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2024届高考生物二轮专题复习与测试专题一细胞的基本组成和物质运输高考命题热点一关注与信号肽有关的细胞热点
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这是一份2024届高考生物二轮专题复习与测试专题一细胞的基本组成和物质运输高考命题热点一关注与信号肽有关的细胞热点，共6页。试卷主要包含了内质网膜上信号识别颗粒的受体等内容，欢迎下载使用。
信号肽假说是1975年由布洛贝尔和萨巴蒂尼提出的。
具体内容：分泌蛋白的N端携带有短的信号序列，用于指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，该信号序列称为信号肽，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。指导分泌蛋白在粗面内质网合成的决定因素有蛋白质N端的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网膜上信号识别颗粒的受体(又称为停泊蛋白，DP)。
结构：信号肽位于蛋白质N端，一般由16～26个氨基酸残基组成，其中包括疏水核心区、信号肽的N端、信号肽的C端等三部分。信号识别颗粒SRP是一种核糖核蛋白复合体，通常位于细胞质基质，由6种不同的蛋白质和一个7SRNA组成。SRP受体是内质网膜上的整合蛋白，由α和β亚基组成。
分泌蛋白在内质网上的合成过程：
①蛋白质在细胞质中游离的核糖体上起始合成，当肽链延伸至约80个氨基酸残基时，N端信号序列暴露并与SRP结合，延伸停止。
②SRP与DP结合，引导核糖体－新生肽复合物附着在内质网膜上。
③核糖体–新生肽与内质网膜上的移位子结合，SRP脱离相应受体，返回细胞质基质重新利用，肽链开始延伸。
④信号肽穿入内质网膜引导肽链进入内质网腔，该过程由GTP供能，腔面上的信号肽酶切除信号肽并使之快速降解。
⑤新生肽链继续延伸直至合成结束，最终被分泌到胞外。
(2023·广东深圳模拟预测)在粗面内质网中合成的蛋白质要分泌到细胞外，需要有特殊的信号序列。蛋白质首先在游离的核糖体上合成，正在合成的多肽链上的信号序列将黏附在识别因子上，而识别因子会将核糖体和合成了一部分的蛋白质带到内质网表面上的“停泊区”，如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．游离的核糖体可转化为附着的核糖体
B．图示过程可体现生物膜信息交流的功能
C．信号肽可以引导内质网加工后的蛋白质分子进入高尔基体内
D．若缺少识别因子则信号肽合成之后就停止肽链合成
解析：核糖体分为游离的核糖体和附着在生物膜上的核糖体，二者之间可以相互转化，A项正确；多肽链上的“信号序列”将黏附在内质网上的“识别因子”上，体现了生物膜信息交流的功能，B项正确；由题意可知，核糖体合成的蛋白质分子是由信号肽引导进入内质网腔的，且该信号肽在内质网被切掉，故信号肽不能引导新合成的蛋白质进入高尔基体，C项错误；若内质网上缺少“识别因子”，则信号肽不能进入内质网，则不能继续合成，D项正确。
答案：C
1．(2023·广州模考)科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体，即膜结合核糖体，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现，SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A．微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B．细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C．SP合成缺陷的浆细胞中，抗体会在内质网腔中聚集
D．内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
解析：分析题意，微粒体上有核糖体结合，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)，且两者结合能引导多肽链进入内质网，据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分，A项错误；基因是有遗传效应的核酸片段，信号肽(SP)是由控制“信号肽”(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的，所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，如配子或减数第二次分裂的细胞等，B项错误；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，因此不会进入内质网中，C项错误；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号肽”，说明在内质网腔内“信号肽”被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶)，D项正确。
答案：D
2．(2023·徐州模考)科学家推测，在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，新生肽与SRP结合后，停止蛋白质的合成，只有引导核糖体附着于内质网上，才能继续蛋白质的合成，这就是信号肽假说，如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B．信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
C．若在合成新生肽阶段切除信号序列，则无法合成结构正确的分泌蛋白
D．与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器均具有膜结构，这些膜结构属于生物膜系统
解析：核糖体没有膜结构，核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合，即依赖于生物膜的信息交流功能，A项错误；由图分析可知，信号肽需借助DP(SRP受体)和SRP的识别结合，引导核糖体附着在内质网上，才能转移至内质网膜上，B项正确；若在合成新生肽阶段切除信号序列，结合信号肽的SRP不与DP识别结合，则游离核糖体不能附着于内质网上，分泌蛋白会停止合成，无法合成结构正确的分泌蛋白，C项正确；与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器为内质网、高尔基体，二者均具有膜结构，这些膜结构属于生物膜系统，D项正确。
答案：A
3．(2023·黄冈联考模拟)分泌蛋白新生肽链的信号肽序列(位于肽链的N端，其末端常称为碱性氨基末端)合成后，可被信号识别颗粒所识别，引起蛋白质合成暂停或减缓；待核糖体及其上的新生肽链转移至内质网上，蛋白质合成又重新恢复。随后，已合成的肽链在信号肽引导下，穿过内质网膜进入内质网腔继续加工，其中信号肽序列将在信号肽酶的作用下被切除(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A．氨基中的氮可与H＋结合，因此称信号肽的N末端为碱性氨基末端
B．高尔基体膜内侧与内质网相连，外侧与细胞膜相连，属于细胞的生物膜系统
C．根据信号肽能引导肽链穿过内质网膜可推测其上分布有重要的疏水序列
D．分泌蛋白新生肽链的合成始于游离核糖体，说明附着型与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异
解析：氨基中的氮有较强的吸引氢离子的能力，会让溶剂水因失去H＋而剩余OH－，所以称信号肽的N末端为碱性氨基末端，A项正确；高尔基体膜是独立的，就连高尔基体内部各个片层的膜都不相连；内质网膜向内连接核膜，向外连接细胞膜，B项错误；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，内部是磷脂分子的疏水端，信号肽能引导新合成的蛋白质穿膜进入内质网腔，是因为信号肽的主要功能区是一小段疏水序列，类似于脂溶性小分子的穿膜运输方式，C项正确；分泌蛋白开始时在游离的核糖体上合成的，当信号肽被信号识别颗粒识别后，核糖体才被带到内质网上，变为附着的核糖体，所以附着型与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异，D项正确。
答案：B
4．(2023·湖北模拟预测)信号肽假说认为，分泌蛋白首先在细胞质基质的游离核糖体上开始合成，当多肽链延伸至80个左右氨基酸残基时，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。之后，SRP脱离，信号肽引导肽链进入内质网腔中，肽链继续合成直至结束后从核糖体上脱落。在含核糖体的培养液中，进行相关实验，结果如下表。下列说法错误的是( )
注：“＋”“－”分别代表培养液中存在(＋)或不存在(－)该物质或结构。
A．游离核糖体和附着在内质网上的核糖体可相互转化
B．SRP与信号肽结合后会导致肽链合成过程停止
C．信号肽通过与DP的特异性结合将核糖体固定在内质网上
D．内质网中具有切除信号肽相关的酶
解析：由题意可知，分泌蛋白首先在细胞质基质中游离的核糖体上起始合成，然后核糖体—新生肽会附着至内质网，肽链继续合成直至结束后，核糖体脱落，所以游离核糖体和附着在内质网上的核糖体可相互转化，A项正确；对比表格中的实验组1和2，SRP的存在会使肽链延伸停止，即SRP与信号结合后会导致翻译过程停止，B项正确；与DP的特异性结合将核糖体固定在内质网上的是SRP而不是信号肽，C项错误；对比表格中的实验组3和4，3没有内质网，多肽上含信号肽，故内质网可以使信号肽被切除，可推测出内质网中具有切除信号肽相关的酶，D项正确。
答案：C
5．(2023·深圳模考)蛋白复合体种类较多，易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体，其中心有一个直径约为2 nm的通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法正确的是( )
A．新生肽链通过易位子转运至内质网腔体现了蛋白质的催化功能
B．易位子与核孔均具有运输大分子物质进出相关结构的能力
C．经内质网加工后的蛋白质也是通过易位子运送到高尔基体的
D．易位子运输物质时具有识别能力，体现了内质网膜的流动性
解析：新生肽链通过易位子蛋白转运至内质网腔体现了蛋白质的运输功能，不能体现催化功能，A项错误；易位子能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网，说明易位子和核孔一样，具有运输某些大分子物质的能力，B项正确；分析题意可知，只有加工失败才通过易位子运回细胞质基质，经内质网加工后的蛋白质是通过囊泡运送到高尔基体的，C项错误；易位子能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网，说明易位子具有识别能力，体现了内质网膜的选择性，D项错误。
答案：B
6．(2023·泰州统考)下图为细胞核基因编码的蛋白质甲、乙进入叶绿体的过程，导向序列可决定蛋白质的运输目的地，完成转运后导向序列被信号肽酶切除。下列相关叙述正确的是( )
A．蛋白质甲、乙上的导向序列具有特异性识别功能
B．蛋白质甲、乙切除导向序列后即可发挥相应的功能
C．Hsp70使蛋白质保持非折叠状态，这不利于它穿过叶绿体膜
D．据图推测，蛋白质甲、乙分别与光反应、暗反应有关
解析：叶绿体基质内蛋白质和类囊体薄膜上蛋白质不完全相同，导向序列可决定蛋白质的运输目的地，据此推测，蛋白质甲、乙上的导向序列具有特异性识别功能，A项正确；蛋白质甲、乙切除导向序列后，需要进一步加工形成一定的空间结构才可以发挥相应的功能，B项错误；据图可知，蛋白质甲和乙通过孔蛋白进入叶绿体内，若Hsp70使蛋白质保持非折叠状态，这有利于它穿过叶绿体膜，C项错误；据图可知，蛋白质甲的运输目的地为叶绿体基质，可能和暗反应有关；蛋白质乙的运输目的地为类囊体，可能和光反应有关，D项错误。
答案：A实验
组别
编码信号肽的mRNA
SRP
DP
内质网
结果
1
＋
－
－
－
产生含信号肽的完整多肽
2
＋
＋
－
－
合成70～100个氨基酸残基后，肽链停止合成
3
＋
＋
＋
－
产生含信号肽的完整多肽
4
＋
＋
＋
＋
信号肽切除，多肽链进入内质网
信号肽假说是1975年由布洛贝尔和萨巴蒂尼提出的。
具体内容：分泌蛋白的N端携带有短的信号序列，用于指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，该信号序列称为信号肽，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。指导分泌蛋白在粗面内质网合成的决定因素有蛋白质N端的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网膜上信号识别颗粒的受体(又称为停泊蛋白，DP)。
结构：信号肽位于蛋白质N端，一般由16～26个氨基酸残基组成，其中包括疏水核心区、信号肽的N端、信号肽的C端等三部分。信号识别颗粒SRP是一种核糖核蛋白复合体，通常位于细胞质基质，由6种不同的蛋白质和一个7SRNA组成。SRP受体是内质网膜上的整合蛋白，由α和β亚基组成。
分泌蛋白在内质网上的合成过程：
①蛋白质在细胞质中游离的核糖体上起始合成，当肽链延伸至约80个氨基酸残基时，N端信号序列暴露并与SRP结合，延伸停止。
②SRP与DP结合，引导核糖体－新生肽复合物附着在内质网膜上。
③核糖体–新生肽与内质网膜上的移位子结合，SRP脱离相应受体，返回细胞质基质重新利用，肽链开始延伸。
④信号肽穿入内质网膜引导肽链进入内质网腔，该过程由GTP供能，腔面上的信号肽酶切除信号肽并使之快速降解。
⑤新生肽链继续延伸直至合成结束，最终被分泌到胞外。
(2023·广东深圳模拟预测)在粗面内质网中合成的蛋白质要分泌到细胞外，需要有特殊的信号序列。蛋白质首先在游离的核糖体上合成，正在合成的多肽链上的信号序列将黏附在识别因子上，而识别因子会将核糖体和合成了一部分的蛋白质带到内质网表面上的“停泊区”，如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．游离的核糖体可转化为附着的核糖体
B．图示过程可体现生物膜信息交流的功能
C．信号肽可以引导内质网加工后的蛋白质分子进入高尔基体内
D．若缺少识别因子则信号肽合成之后就停止肽链合成
解析：核糖体分为游离的核糖体和附着在生物膜上的核糖体，二者之间可以相互转化，A项正确；多肽链上的“信号序列”将黏附在内质网上的“识别因子”上，体现了生物膜信息交流的功能，B项正确；由题意可知，核糖体合成的蛋白质分子是由信号肽引导进入内质网腔的，且该信号肽在内质网被切掉，故信号肽不能引导新合成的蛋白质进入高尔基体，C项错误；若内质网上缺少“识别因子”，则信号肽不能进入内质网，则不能继续合成，D项正确。
答案：C
1．(2023·广州模考)科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体，即膜结合核糖体，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现，SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A．微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B．细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C．SP合成缺陷的浆细胞中，抗体会在内质网腔中聚集
D．内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
解析：分析题意，微粒体上有核糖体结合，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)，且两者结合能引导多肽链进入内质网，据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分，A项错误；基因是有遗传效应的核酸片段，信号肽(SP)是由控制“信号肽”(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的，所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，如配子或减数第二次分裂的细胞等，B项错误；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，因此不会进入内质网中，C项错误；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号肽”，说明在内质网腔内“信号肽”被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶)，D项正确。
答案：D
2．(2023·徐州模考)科学家推测，在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，新生肽与SRP结合后，停止蛋白质的合成，只有引导核糖体附着于内质网上，才能继续蛋白质的合成，这就是信号肽假说，如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B．信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
C．若在合成新生肽阶段切除信号序列，则无法合成结构正确的分泌蛋白
D．与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器均具有膜结构，这些膜结构属于生物膜系统
解析：核糖体没有膜结构，核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合，即依赖于生物膜的信息交流功能，A项错误；由图分析可知，信号肽需借助DP(SRP受体)和SRP的识别结合，引导核糖体附着在内质网上，才能转移至内质网膜上，B项正确；若在合成新生肽阶段切除信号序列，结合信号肽的SRP不与DP识别结合，则游离核糖体不能附着于内质网上，分泌蛋白会停止合成，无法合成结构正确的分泌蛋白，C项正确；与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器为内质网、高尔基体，二者均具有膜结构，这些膜结构属于生物膜系统，D项正确。
答案：A
3．(2023·黄冈联考模拟)分泌蛋白新生肽链的信号肽序列(位于肽链的N端，其末端常称为碱性氨基末端)合成后，可被信号识别颗粒所识别，引起蛋白质合成暂停或减缓；待核糖体及其上的新生肽链转移至内质网上，蛋白质合成又重新恢复。随后，已合成的肽链在信号肽引导下，穿过内质网膜进入内质网腔继续加工，其中信号肽序列将在信号肽酶的作用下被切除(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A．氨基中的氮可与H＋结合，因此称信号肽的N末端为碱性氨基末端
B．高尔基体膜内侧与内质网相连，外侧与细胞膜相连，属于细胞的生物膜系统
C．根据信号肽能引导肽链穿过内质网膜可推测其上分布有重要的疏水序列
D．分泌蛋白新生肽链的合成始于游离核糖体，说明附着型与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异
解析：氨基中的氮有较强的吸引氢离子的能力，会让溶剂水因失去H＋而剩余OH－，所以称信号肽的N末端为碱性氨基末端，A项正确；高尔基体膜是独立的，就连高尔基体内部各个片层的膜都不相连；内质网膜向内连接核膜，向外连接细胞膜，B项错误；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，内部是磷脂分子的疏水端，信号肽能引导新合成的蛋白质穿膜进入内质网腔，是因为信号肽的主要功能区是一小段疏水序列，类似于脂溶性小分子的穿膜运输方式，C项正确；分泌蛋白开始时在游离的核糖体上合成的，当信号肽被信号识别颗粒识别后，核糖体才被带到内质网上，变为附着的核糖体，所以附着型与游离型核糖体在结构和功能上并无本质差异，D项正确。
答案：B
4．(2023·湖北模拟预测)信号肽假说认为，分泌蛋白首先在细胞质基质的游离核糖体上开始合成，当多肽链延伸至80个左右氨基酸残基时，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。之后，SRP脱离，信号肽引导肽链进入内质网腔中，肽链继续合成直至结束后从核糖体上脱落。在含核糖体的培养液中，进行相关实验，结果如下表。下列说法错误的是( )
注：“＋”“－”分别代表培养液中存在(＋)或不存在(－)该物质或结构。
A．游离核糖体和附着在内质网上的核糖体可相互转化
B．SRP与信号肽结合后会导致肽链合成过程停止
C．信号肽通过与DP的特异性结合将核糖体固定在内质网上
D．内质网中具有切除信号肽相关的酶
解析：由题意可知，分泌蛋白首先在细胞质基质中游离的核糖体上起始合成，然后核糖体—新生肽会附着至内质网，肽链继续合成直至结束后，核糖体脱落，所以游离核糖体和附着在内质网上的核糖体可相互转化，A项正确；对比表格中的实验组1和2，SRP的存在会使肽链延伸停止，即SRP与信号结合后会导致翻译过程停止，B项正确；与DP的特异性结合将核糖体固定在内质网上的是SRP而不是信号肽，C项错误；对比表格中的实验组3和4，3没有内质网，多肽上含信号肽，故内质网可以使信号肽被切除，可推测出内质网中具有切除信号肽相关的酶，D项正确。
答案：C
5．(2023·深圳模考)蛋白复合体种类较多，易位子是一种位于内质网膜上的蛋白复合体，其中心有一个直径约为2 nm的通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法正确的是( )
A．新生肽链通过易位子转运至内质网腔体现了蛋白质的催化功能
B．易位子与核孔均具有运输大分子物质进出相关结构的能力
C．经内质网加工后的蛋白质也是通过易位子运送到高尔基体的
D．易位子运输物质时具有识别能力，体现了内质网膜的流动性
解析：新生肽链通过易位子蛋白转运至内质网腔体现了蛋白质的运输功能，不能体现催化功能，A项错误；易位子能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网，说明易位子和核孔一样，具有运输某些大分子物质的能力，B项正确；分析题意可知，只有加工失败才通过易位子运回细胞质基质，经内质网加工后的蛋白质是通过囊泡运送到高尔基体的，C项错误；易位子能与信号肽结合并引导新合成多肽链进入内质网，说明易位子具有识别能力，体现了内质网膜的选择性，D项错误。
答案：B
6．(2023·泰州统考)下图为细胞核基因编码的蛋白质甲、乙进入叶绿体的过程，导向序列可决定蛋白质的运输目的地，完成转运后导向序列被信号肽酶切除。下列相关叙述正确的是( )
A．蛋白质甲、乙上的导向序列具有特异性识别功能
B．蛋白质甲、乙切除导向序列后即可发挥相应的功能
C．Hsp70使蛋白质保持非折叠状态，这不利于它穿过叶绿体膜
D．据图推测，蛋白质甲、乙分别与光反应、暗反应有关
解析：叶绿体基质内蛋白质和类囊体薄膜上蛋白质不完全相同，导向序列可决定蛋白质的运输目的地，据此推测，蛋白质甲、乙上的导向序列具有特异性识别功能，A项正确；蛋白质甲、乙切除导向序列后，需要进一步加工形成一定的空间结构才可以发挥相应的功能，B项错误；据图可知，蛋白质甲和乙通过孔蛋白进入叶绿体内，若Hsp70使蛋白质保持非折叠状态，这有利于它穿过叶绿体膜，C项错误；据图可知，蛋白质甲的运输目的地为叶绿体基质，可能和暗反应有关；蛋白质乙的运输目的地为类囊体，可能和光反应有关，D项错误。
答案：A实验
组别
编码信号肽的mRNA
SRP
DP
内质网
结果
1
＋
－
－
－
产生含信号肽的完整多肽
2
＋
＋
－
－
合成70～100个氨基酸残基后，肽链停止合成
3
＋
＋
＋
－
产生含信号肽的完整多肽
4
＋
＋
＋
＋
信号肽切除，多肽链进入内质网
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