第第頁【備考2024】高考生物一輪情境突破課1囊泡運輸及細胞自噬(共15張PPT)(共15張PPT)

1囊泡運輸及細胞自噬

高考生物重難點情境突破課

情境一

信號識別與囊泡運輸

【命題情境】

(1)核糖體與內質網之間的識別

信號肽假說認為,經典的蛋白分泌可通過內質網—高爾基體途徑進行。如圖1所示,新生肽一端的信號肽與信號識別顆粒(SRP)結合,SRP通過與內質網上的SRP受體(DP)結合,將核糖體—新生肽引導至內質網。新生肽鏈通過易位子進入內質網腔中進行初步加工之后,SRP脫離,肽鏈繼續合成,結束后其信號肽被切除,核糖體脫落。肽鏈在內質網中加工后被轉運到高爾基體,最后經細胞膜分泌到細胞外。

圖1

(2)內質網和高爾基體之間的識別

細胞內部產生的蛋白質被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披網格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三種類型。三種囊泡介導不同途徑的運輸(圖2),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的識別和運輸過程如圖3所示:駐留在內質網的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列,如果該蛋白被意外地包裝進入轉運膜泡,就會從內質網逃逸到高爾基體,此時高爾基體順面膜囊區的KDEL受體就會識別并結合KDEL序列將它們回收到內質網。

圖2

圖3

(3)受體介導的囊泡運輸

囊泡運輸是一種高度有組織的定向運輸,各類囊泡之所以能夠被準確地運到靶細胞器或靶細胞,主要是因為靶細胞器或靶細胞上具有特殊的膜標志蛋白,囊泡通過與特殊的膜標志蛋白的相互識別,進行囊泡運輸。

[命題設計]

(1)信號肽假說認為,分泌蛋白首先在______________________上起始合成,當多肽鏈延伸一段序列后,肽鏈一端的_______________與信號識別顆粒(SRP)結合,SRP通過與內質網上的DP結合,將核糖體新生肽引導至內質網。根據假說可推測,細胞內的兩種核糖體_______________(填“能”或“不能”)相互轉化;內質網膜上的易位子屬于一種_______________。

(2)COPⅡ被膜小泡負責從____________(細胞器名稱)向______________運輸“貨物”。若定位在甲中的某些蛋白質偶然摻入到乙中,則圖中的_______________可以幫助實現這些蛋白質的回收。

(細胞質基質的)游離核糖體

信號肽

能

通道蛋白

內質網

高爾基體

COPⅠ

(3)為確定兩種參與某經典分泌蛋白囊泡運輸的基因的功能,科學家篩選了兩種酵母菌突變體。與野生型酵母菌電鏡照片相比,Sec12基因突變體細胞中的內質網特別大;Sec17基因突變體細胞中內質網和高爾基體間積累大量的未融合小泡。據此推測,Sec12基因編碼的蛋白質參與___________

____________,Sec17基因編碼蛋白質參與_________________________。

內質網上

囊泡的形成

囊泡與高爾基體的融合

【突破訓練】

(2023山東高考)高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質,以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運輸的方式將錯誤轉運到高爾基體的該類蛋白運回內質網并釋放。RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱。下列說法錯誤是()

A.消化酶和抗體不屬于該類蛋白

B.該類蛋白運回內質網的過程消耗ATP

C.高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH高

D.RS功能的缺失可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加

答案:C

解析:根據題干信息可知,高爾基體產生的囊泡將錯誤轉運至高爾基體的蛋白質運回內質網,即這些蛋白不應該運輸至高爾基體,而消化酶和抗體屬于分泌蛋白,需要運輸至高爾基體并運送至細胞外,所以消化酶和抗體不屬于該類蛋白,A項正確;細胞通過囊泡運輸需要消耗ATP,B項正確;根據題干信息“高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質”“RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱”,可知如果高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH高,則RS受體與RS的結合能力減弱,所以可以推測高爾基體內RS受體所在區域的pH比內質網的pH低,C項錯誤;通過題干信息“RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質,以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運輸的方式將錯誤轉運到高爾基體的該類蛋白運回內質網并釋放”可知,如果RS功能缺失,則RS受體不能和錯誤的蛋白質結合并將其運回內質網釋放,可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加,D項正確。

情境二

細胞自噬

【命題情境】

細胞自噬是細胞通過溶酶體與包裹細胞自身物質的雙層膜融合,從而降解細胞自身病變物質或結構的過程,是真核生物細胞內普遍存在的一種自穩機制。根據細胞內底物進入溶酶體腔方式的不同,可以把細胞自噬分為巨自噬、微自噬和分子伴侶自噬三種方式,具體過程如圖所示:

[命題設計]

(1)巨自噬過程中的底物通常是細胞中損壞的蛋白質或________________,隔離膜的形成可來自高爾基體或___________。

(2)自噬體內的物質被水解后,其產物的去向是___________和___________。由此推測,當細胞養分不足時,細胞“自噬作用”會___________(填“增強”或“減弱”)。

(3)溶酶體中含有多種水解酶,但是個別溶酶體破裂導致少量水解酶進入細胞質基質中,并不會引起細胞損傷,推測出現該現象的原因是___________________________________________________________。

(4)從圖中可看出,分子伴侶—底物復合物形成后,將與溶酶體膜上的受體結合,該受體除了能__________________外,還能促進底物分子去折疊,以保證底物分子順利進入溶酶體。

線粒體等衰老、

損傷的細胞器

內質網

排出細胞外

再被利用

增強

細胞質基質中的pH高于溶酶體內的pH,導致水解酶的活性降低

(特異性)識別復合物

【突破訓練】

(多選)(2022鄒城期中)酵母菌液泡的功能類似于動物細胞的溶酶體,可進行細胞內“消化”。API蛋白是一種存在于酵母菌液泡中的蛋白質,前體API(pro-API)蛋白進入液泡后才能形成成熟蛋白(m-API)。已知前體API蛋白通過生物膜包被的小泡進入液泡途徑分為饑餓和營養充足兩種情況(如圖),圖中自噬小體膜的分解需要液泡內的相關蛋白酶。下列分析正確的是()

A.可以利用放射性同位素示蹤法研究API蛋白轉移的途徑

B.利用基因工程將酵母菌API蛋白基因導入大腸桿菌,可以得到成熟的API蛋白

C.自噬小泡的膜與液泡膜的融合體現了生物膜的功能特性

D.無論是饑餓情況下還是營養充足情況下,液泡中都可以檢測到成熟的API蛋白

答案:AD

解析:氨基酸是蛋白質的基本組成單位,故可以利用放射性同位素標記API蛋白的特有氨基酸,研究API蛋白轉移的途徑,A項正確。由于大腸桿菌是原核生物,不含液泡,而前體API蛋白必須在液泡內才能成熟,故利用基因工程將酵母菌API蛋白基因導入大腸桿菌,不能得到成熟的API蛋白,B項錯誤。生物膜的功能特性是指選擇透過性,自噬小泡的膜和液泡膜的融合均體現了生物膜的流動性,即生物膜的結構特點,C項錯誤。由題圖信息分析可知,