资源简介

　蛋白质的分选、主动运输的协同转运
情境一　蛋白质的分选
【典题引领1】　（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(　B　)
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：核糖体没有膜结构，蛋白P不能通过囊泡从核糖体向内质网转移，A错误；蛋白P被排出细胞的过程为胞吐，依赖细胞膜的流动性，B正确；由题意，碱性环境会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性，C错误；病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，即受体不能识别结构改变后的蛋白P，能体现受体识别的专一性，D错误。
　
1．蛋白质分选的模型
(1)由游离核糖体合成的蛋白质的去向：细胞质基质、细胞核内、线粒体、叶绿体等。
(2)由游离核糖体起始合成，内质网、高尔基体加工的蛋白质的去向：分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中。
(3)线粒体和叶绿体中的蛋白质一部分由核基因控制，细胞质中游离核糖体合成后转入其中；还有一部分由线粒体、叶绿体自身的基因控制，自身的核糖体合成。
2．信号识别与囊泡运输
(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。如图所示：
①定位到内质网：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。
②进入内质网：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。
③转运到高尔基体：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。
(2)内质网和高尔基体之间的识别
①囊泡的形成：细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡分为披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型，如下图。
②囊泡去向（三种囊泡介导不同的运输途径）：
a．披网格蛋白小泡经加工后形成溶酶体；
b．COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如下图所示：
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。
(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膜，主要是因为靶膜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。
情境二　主动运输的协同转运
【典题引领2】　（2024·甘肃卷）维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜（或液泡膜）上的H＋—ATP酶（质子泵）和Na＋—H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外（或液泡中），以维持细胞质基质中的低Na＋水平（见下图）。下列叙述错误的是(　C　)
A．细胞膜上的H＋—ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B．细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外
C．H＋—ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运
D．盐胁迫下Na＋—H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
解析：细胞膜上的H＋－ATP酶介导H＋向细胞外转运时为主动运输，磷酸基团与H＋－ATP酶结合会引起载体蛋白（H＋－ATP酶）空间结构发生改变，A正确；H＋顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na＋转运到细胞外的直接动力，B正确；H＋－ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，进而影响膜两侧H＋浓度，对Na＋的运输同样起到抑制作用，C错误；盐胁迫下，会有更多的Na＋进入细胞，为适应高盐环境，植物可能会通过增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平，以增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的数量，将更多的Na＋运出细胞，D正确。
协同转运的类型
1．同向协同转运
(1)Na＋－葡萄糖同向协同转运
(2)Na＋－K＋－Cl－同向协同转运
2．逆向协同转运
(1)Na＋－H＋逆向协同转运
(2)磷酸－磷酸丙糖逆向协同转运
(3)Na＋－Ca2+逆向协同转运
情境练1
（总分：25分）
（每小题5分，共25分）
1．（2025·湖南衡阳名校联考）酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质，其进入液泡有两种途径。
途径Ⅰ：在饥饿条件下，形成较大的双层膜包被的自噬小泡，自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡；
途径Ⅱ：在营养充足条件下，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。
下列叙述错误的是(　D　)
A．自噬小泡的外膜与液泡膜融合后，API进入液泡
B．无论是饥饿状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
C．细胞骨架与自噬小泡、Cvt小泡的移动过程有关
D．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
解析：自噬小泡由双层膜包被，与液泡融合时，外膜与液泡膜融合，内膜包裹着API进入液泡，A正确；在饥饿和营养充足条件下可以分别通过途径Ⅰ和途径Ⅱ将API运入液泡，所以无论是饥饿状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，B正确；细胞骨架参与细胞的运动、分裂、分化以及物质的运输等生命活动，细胞中的囊泡运输与细胞骨架有关，C正确；酵母菌为真核生物，大肠杆菌是原核生物，没有液泡，而前体API蛋白必须在液泡内才能成熟，因此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，D错误。
2．（2024·湖北荆州期末）蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质合成部位转运到发挥功能部位的过程，可分为两条途径：一是在游离核糖体上完成肽链合成后转运至叶绿体及细胞核，或成为细胞质基质和细胞骨架的成分，称为翻译后转运；二是在游离核糖体上起始之后由信号肽引导，边合成边转入内质网中，再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，称为共翻译转运。下图为共翻译转运的部分过程示意图，其中SRP是能识别新生肽上信号序列的复合体。下列相关分析不正确的是(　B　)
A．胰岛素、抗体等物质的合成属于共翻译转运途径
B．用3H标记亮氨酸的羧基可确定某种蛋白质的分选途径
C．核糖体与内质网膜的结合依赖于生物膜信息交流的功能
D．细胞中转运方向不同的蛋白质，其自身信号序列中的氨基酸序列不同
解析：胰岛素、抗体均属于分泌蛋白，根据题干信息，其合成途径属于共翻译转运途径，A正确；用3H标记亮氨酸的羧基，由于氨基酸在脱水缩合形成蛋白质的过程中，会脱掉羧基上的H，生成水，因此无法追踪蛋白质的合成和运输过程，不能确定某种蛋白质的分选是何种途径，B错误；核糖体与内质网膜的结合依赖于生物膜信息交流的功能，C正确；由题干信息分析可知，蛋白质分选依靠蛋白质自身信号序列，构成信号序列的氨基酸组成、数量和排列顺序不同，导致信号序列不同，故细胞中转运方向不同的蛋白质的自身信号序列中的氨基酸序列不同，D正确。
3．（2024·山东泰安模拟）蛋白质分选是蛋白质依靠自身信号序列，从起始合成部位定向转运到功能发挥部位的过程。如图所示为人体某种线粒体蛋白的分选途径，下列说法错误的是(　B　)
A．结构A是蛋白质通道，结构B是受体
B．信号序列发挥定向功能与翻译过程几乎是同时进行的
C．参与③过程的酶是肽酶
D．信号序列和受体是蛋白质分选的物质基础
解析：图中结构A为蛋白质通道，结构B表示受体，A正确；由图中信息可知，翻译过程结束后得到线粒体蛋白前体，而信号序列是线粒体蛋白前体上的一段肽链，因此信号序列发挥定向功能发生在翻译之后，B错误；③是线粒体蛋白前体在线粒体内释放出信号序列成为成熟线粒体蛋白的过程，参与的酶是肽酶，C正确；由图可知，蛋白质分选的物质基础包括信号序列和受体，D正确。
4．
（2024·安徽马鞍山模拟）某盐碱地植物细胞液泡膜上部分物质跨膜运输机制如图所示。其中Na＋/H＋反向转运载体蛋白利用液泡内外H＋的电化学梯度将H＋转出，同时将Na＋转入。结合图判断，下列叙述正确的是(　B　)
A．H2O进出液泡的过程需要与通道蛋白结合
B．H＋以主动运输方式转入液泡，以协助扩散方式转出液泡
C．转运Na＋和H＋的过程中，Na＋/H＋反向转运载体蛋白构象不变
D．抑制细胞呼吸，会降低该植物细胞液的浓度，有利于其渗透吸水
解析：由图可知，H2O进出液泡的过程需要借助水分子通道蛋白，但不需要与其结合，A错误；H＋进入液泡消耗ATP，为主动运输，出液泡为协助扩散，B正确；转运Na＋和H＋的过程中，Na＋/H＋反向转运载体蛋白构象发生改变，后又恢复正常状态，C错误；抑制细胞呼吸，会影响ATP的生成，降低该植物细胞液的浓度，不利于其渗透吸水，D错误。
5．
（2024·江西宜春模拟）植物通过光合作用在叶肉细胞的细胞质中合成蔗糖，如图表示蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程，其中①表示H＋—蔗糖同向运输载体，②表示H＋—ATP酶，③表示W载体，韧皮部薄壁细胞内能积累高浓度的蔗糖。下列相关叙述正确的是(　C　)
A．蔗糖经①运输至伴胞内不消耗ATP，属于协助扩散
B．②可作为运输H＋的载体，也能提高ATP水解时所需的活化能
C．蔗糖经③运输到细胞外的过程中③的构象发生改变，属于协助扩散
D．蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞，体现了细胞膜的信息交流功能
解析：蔗糖经①运输至伴胞内属于主动运输，消耗膜内外H＋浓度差产生的势能，A错误；②既能运输H＋也能作为酶催化ATP水解，酶能降低化学反应所需的活化能，B错误；蔗糖经③运输到细胞外的过程借助载体蛋白，属于协助扩散，载体蛋白运输物质时会发生自身构象的改变，C正确；叶肉细胞产生的蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，D错误。

展开更多......

收起↑