资源简介

(共15张PPT)
1 囊泡运输及细胞自噬
高考生物重难点情境突破课
情境一
信号识别与囊泡运输
【命题情境】
(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—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通过与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体—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。
图1
(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。
图2
图3
(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。
[命题设计]
(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_______________。
(2)COPⅡ被膜小泡负责从____________ (细胞器名称)向______________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。
(细胞质基质的)游离核糖体
信号肽
能
通道蛋白
内质网
高尔基体
COPⅠ
(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基因突变体细胞中的内质网特别大;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基因编码的蛋白质参与___________
____________, Sec17基因编码蛋白质参与_________________________。
内质网上
囊泡的形成
囊泡与高尔基体的融合
【突破训练】
(2021山东高考)高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱。下列说法错误是(　　)
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 ATP
C.高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的pH高
D.RS 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
答案:C
解析:根据题干信息可知,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并运送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A项正确;细胞通过囊泡运输需要消耗ATP,B项正确;根据题干信息“高尔基体膜上的RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质”“RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱”,可知如果高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高,则RS受体与RS的结合能力减弱,所以可以推测高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 低,C项错误;通过题干信息“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”可知,如果RS 功能缺失,则RS受体不能和错误的蛋白质结合并将其运回内质网释放,可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D项正确。
情境二
细胞自噬
【命题情境】
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:
[命题设计]
(1)巨自噬过程中的底物通常是细胞中损坏的蛋白质或________________,隔离膜的形成可来自高尔基体或___________。
(2)自噬体内的物质被水解后,其产物的去向是___________和___________。由此推测,当细胞养分不足时,细胞“自噬作用”会___________ (填“增强”或“减弱”)。
(3)溶酶体中含有多种水解酶,但是个别溶酶体破裂导致少量水解酶进入细胞质基质中,并不会引起细胞损伤,推测出现该现象的原因是___________________________________________________________。
(4)从图中可看出,分子伴侣—底物复合物形成后,将与溶酶体膜上的受体结合,该受体除了能__________________外,还能促进底物分子去折叠,以保证底物分子顺利进入溶酶体。
线粒体等衰老、
损伤的细胞器
内质网
排出细胞外
再被利用
增强
细胞质基质中的pH高于溶酶体内的pH,导致水解酶的活性降低
(特异性)识别复合物
【突破训练】
(多选)(2022邹城期中)酵母菌液泡的功能类似于动物细胞的溶酶体,可进行细胞内“消化”。API蛋白是一种存在于酵母菌液泡中的蛋白质,前体API(pro-API)蛋白进入液泡后才能形成成熟蛋白(m-API)。已知前体API蛋白通过生物膜包被的小泡进入液泡途径分为饥饿和营养充足两种情况(如图),图中自噬小体膜的分解需要液泡内的相关蛋白酶。下列分析正确的是(　　)
A.可以利用放射性同位素示踪法研究API蛋白转移的途径
B.利用基因工程将酵母菌API蛋白基因导入大肠杆菌,可以得到成熟的API蛋白
C.自噬小泡的膜与液泡膜的融合体现了生物膜的功能特性
D.无论是饥饿情况下还是营养充足情况下,液泡中都可以检测到成熟的API蛋白
答案:AD
解析:氨基酸是蛋白质的基本组成单位,故可以利用放射性同位素标记API蛋白的特有氨基酸,研究API蛋白转移的途径,A项正确。由于大肠杆菌是原核生物,不含液泡,而前体API蛋白必须在液泡内才能成熟,故利用基因工程将酵母菌API蛋白基因导入大肠杆菌,不能得到成熟的API蛋白,B项错误。生物膜的功能特性是指选择透过性,自噬小泡的膜和液泡膜的融合均体现了生物膜的流动性,即生物膜的结构特点,C项错误。由题图信息分析可知,API蛋白是通过生物膜包被的小泡进入液泡的,在饥饿条件下,即营养不足时较大的双层膜包被的自噬小泡携带着API蛋白及细胞质中其他物质与液泡膜融合;营养充足时,酵母菌中会形成体积较小的Cvt小泡,该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合,故无论是饥饿情况下还是营养充足情况下,均可在液泡中检测到成熟的API蛋白,D项正确。

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