内容正文:
021
(2)02浓度
(P点之后运输速率不变的原因主
要是膜上转运蛋白的数量有限)
((Q点由无氧呼吸提供能量)
02浓度
02浓度
自由扩散或协助扩散或哺乳
主动运输
动物成熟红细胞的主动运输
2.温度的注意事项
(1)温度影响生物膜的流动性,进而影响所有跨膜方式的运输速率。
(2)温度影响酶活性,影响呼吸速率,进而影响能量供应,主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
热点情境直击高考方向
命题热点一蛋白质的分选与囊泡运输
热点归纳:核糖体、内质网、高尔基体和溶酶体在结构、功能以及发生上是彼此相互关联的动态整体。关系
如下:
核糖体
信号假说
COPII
是
分泌蛋白
叶绿体、线粒体、细胞核、细胞质基质等
内质网
高尔基体
膜蛋白
COPI
溶酶体
角度一核糖体与内质网之间的识别
SRP:信号识别颗粒
1.核糖体一新生肽被引导至内质网后(如图所示),继续合成肽链,
mRNA
DP:信号识别颗粒受体sRP
GTP:鸟苷三磷酸
结束后其信号肽被切除,核糖体脱落。
GDP:鸟苷二磷酸
GDP
肽SRPQ
3
2.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
细胞质
DP
GTP GTP
到细胞外。
基质
内质网膜
角度二内质网和高尔基体之间的识别
内质网腔
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
易位子
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1所示,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。
内质网-高尔基体
粗面内质网COPⅡ被的转运膜泡
高尔基休顺面膜爽
COPⅡ被膜小泡
披网格蛋白小泡
2
KDEL受体
溶酶体
KDEL序列
内质网逃逸蛋白
COPI被膜小泡
COPI被膜小泡
高pH
低pH
图1
图2
角度三受体介导的囊泡运输
1.形成囊泡
高尔基体加工后的蛋白质一般具有特殊的分选信号,经高尔基体的分选、包装后形成不同的囊泡,运往三个不
同的部位:一是进人溶酶体,二是分泌到细胞外,三是转运到细胞膜上。
022
2.囊泡运输
各类囊泡能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,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。
)】命题演练
1.(2025·广州模拟)信号识别颗粒(SRP)是一种核糖核酸蛋白复合体,它的作用是识别信号序列,并将核糖体引
导到内质网上。停靠蛋白(DP),即SRP在内质网膜上的受体蛋白,它能够与结合有信号序列的SRP牢牢地结
合,使正在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上。下列叙述错误的是
()
A.SRP和DP结合才能使多肽链进入内质网腔进行加工
B.核糖体可按照mRNA的信息将氨基酸合成多肽链
C.核糖体中蛋白质的合成与多种RNA有关
D.SRP合成缺陷的浆细胞中内质网也有缺陷,故无法分泌抗体
2.(2024·苏锡一模)细胞内存在逃逸回收机制。内质网驻留蛋白的一端有一段回收信号序列,若其错误地被包
装到囊泡并运输到高尔基体,高尔基体特定区域的受体蛋白会识别这些回收信号序列,利用COPI包被囊泡运
输回内质网。下列叙述错误的是
()
A.胰岛细胞分必的胰岛素、胰高血糖素不属于该类蛋白
B.内质网驻留蛋白利用COPI包被囊泡运输回内质网不消耗能量
C.COPI包被囊泡运输过程需要信号分子的识别及细胞骨架的参与
D.COPI包被囊泡将内质网驻留蛋白运回内质网利用了膜的流动性
3.(2025·哈尔滨一模)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
()
新合成膜脂
持续型
分泌途径
不受调控
√的膜融合
一细胞膜
新合成膜蛋白
<。一信号分子
信号转导
调节型
分泌途径
受调控的
高尔基体
膜融合
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
4.(2024·连云港模拟)最新研究发现,抗原提呈细胞可以作为端粒供体细胞,通过细胞外囊泡向T细胞转移端
粒。这些端粒被剪切因子TAP切割,然后转移到EV中形成端粒囊泡。其中还携带了帮助端粒与T细胞染色
体末端融合的Rad51重组因子。下列说法错误的是
()
A.TAP剪切因子可能是一种DNA酶
B.可以从血液中获得端粒囊泡,作为药物或疫苗的载体
C.该研究发现的新机制,有望在延长人类寿命方面发挥作用
D.Rad51重组因子可以延长T细胞的端粒,减缓T细胞的衰老
5.(2024·衡水模拟)如图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程
细胞“货物
及局部放大示意图,其中X、Y表示囊泡,①~⑤表示不同的细
胞结构。请回答问题:
蛋白A
重B
(1)已知囊泡Y内“货物”为水解酶,则结构⑤可能是
若
该细胞为浆细胞,则乙图中的细胞“货物”最可能是
细胞膜
023
(2)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,据图推测其原因是
,此过程体现了细胞膜具有
的
功能。
(3)Sdin蛋白是一种转运复合体蛋白,研究表明其在甲图中从③到④的囊泡运输过程中发挥着重要作用。
为验证Sedlin蛋白的作用机制,现用以下材料设计实验,请完善实验思路并对结果进行讨论。
实验材料:正常小鼠浆细胞、生理盐水、含Sdin蛋白抑制剂的溶液、放射性标记的氨基酸、放射性检测仪、
细胞培养液等。
实验思路:将正常小鼠的浆细胞随机均分为两组,置于含放射性氨基酸的细胞培养液中,编号为a、b;a组
细胞注射适量生理盐水,b组细胞注射
;一段时间后,用放射性检测仪
对③和④处进行放射性检测。
预期结果:
命题新情境一ATP驱动泵、偶联协同转运蛋白、光驱动泵
主动运输能量来源的不同方式
主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式。根据能量来源的不
同,可以分为以下三种方式(如图):
ATPADP+Pi
偶联转运蛋白
ATP驱动泵
光驱动泵
项目
转运方向
能量来源
举例
ATP驱动泵
逆浓度梯度
ATP
Na+-K+泵、Ca+泵、H+泵等
①动物细胞的细胞膜上,Na*是常用的协
同时转运两种不同溶质。
利用的能量储存在其
同转运离子,它的电化学梯度为另一种分
种离子或分子逆浓度梯
偶联转运蛋白
中的一种溶质的电化
子的主动运输提供驱动力。
度转运,另外一种或多种
学梯度中
②细菌、酵母菌和动物细胞,绝大多数主动
不同离子顺浓度梯度转运
运输靠H+的电化学梯度来驱动
光驱动泵
逆浓度梯度
细菌视紫红质等物质利用光能驱动H+的
光能
转运
注意:ATP驱动系式主动运输又称原发性主动运输,电化学梯度驱动偶联转运蛋白等的主动运输又称继发性
主动运输。
)》命题演练
1.(2025·杭州模拟)ABC转运蛋白由TMD和NBD组成,TMD是离子、原
底物
细胞外
核细胞分泌蛋白等物质穿过细胞膜的机械性孔道;NBD与ATP水解有
关,如图所示。ABC转运蛋白可分为存在于所有生物中的外向转运蛋白
M
磷脂双
和仅存在于细菌及植物中的内向转运蛋白。下列说法错误的是()
分子层
A.分泌蛋白经外向转运蛋白运出大肠杆菌需消耗能量
NBDNBD细胞内
B.离子先与SBP结合后经内向转运蛋白进入酵母菌
ATP
底物己
ADP+Pi ATP
ADP+Pi
C.抗肿瘤药物可被肿瘤细胞的外向转运蛋白运出而降低化疗效果
ABC外向转运蛋白
ABC内向转运蛋白
D.SBP、TMD和NBD通过改变构象完成对物质的摄取、转运和释放与,且需要H电化学梯度(H浓度差)供能,因此丙酮酸根
的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及
H浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度
差越大其转运速率越高,D错误。
例7.AO,从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O,
浓度差决定。因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速
率受O2浓度的影响,A正确;心肌细胞主动运输Ca2+时,载
体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而
磷酸化,并非仅与C2+结合,B错误;葡萄糖进人红细胞为协
助扩散,需要红细胞膜上葡萄糖载体蛋白参与,而载体蛋白数
量可能受细胞代谢调控,因此速率与代谢有关,C错误:集合
管中N重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白
协助,且Na通过通道蛋白运输时并不与通道蛋白结合,D
错误。
例8.(1)主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a点,根
细胞对NO,的吸收速率与O,浓度呈正相关
(2)主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的NO,最大吸收速率大于乙,需要能量多,消耗O,多
(4)定期松土
【解析】(1)由图可知,当氧气浓度小于点时,随着O,浓度
的增加,根细胞对NO的吸收速率也增加,说明根细胞吸收
NO?需要能量的供应,为主动运输。(2)主动运输需要能量
和载体蛋白,呼吸作用可以为主动运输提供能量,02浓度大于
a时作物乙吸收NO3的速率不再增加,能量不再是限制因素,
此时影响根细胞吸收NO?速率的因素是载体蛋白的数量,此
时载体蛋白数量达到饱和。(3)由曲线图分析,当甲和乙根细
胞均达到最大的NO3的吸收速率时,甲对应的O2浓度及
NO,吸收速率大于乙,因此可推测甲根部细胞的呼吸速率大
于作物乙。(4)在农业生产中,需要定期松土,增加土壤中的
含氧量,促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输吸收矿质元素提
供能量。
热点情境
直击高考方向
命题热点一
1.D由题可知,SRP和DP结合才能使核糖体停靠到内质网
上,使多肽链正确进入内质网腔进行加工,A正确:翻译的场
所在核糖体,模板是RNA,核糖体可按照mRNA的信息将氨
基酸合成多肽链,B正确:核糖体中蛋白质的合成与多种RNA
有关,mRNA作为模板,RNA转运氨基酸,RNA参与构成核
糖体,C正确:SRP合成缺陷的浆细胞中内质网并不一定有缺
陷,只是无法将核糖体停靠到内质网上进行蛋白质的加工,D
错误。
2.B利用COPI包被囊泡
COP I
将驻留蛋白运输回内质
网,胰岛细胞分泌的胰岛
素、胰高血糖素是分泌蛋
白,不是驻留蛋白,A正确
内质网驻留蛋白利用
内质网
高尔基体
COPI包被囊泡运输回内
质网的过程消耗能量,B错误:内质网驻留蛋白的一端有一段
回收信号序列,高尔基体特定区域的受体蛋白会识别这些回
收信号序列,在细胞物质运输中,各类小泡和细胞器可沿着细
胞骨架定向转运,所以COPI包被囊泡运输过程需要信号分
33
子的识别及细胞骨架的参与,C正确:COPI包被囊泡将内质
网驻留蛋白运回内质网,体现了生物膜的流动性,D正确。
3.B图中所示分泌过程存在囊泡与细胞膜的融合,可使细胞膜
成分发生更新,A正确;由图示可知信号分子与细胞膜上的受
体结合,未进人细胞,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、信号转导再释放,因此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。
4.ATAP剪切因子可能是一种限制酶,能将DNA切成片段,A
错误;EV作为细胞外囊泡,可以游走在血液中,其中含有端
粒,因此可以从血液中获得端粒囊泡,作为药物或疫苗的载
体,B正确:该研究发现的新机制表明端粒囊泡中还携带了帮
助端粒与T细胞染色体末端融合的Rad51重组因子,可见有
望实现端粒的延长,延缓衰老,在延长人类寿命方面发挥作
用,C正确:题中信息表明Rad51重组因子可以延长T细胞的
端粒,减缓T细胞的衰老,进而为延缓衰老提供思路,D正确。
5.(1)溶酶体抗体
(2)囊泡上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B特异性结合
控制物质进出细胞和信息交流(或信息传递)
(3)等量含Sedlin蛋白抑制剂的溶液a组细胞中③的放射
性低于b组细胞中③的放射性,且a组细胞中④的放射性高
于b组细胞中④的放射性
【解析】(1)囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤可
能是溶酶体。若该细胞为浆细胞,则乙图中的细胞“货物”最
可能是抗体。(2)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送
并分泌到细胞外,据图推测其原因是囊泡上的蛋白A与细胞
膜上的蛋白B特异性结合(或识别);此过程说明了细胞膜具
有控制物质进出细胞和信息交流(或信息传递)的功能。
(3)为验证Sedlin蛋白的作用机制,a组为对照组,注射适量
生理盐水,b组为实验组,应该抑制Sedlin蛋白的功能,所以注
射等量的含Sedlin蛋白抑制剂的溶液。因变量为细胞中的放
射性,因此应该用放射性检测仪对细胞中③(内质网)和
④(高尔基体)的放射性进行检测。若组细胞中③(内质
网)的放射性低于b组细胞中③(内质网)的放射性,且组细
胞中(④(高尔基体)的放射性高于b组细胞中(④(高尔基体)
的放射性,则可证明Sedlin蛋白在③(内质网)到④(高尔基
体)的囊泡运输过程中发挥着重要作用。
命题新情境一
1.B图中,ABC外向转运蛋白发挥作用时发生了ATP的水解,
推知分泌蛋白经外向转运蛋白运出大肠杆菌需消耗能量,A
正确;内向转运蛋白仅存在于细菌及植物中,而酵母菌属于真
菌,B错误;外向转运蛋白存在于所有生物中,抗肿瘤药物可
被肿瘤细胞的外向转运蛋白运出而降低化疗效果,C正确:载
体蛋白在运输物质的过程中会发生构象的改变,D正确。
2.B嗜盐杆菌是原核生物,无内质网、高尔基体,A错误:图示
Na、K的转运由H浓度梯度驱动、H转运蛋白转运,为逆
浓度梯度的主动运输:H在bR处的转运由光能驱动,也为逆
浓度梯度的主动运输,B正确;由题图1可知,嗜盐杆菌细胞
膜上的视紫红质能吸收光能,但ATP的合成是由H浓度梯
度驱动的,不是直接由光能驱动的,C错误:由题图2可知,光
照时H通过视紫红质运出质膜,可导致嗜盐杆菌细胞质基质
内H浓度降低,pH上升;停止光照后胞外H通过协助扩散
0