Question

【题目】蛋白质是生命活动的主要承担者，在哺乳动物细胞中一般可检测出1万-2万种蛋白质。除线粒体和叶绿体中能合成少量蛋白质外，绝大多数蛋白质都在细胞质中合成后主要通过下图1所示的①-③ 方式转运到细胞的特定部位（a、b表示细胞内的结构）。图２为蛋白质进入线粒体的示意图。

（1）由图 1 可知，蛋白质进入 a 是通过_____（结构）进入。

（2）由图 2 可知，蛋白质运入线粒体是由位于膜上的_______运的，进入到线粒体基质中的蛋白质能够参与到不同的代谢中。蛋白质运入叶绿体、内质网的方式都与图 2 类似，综合图 1、2 分析，不同蛋白质能够进入到不同细胞器的原因是_______不同，能够被不同细胞器膜上的受体蛋白特异性识别。请提出针对上述原因进行验证的一种可行的实验方案并预期实验结果：______。

（3）胰岛素由胰岛 B 细胞分泌的，是人体中唯一能够__________的激素。请依据图中信息简述胰岛素合 成分泌的过程：______________ 。

Answer 1

【答案】核孔 蛋白转运体 前体蛋白质所携带的信号序列 思路1：将进入线粒体的蛋白质的信号序列切除，蛋白质不能进入到线粒体中。 思路2：将两个分别进入到线粒体和叶绿体的蛋白质的信号序列切掉后互换，结果原本应进入到线粒 体的蛋白质进入到叶绿体中，同样原本应进入到叶绿体的蛋白质进入到线粒体中 降低血糖 胰岛素在核糖体合成后，通过图中途径②蛋白质转运体转运进入内质网，再通过囊泡转运至高尔基体进行加工后，以囊泡形式运至细胞膜，通过胞吐形式分泌出细胞

【解析】

分析图1：①为蛋白质进入细胞核，②表示蛋白质进入叶绿体和线粒体，③是内质网对蛋白质进行初步的加工以及高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工。分析图2：蛋白质进入线粒体的过程为：线粒体外膜上的受体蛋白识别前体蛋白质所携带的信号序列并与之结合，进而膜上的蛋白转运体将前体蛋白质转运进线粒体。胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成和分泌过程为：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行初步的加工→内质网“出芽”形成囊泡，将加工后的蛋白质运往高尔基体→囊泡膜与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工→高尔基体“出芽”形成囊泡，将加工后的蛋白质运往细胞膜→囊泡膜与细胞膜融合，将分泌蛋白分泌到细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。

(1) 由图 1 可知，蛋白质是生物大分子，进入 a所示的细胞核是通过核孔。

(2) 已知蛋白质运入叶绿体、内质网的方式都与图 2 类似，而图 2 所示的蛋白质运入线粒体是由位于膜上的蛋白转运体转运的。据此综合分析图 1、2可知，前体蛋白质所携带的信号序列不同，导致不同蛋白质能够进入到不同细胞器，能够被不同细胞器膜上的受体蛋白特异性识别。针对上述原因设计实验进行验证，则其实验思路1是：将进入线粒体的蛋白质的信号序列切除；实验思路2是：将两个分别进入到线粒体和叶绿体的蛋白质的信号序列切掉后互换。因验证性实验的结论是已知的蛋白质，所以实验思路1的预期实验结果为：切除信号序列后的该蛋白质不能进入到线粒体中；实验思路2的预期实验结果为：原本应进入到线粒体的蛋白质进入到叶绿体中，同样原本应进入到叶绿体的蛋白质进入到线粒体中。

(3) 胰岛素由胰岛 B 细胞分泌的，是人体中唯一能够降低血糖的激素。胰岛素属于分泌蛋白，因此胰岛素合成分泌的过程为：胰岛素在核糖体合成后，通过图中途径②蛋白质转运体转运进入内质网，再通过囊泡转运至高尔基体进行加工后，以囊泡形式运至细胞膜，通过胞吐形式分泌出细胞。