IL-1β会被运送到一个囊泡中并进入自噬体的双层膜结构之间,最终通过分泌型自噬分泌到细胞外(如下图)。下列叙述正确的是( )
A.IL-1β可被囊泡膜上的受体分子直接识别
B.吞噬泡形成自噬体的过程要依赖生物膜的结构特性
C.自噬体必须与多囊泡体形成双层囊泡,才能将IL-1β分泌出去
D.IL-1β进入双层膜之间,根据磷脂分子的极性可知IL-1β是疏水的
2.自噬被认为是机体的一种自我保护机制如下图,它是通过对细胞内受损的蛋白质、细胞器进行降解并回收利用实现的,以下说法正确的是( )
A.①是内质网等双层膜结构形成的膜泡,包裹待降解的细胞器或其他内含物形成自噬体
B.②③⑤的形成过程主要依赖生物膜的结构特性
C.细胞自噬受基因的调控,经过⑤的过程将相应的物质分解后排出细胞外
D.自噬作用是真核和原核细胞中普遍存在的一种自稳机制
3.细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制。根据细胞内底物进入溶酶体腔的方式的不同,可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式,具体过程如图1~图3所示。下列叙述正确的是( )
A.溶酶体只具有清除细胞中衰老、损伤的细胞器的功能
B.微自噬过程无须膜上的蛋白质参与
C.分子伴侣与底物形成复合物后即可直接进入溶酶体
D.当养分缺乏时细胞的自噬作用会增强
解题技巧点拨
一、先锚定 “细胞自噬核心知识点”(解题基础)
1.适用范围:仅真核生物(原核无溶酶体、膜性细胞器,故无自噬,如第2题 D 直接排除)。
2.结构基础:生物膜的流动性(自噬体形成、膜融合、溶酶体内陷都依赖此特性,是高频考点,如第 1题 B、第2 题 B)。
3.溶酶体功能:不是 “只清理废物”,是 “降解 + 回收” 双重作用 —— 既分解衰老 / 损伤结构,也能在营养缺乏时分解自身物质供能(第3题 D 正确,A 错误)。
4.三种自噬方式的关键区分(对应第3题):
巨自噬:隔离膜包裹底物→形成自噬体→与溶酶体融合;
微自噬:溶酶体膜直接内陷包裹底物;
分子伴侣自噬:分子伴侣 + 底物形成复合物→与溶酶体结合后进入(不是直接进入,第3题 C 错误)。
二、快速排除 “易错选项”(提分关键)
1.膜相关错误:只要涉及 “自噬体形成、膜融合、内陷”,选项说 “不依赖生物膜流动性”→直接排除(混淆结构特性与功能特性)。
2.溶酶体错误:选项说 “溶酶体仅清理衰老细胞器”→直接排除(忽略 “营养缺乏时的回收供能”)。
过程细节错误:
3.微自噬有膜内陷,膜运动需要膜蛋白参与→选项说 “微自噬无膜蛋白参与”(第3题 B)→排除;
4.分子伴侣自噬是 “复合物结合溶酶体后进入”→选项说 “直接进入”(第3 题 C)→排除。
5.分泌类自噬(如第1 题):非经典分泌不依赖内质网 / 高尔基体,但依赖膜流动性,最终通过 “自噬体与细胞膜融合(胞吐)” 分泌→选项涉及 “内质网 / 高尔基体参与”→排除。
三、解题步骤逻辑(高效破题)
1.读题定位考点:先判断题目考 “适用范围、膜结构、溶酶体功能,还是自噬方式细节”;
2.逐选项对标知识点:用 “核心知识点 + 易错点” 快速筛除错误项;
3.结合题干特殊信息:如 “非经典分泌”(第1题)→优先排除涉及内质网 / 高尔基体的选项,聚焦膜流动性。
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·黑吉辽·高考真题)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
2.(2025·辽宁盘锦·三模)研究发现,SRP(一种信号肽识别颗粒)识别游离核糖体上新合成的一小段信号肽后,蛋白质合成暂时停止,SRP引导该游离核糖体到达粗面内质网,蛋白质的合成在内质网内继续进行,分泌到细胞外后信号肽不复存在。下列叙述不合理的是( )
A.核糖体读取胰岛素mRNA上的遗传信息时,会出现暂停现象
B.真核细胞游离核糖体合成的多肽链都有SRP识别的序列
C.核糖体上合成的多肽链转变成分泌蛋白,氨基酸数目会减少
D.分泌蛋白经胞吐方式释放,无需载体蛋白参与,但需膜蛋白参与
3.(2023·辽宁·一模)科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,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。下列说法错误的是( )
A.微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
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
4.(2022·吉林白山·一模)在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着于内质网上,继续完成蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如下图所示)。下列说法错误的是( )
A.核糖体与内质网膜的结合依赖于生物膜信息交流的功能
B.SRP可以同时结合DP和信号序列,从而引导肽链进入内质网腔
C.抗体、神经递质、血红蛋白等物质的合成都有上图中这样的过程
D.若在合成新生肽阶段切除信号序列,则不能合成结构正确的分泌蛋白
5.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)细胞可通过自噬清除功能失调的细胞器及多余的代谢物质,产生特定的代谢产物以应对环境变化,促进细胞存活,维持机体健康。如图根据其降解底物进入溶酶体的方式不同,可分为巨自噬、微自噬、以及分子伴侣介导的自噬。其中巨自噬过程需要LC3(泛素样蛋白)的参与,自噬启动时LC3的一小段多肽被剪切形成LC3-I,自噬时LC3-I和膜上的PE(磷脂酰乙醇胺)偶联转化为LC3-Ⅱ。下列相关叙述正确的是( )
A.巨自噬与微自噬过程都体现了细胞膜的功能特性
B.细胞自噬只在维持细胞内稳态机制中起着关键作用
C.三种自噬过程中特异性最强的是巨自噬
D.巨自噬过程中,细胞内LC3-I与LC3-Ⅱ比值会降低
6.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.错误折叠的蛋白质被泛素标记后才可被自噬受体识别
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
7.(2025·辽宁大连·一模)在细胞中,错误折叠的蛋白质会被泛素化修饰(在相关酶的催化下与泛素连接),泛素化蛋白质会被送入溶酶体,过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.泛素可作为分子标签介导目标蛋白质进入降解途径
B.泛素化蛋白质能运入溶酶体体现了生物膜具有选择透过性
C.溶酶体降解错误折叠的蛋白质的过程属于细胞自噬
D.泛素化蛋白质在溶酶体中降解后的产物可被细胞利用
二、多选题
8.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体,其中心有一个直径大约2纳米的通道,易位子能识别信号肽序列并与信号肽结合,进而引导新合成的多肽链进入内质网,若多肽链在内质网中未正确折叠,则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法正确的是( )
A.内质网是一个连续的内腔相通的膜性管道系统
B.信号肽序列是在游离核糖体中以氨基酸为原料合成的
C.若多肽链在内质网中正确折叠,则会通过易位子运往高尔基体
D.易位子蛋白功能异常可能会影响溶酶体内水解酶的加工过程
9.(2022·辽宁·高考真题)Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。下列叙述正确的是( )
注:早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控
B.运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低
D.运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
10.(2024·辽宁沈阳·一模)细胞可通过溶酶体“自噬”自身的部分结构和物质,降解后再利用。细胞自噬主要有三种形式,如图所示。其中,分子伴侣介导的自噬过程中,伴侣蛋白识别带有“KFERQ”(五肽序列)的靶蛋白并与之结合形成复合体,进而被运进溶酶体。下列叙述正确的是( )
A.①过程中,包裹线粒体的双层膜可来自内质网
B.②属于胞吞,需要消耗细胞代谢释放的能量
C.③过程中,靶蛋白由伴侣蛋白引导进入溶酶体后被降解
D.细胞自噬可为细胞提供物质和能量,不会引起细胞凋亡
三、非选择题
11.(2024·吉林·模拟预测)细胞内合成的蛋白质需要囊泡介导运输,科学家发现了细胞精确控制物质运输和投递的机制。囊泡分为披网格蛋白小泡、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,如图所示,其中①~④表示细胞结构。鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF,它是由53个氨基酸组成的肽链,其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后,可激发细胞内的信号传递过程,从而促进细胞增殖。回答下列问题:
(1)EGF基本组成单位的结构通式是 。氨基酸首先在 上参与合成一段肽链,然后该肽链按 (用图中序号、相关囊泡类型、结构名称和箭头表示)顺序转移、合成、加工,形成EGF,并将其分泌出细胞。
(2)EGF合成时,发生碱基A与U配对的结构是 (填图中序号)。若不考虑终止密码子,控制EGF合成的mRNA至少含有 个核苷酸,EGF合成过程中6个二硫键形成的场所最可能是 (填图中序号及其结构名称),该蛋白质中的S元素只能存在于氨基酸的 中。
(3)图中披网格蛋白小泡→内体→溶酶体的过程,可说明生物膜的 很相似。结构②蛋白含量的稳定与COPI介导的运输方式有关,原因是 。囊泡能实现精确投送“货物”,说明囊泡膜上可能含有 (填化学本质)。
12.(25-26高三上·辽宁·开学考试)蛋白质作为细胞内生命活动的主要执行者,必须被“精准运送”到特定位置才能发挥功能。这个定向运输过程就是蛋白质分选,如图1所示。在蛋白质合成过程中,刚开始合成的一段多肽具有“引导”作用,如果是信号肽,则引导蛋白质进入内质网内加工,如图2;如果是导肽,则引导蛋白质运往叶绿体、线粒体等位置,如图3。请回答下列问题:
(1)图1中细胞内的蛋白质都是在 上初步合成的,之后的分选取决于肽链N-端的信号序列。N-端是指肽链中含有游离氨基的一端,而肽链的另一端含有游离的 。
(2)结合图1分析,膜蛋白的合成、加工和分泌过程体现了细胞器之间在 上具有密切联系。丙氨酸是组成细胞膜上某种蛋白质的原料之一,某研究小组用3H标记丙氨酸为原料研究膜蛋白的分选路径,发现经脱水缩合产生的水中也出现了放射性,干扰了实验结果的检测,假如你是小组成员之一,请针对这个问题提出你的改进方案: 。
(3)图2中信号识别颗粒(SRP)与含有信号肽的蛋白质结合后,与膜上的 结合引导分泌蛋白进入内质网,经过内质网加工后的分泌蛋白还需要高尔基体参与的原因是 。
(4)图3中由细胞核基因控制的叶绿体蛋白质在细胞质的核糖体中合成后会以前体蛋白(一条肽链)的形式与叶绿体膜上受体作用再经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中,前体蛋白通过叶绿体双层膜的运输方式是 。叶绿体内的SPP会将前体蛋白中的导肽切除并进一步加工为成熟蛋白。与前体蛋白相比,成熟蛋白结构的不同点是 (答出两个方面)。
(5)在蛋白质分选过程中,由蛋白质纤维组成的 (填细胞结构)会协助蛋白质在细胞内定向运输。
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