情境突破課1囊泡運(yùn)輸及細(xì)胞自噬高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026情境一信號識別與囊泡運(yùn)輸命題情境閱讀1.核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的識別信號肽假說認(rèn)為,經(jīng)典的蛋白質(zhì)的分泌可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—高爾基體途徑進(jìn)行。核糖體—新生肽被引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后(如圖所示),繼續(xù)合成肽鏈,結(jié)束后其信號肽被切除,核糖體脫落;肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工后被轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體,最后經(jīng)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間的識別細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被包裹于膜泡中形成囊泡,囊泡被分成披網(wǎng)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(dǎo)不同途徑的運(yùn)輸(如圖1所示),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的識別和運(yùn)輸過程如圖2所示。圖1圖23.囊泡運(yùn)輸與信息交流囊泡運(yùn)輸是一種高度有組織的定向運(yùn)輸,各類囊泡之所以能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器或靶細(xì)胞,主要是因?yàn)榘屑?xì)胞器或靶細(xì)胞具有特殊的膜標(biāo)志蛋白,囊泡通過與特殊的膜標(biāo)志蛋白相互識別,錨定、融合并進(jìn)行囊泡運(yùn)輸。命題角度設(shè)計(1)信號肽假說認(rèn)為,分泌蛋白首先在

上合成,當(dāng)多肽鏈延伸一段序列后,肽鏈一端的

與信號識別顆粒(SRP)結(jié)合,SRP通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的DP結(jié)合,將核糖體—新生肽引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。根據(jù)假說可推測,細(xì)胞內(nèi)的兩種核糖體

(填“能”或“不能”)相互轉(zhuǎn)化;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子屬于一種

。

(2)COPⅡ被膜小泡負(fù)責(zé)從

(細(xì)胞器名稱)向

(細(xì)胞器名稱)運(yùn)輸“貨物”。若定位在甲中的某些蛋白質(zhì)偶然摻入到乙中,則圖2中的

可以幫助實(shí)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)的回收。

游離的核糖體信號肽能通道蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體COPⅠ被膜小泡

(3)為確定兩種參與某經(jīng)典分泌蛋白囊泡運(yùn)輸?shù)幕虻墓δ?科學(xué)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(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別大;Sec17基因突變體細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體間積累了大量的未融合小泡。據(jù)此推測,Sec12基因編碼的蛋白質(zhì)和Sec17基因編碼的蛋白質(zhì)的功能分別是

。Sec12基因編碼的蛋白質(zhì)參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成囊泡的過程,Sec17基因編碼的蛋白質(zhì)參與囊泡與高爾基體的融合情境突破訓(xùn)練1.(2025·八省聯(lián)考河南卷)植物可通過細(xì)胞自噬實(shí)現(xiàn)自清潔和脅迫應(yīng)答。在自噬過程中,受損蛋白質(zhì)或細(xì)胞器被膜包裹后形成自噬小體,自噬小體與液泡融合進(jìn)而完成內(nèi)容物的降解和利用。下列推測錯誤的是(

)A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以為植物自噬小體的膜結(jié)構(gòu)提供原材料B.植物自噬小體的錨定和運(yùn)輸與細(xì)胞骨架密切相關(guān)C.液泡中含有多種水解酶,有類似于溶酶體的功能D.鈉鹽脅迫下,植物減弱細(xì)胞自噬活動以維持生存D解析

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是磷脂合成的場所,可以為植物自噬小體的膜結(jié)構(gòu)提供原材料,A項正確;細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),維持細(xì)胞形態(tài),錨定并支撐著許多細(xì)胞器,與細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸密切相關(guān),B項正確;由題干“自噬小體與液泡融合進(jìn)而完成內(nèi)容物的降解和利用”可知,自噬小泡中的水解酶來自液泡,因此推測植物液泡中含有多種水解酶,有類似于溶酶體的功能,C項正確;鈉鹽脅迫下,植物與外界的物質(zhì)運(yùn)輸受影響,細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)缺乏,此時會加強(qiáng)細(xì)胞自噬活動以維持生存,D項錯誤。2.(2024·山東濟(jì)南一模)1972年兩位科學(xué)家對蛋白質(zhì)的分選機(jī)制進(jìn)行了研究。他們用分離純化的核糖體在無細(xì)胞體系中用編碼免疫球蛋白(IgG)輕鏈的mRNA指導(dǎo)合成多肽鏈,發(fā)現(xiàn)合成的多肽鏈比分泌到細(xì)胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽鏈片段(P)。若添加粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),翻譯的產(chǎn)物長度與活細(xì)胞分泌的多肽鏈相同,且不含肽鏈P片段。據(jù)此分析,下列敘述錯誤的是(

)A.細(xì)胞內(nèi)IgG輕鏈的合成起始于附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體B.細(xì)胞內(nèi)合成IgG過程中肽鏈P在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)被剪切C.肽鏈P可能參與IgG肽鏈進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D.若肽鏈P功能缺失,則蛋白IgG將無法分泌到細(xì)胞外A解析

根據(jù)題意,用分離純化的核糖體在無細(xì)胞體系中用編碼免疫球蛋白(IgG)輕鏈的mRNA指導(dǎo)合成多肽鏈,因此細(xì)胞內(nèi)IgG輕鏈的合成起始于游離的核糖體,A項錯誤;根據(jù)題意,用分離純化的核糖體在無細(xì)胞體系中用編碼免疫球蛋白(IgG)輕鏈的mRNA指導(dǎo)合成多肽鏈,發(fā)現(xiàn)合成的多肽鏈比分泌到細(xì)胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽鏈片段(P),若添加粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),翻譯的產(chǎn)物長度與活細(xì)胞分泌的多肽鏈相同,且不含肽鏈P片段,因此推測肽鏈P可能參與IgG肽鏈進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),且在細(xì)胞內(nèi)合成IgG過程中肽鏈P在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)被剪切,B、C兩項正確;若肽鏈P功能缺失,則IgG無法進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工,也無法進(jìn)入高爾基體進(jìn)一步加工形成成熟的蛋白質(zhì),沒有囊泡包裹運(yùn)輸,因此蛋白IgG將無法分泌到細(xì)胞外,D項正確。情境二細(xì)胞自噬命題情境閱讀細(xì)胞自噬是細(xì)胞通過溶酶體與包裹細(xì)胞自身物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的自噬體融合,從而降解細(xì)胞自身病變物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的過程,是真核生物細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種自穩(wěn)機(jī)制。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物進(jìn)入溶酶體腔方式的不同,可以把細(xì)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。命題角度設(shè)計(1)巨自噬過程中的底物通常是細(xì)胞中損壞的蛋白質(zhì)或

,隔離膜的形成可來自高爾基體或

。

(2)自噬體內(nèi)的物質(zhì)被水解后,其產(chǎn)物的去向是

和

。由此推測當(dāng)細(xì)胞養(yǎng)分不足時,細(xì)胞“自噬作用”會

(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。

線粒體等衰老、損傷的細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排出細(xì)胞外再被細(xì)胞利用增強(qiáng)(3)人體細(xì)胞的溶酶體是一種含有多種水解酶的細(xì)胞器,其內(nèi)部的pH為5.5左右。溶酶體通過

的方式把接近中性的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的H+泵入溶酶體內(nèi),以維持其pH。與協(xié)助擴(kuò)散相比,該方式具有的不同特點(diǎn)是

。這兩種運(yùn)輸方式均能體現(xiàn)生物膜的功能特性是

。溶酶體中含有多種水解酶,但是個別溶酶體破裂導(dǎo)致少量水解酶進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并不會引起細(xì)胞損傷,結(jié)合上述資料,推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是

。

(4)從圖3中可看出,分子伴侶—底物復(fù)合物形成后,將與溶酶體膜上的受體結(jié)合,該受體除了能

外,還能促進(jìn)底物分子去折疊,以保證底物分子順利進(jìn)入溶酶體。

主動運(yùn)輸逆濃度梯度運(yùn)輸,需消耗能量選擇透過性細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的pH高于溶酶體內(nèi)的pH,導(dǎo)致水解酶的活性降低(特異性)識別復(fù)合物情境突破訓(xùn)練1.(不定項)(2024·河北二模)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞中普遍存在的一種細(xì)胞器,具有重要的生理功能。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)持續(xù)失調(diào)時,可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬。如圖為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬過程。下列說法正確的是(

)A.溶酶體內(nèi)的水解酶由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、加工和分泌B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的自噬過程需要信號分子與受體的特異性結(jié)合C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬過程依賴于生物膜的流動性D.若細(xì)胞中PINK1轉(zhuǎn)化為Parkin的渠道異常,會增大對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬的抑制作用BC解析

溶酶體內(nèi)的水解酶由核糖體合成,A項錯誤;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的自噬過程需要信號分子與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬受體特異性結(jié)合,B項正確;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬過程依賴于生物膜的流動性,C項正確;若細(xì)胞中PINK1轉(zhuǎn)化為Parkin的渠道異常,而Parkin會抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬,則會減弱Parkin對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬的抑制作用,D項錯誤。2.(不定項)酵母菌液泡的功能類似于動物細(xì)胞的溶酶體,可進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)“消化”。API蛋白是一種存在于酵母菌液泡中的蛋白質(zhì),前體API蛋白(pro-API)進(jìn)入液泡后才能形成成熟蛋白質(zhì)(m-API)。已知前體API蛋白通過生物膜包被的小泡進(jìn)入液泡途徑分為饑餓和營養(yǎng)充足兩種情況(如圖),圖中自噬小體膜的分解需要液泡內(nèi)的相關(guān)蛋白酶。下列分析正確的是(

)A.可以利用放射性同位素標(biāo)記法研究API蛋白轉(zhuǎn)移的途徑B.利用基因工程將酵母菌API蛋白基因?qū)氪竽c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(xiàn)了生物膜的功能特性D.無論是在饑餓情況下還是在營養(yǎng)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(zhì)的基本組成單位,故可以利用放射性同位素標(biāo)記API蛋白的特有氨基酸,研究API蛋白轉(zhuǎn)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(nèi)才能成熟,故利用基因工程將酵母菌API蛋白基因?qū)氪竽c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選擇透過性,自噬小泡的膜和液泡膜的融合體現(xiàn)了生物膜具有一定的流動性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),C項錯誤;由題圖可知,前體API