内容正文:
重难点3 蛋白质的分选与囊泡运输
1.(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
2.(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
情境资料1 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。
情境资料2 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、COP Ⅰ被膜小泡以及COP Ⅱ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(如图1所示),其中COP Ⅰ被膜小泡以及COP Ⅱ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
(1)根据情境资料1,信号肽假说认为,分泌蛋白首先在________________上起始合成,当多肽链延伸一段序列后,肽链一端的________________与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的DP结合,将核糖体新生肽引导至内质网。根据假说可推测,细胞内的两种核糖体________________(填“能”或“不能”)相互转化;内质网膜上的易位子属于一种________________。
提示 (细胞质基质的)游离核糖体 信号肽 能 通道蛋白
(2)根据情境资料2,COPⅡ被膜小泡负责从________________向________________(均填细胞器名称)运输“货物”。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的________________可以帮助实现这些蛋白质的回收。
提示 内质网 高尔基体 COP Ⅰ被膜小泡
(3)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是________________________________________
________________________________________________________________________。
提示 Sec12基因编码的蛋白质参与内质网上囊泡的形成;Sec17基因所编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合
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.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.(2025·山东日照二模)蛋白质依靠自身信号序列进行分选的常见途径有:途径①是在细胞质基质中的游离核糖体上合成信号肽序列,在其引导下进入内质网后,继续蛋白质合成,再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外;途径②是在细胞质基质中的游离核糖体上完成合成后转运至线粒体、细胞核或成为细胞骨架的成分。下列说法正确的是( )
A.浆细胞中免疫球蛋白的合成和转运属于途径①
B.线粒体和细胞核中的蛋白质合成和转运均来自途径②
C.与分泌蛋白相比,胞内蛋白的分选无需自身信号序列
D.基因突变后其编码的氨基酸序列可能不变,但此时蛋白质分选方向可能发生改变
解析 浆细胞中免疫球蛋白是一种分泌蛋白,需要运输到细胞外发挥作用,合成和转运属于途径①,A正确;线粒体内的蛋白质也可能是由线粒体自身的核糖体合成的,并非均来自途径②,B错误;根据题干信息可知,胞内蛋白和分泌蛋白的分选都需要自身信号序列,C错误;基因突变后其编码的氨基酸序列可能不变,氨基酸序列未变则自身信号序列没有变化,此时蛋白质分选方向也不会发生改变,D错误。
答案 A
2.(2025·陕西宝鸡三模)人体细胞内存在着复杂而精密的囊泡运输机制,确保了细胞中物质和结构的正常转运。下图为物质甲合成、运输及分泌过程中的囊泡运输机制。下列相关分析正确的是( )
A.内质网膜鼓起形成囊泡体现了生物膜的功能特性
B.细胞囊泡运输的速度不是恒定的,会受环境温度等影响
C.囊泡成功迁移后,细胞中内质网的膜面积会有所增加
D.若包被蛋白无法正常脱落,可能会导致囊泡运输机制失控
解析 内质网膜鼓起形成囊泡,这是膜的形态发生了改变,体现的是生物膜的结构特点——具有一定的流动性,而不是功能特性(选择透过性),A错误;人的体温是相对恒定的,不受外界环境温度的影响,因此细胞囊泡运输的速度是相对恒定的,不会受环境温度等影响,B错误;囊泡是由内质网膜鼓起形成的,囊泡成功迁移后,内质网的膜形成了囊泡的膜,所以细胞中内质网的膜面积会有所减少,而不是增加,C错误;从图中可知,包被蛋白在囊泡成型并脱离内质网后需要脱落,如果包被蛋白无法正常脱落,可能会影响囊泡后续的迁移、与高尔基体膜的识别结合等过程,从而可能导致囊泡运输机制失控,D正确。
答案 D
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