微专题1　囊泡运输及细胞自噬 高中生物第一轮总复习

微专题1囊泡运输及细胞自噬【知识必备】1.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。(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。(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]根据以上材料信息，回答下列问题。(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”。(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_______________________________________________。答案(1)(细胞质基质的)游离核糖体信号肽能通道蛋白(2)内质网高尔基体(3)内质网上囊泡的形成囊泡与高尔基体的融合2.细胞自噬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。答案(1)线粒体等衰老、损伤的细胞器内质网(2)排出细胞外再被利用增强(3)细胞质基质中pH高于溶酶体内的pH，导致水解酶的活性降低(4)(特异性)识别复合物【真题感悟】1.(2023·浙江6月选考，6)囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是()A.囊泡的运输依赖于细胞骨架B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体答案A解析囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体无膜结构，不能形成囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性，C错误；细胞内的核糖体和中心体无膜结构，囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。2.(2022·山东卷，1)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是()A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用答案C解析由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知APOE可改变细胞核的形态，A正确；蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确；自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行，不在细胞核内，C错误；异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。3.(2021·山东卷，1)高尔基体膜上的RS受体特异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质运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是()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ATPC.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解析消化酶和抗体属于分泌蛋白，其产生过程需要经过内质网、高尔基体的加工，而该类蛋白是错误运输到高尔基体的，故不属于该类蛋白质，A正确；该类蛋白经囊泡运输需要消耗能量，B正确；由题意“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”可知，高尔基体膜上的RS受体与含RS的蛋白质结合能力强，所以pH应该低，C错误；RS功能缺失会使该类蛋白的回收异常，不能运回内质网，在高尔基体内积累，含量增加，D正确。【跟踪训练】1.(2024·广东省衡水金卷)多肽链进入内质网加工后，有些被运送到细胞其他部位称为运出蛋白，有些留在内质网称为驻留蛋白。驻留蛋白的羧基端有一段特殊的四肽序列(KDEL)，如果该蛋白被意外地包装进入转运囊泡，就会从内质网逃逸到高尔基体，高尔基体膜内侧的KDEL受体就会识别并结合KDEL，将它们回收到内质网。下列说法错误的是()A.多肽链与核糖体一起转移到内质网上完成合成后加工形成有功能的蛋白B.驻留蛋白可能参与运出蛋白的折叠与组装C.高尔基体膜通过转运囊泡转化为内质网膜，依赖于膜的流动性D.内质网膜、转运囊泡膜、高尔基体膜内侧都含有KDEL受体答案D解析多肽链与核糖体一起转移到内质网上完成合成后加工形成有功能的蛋白，A正确；驻留蛋白的羧基端有一段特殊的四肽序列(KDEL)，驻留在内质网，可能参与运出蛋白的折叠与组装，B正确；高尔基体膜通过转运囊泡转化为内质网膜，依赖于膜的流动性，实现了膜的融合，C正确；通过题干信息可知，转运囊泡膜内侧没有KDEL受体，D错误。2.(2024·广东实验中学调研)在起始密码子后，有一段RNA区域可编码疏水性氨基酸序列，该序列被称为信号肽。信号肽一般位于分泌蛋白的N端(肽链游离的氨基端)，通常由15～30个氨基酸组成。它负责把蛋白质引导到具膜结构的细胞器内，此过程如图所示。下列相关叙述错误的是()A.信号肽可指引核糖体由细胞质基质移向内质网B.信号肽是转录的产物，发挥完作用即被信号肽酶剪切C.信号肽能特异性地识别相关细胞器膜上的受体并与之相结合D.核糖体在细胞内可循环使用，以保证蛋白质供应答案B解析根据图示可知，信号肽负责把蛋白质从核糖体上引导到具膜结构的细胞器(内质网)内，A正确；有一段RNA区域，可编码疏水性氨基酸序列，该序列被称为信号肽，因此信号肽是翻译的产物，B错误；信号肽能被内质网上的受体糖蛋白识别，C正确；如题图所示，核糖体可以在细胞内循环使用，D正确。3.(2024·重庆一中质检)细胞器、蛋白质在真核细胞的生命活动中具有重要作用，若细胞内堆积错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器，就会影响细胞的正常功能。研究发现，细胞通过下图所示的机制进行相应调控，以清除错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器。回答下列问题：(1)线粒体等细胞器并不是随机漂浮于细胞质中，细胞质中有支持它们的由蛋白质纤维组成的网架结构，这些网架结构统称为______________________________。(2)泛素是真核细胞中的一类小分子蛋白质，其合成场所为________，据图可知泛素的功能是___________________________________________________________。(3)图中的吞噬泡是一种囊泡，囊泡的结构不固定，不能称之为细胞器，但对细胞的生命活动至关重要，动物细胞能产生囊泡的结构有______________________________________________________________________________________________(写出2种)等。(4)吞噬泡和溶酶体融合的过程体现了生物膜的结构特点是__________________。(5)细胞通过图示过程对细胞内部结构和成分进行调控，其意义是__________________________________________________________(答出2点)。答案(1)细胞骨架(2)核糖体标记损伤的细胞器或错误折叠的蛋白质，使其与自噬受体结合，最终形成吞噬泡(3)内质网、细胞膜、高尔基体(任写2种)(4)具有一定的流动性(5)清除细胞内功能异常的蛋白质或损伤的细胞器，维持细胞的正常功能；降解产物可被细胞重新利用解析(1)细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。(2)核糖体是蛋白质的合成场所，泛素是真核细胞中的一类小分子蛋白质，其合成场所为核糖体。据图可知，错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记，被标记的蛋白质或线粒体会与自噬受体结合，而后被包裹进吞噬泡，因此泛素的功能是标记损伤的细胞器或错误折叠的蛋白质，使其与自噬受体结合，最终形成吞噬泡。(3)分泌蛋白的合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白