备课素材：亲核蛋白进入核孔 高一上学期生物人教版必修1

亲核蛋白进入核孔先看一道试题：亲核蛋白如核糖体蛋白、染色体蛋白等需要核定位信号(NLS)的引导才能进入细胞核，核定位信号(NLS)是一小段氨基酸序列且不会被切除。个别没有NLS的亲核蛋白也能进入细胞核，但是这些蛋白质必须和具有NLS的蛋白质结合才能进入。在细胞分裂形成新细胞后，原有的核内蛋白质会重新定位到新细胞核内。下列相关叙述错误的是(

)A.核定位信号是亲核蛋白进入细胞核所必需的B.核糖体蛋白在核仁处合成，与核糖体一起通过核孔来回穿梭C.染色体蛋白与DNA等组成染色体，DNA是遗传信息的载体D.若核定位信号未被切除，则原有的核内蛋白质会重新定位到新细胞核内解析：本题主要考查蛋白质的合成和运输。在真核细胞中，核基因转录后，RNA经核孔进入细胞质后与核糖体结合，在核糖体上合成亲核蛋白，B错误。故答案为B。这道试题提到了亲核蛋白进入细胞核。2019版高中生物学必修一提到了“核实现核质之间频繁的物质交换”：2019版高中生物学必修二说：那么，细胞质中的核糖体上合成的亲核蛋白如何进入细胞核？核孔可以通过信号识别、载体介导和消耗ATP完成细胞质与细胞核之间一些大分子物质的主动运输，如细胞质核糖体上合成的DNA聚合酶、RNA聚合酶运输到细胞核、snRNA。核孔复合体功能是核质交换的双向选择性亲水通道，具有双功能：被动扩散和主动运输；双向性：入核和出核。1.核孔复合体的两种运输方式（1）被动运输一般10nm的分子可以被动运输的方式自由出入核孔复合体，有的则由于含有信号序列或者和其它的分子结合成大分子而不能自由出入核孔复合体。（2）主动运输通过核孔复合体的主动运输主要是指亲核蛋白的入核，RNA分子及核糖核蛋白颗粒（SNP）出核运输，具有高度的选择性，并且是双向的选择性。2.亲核蛋白通过核孔进入细胞核的过程亲核蛋白是指在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。

亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列，这些内含的短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体转运到细胞核内，这段具有“定向”、“定位”作用的序列被称为核定位序列（核定位信号，NLS）。

另外，核输出信号（NES）作为核内物质输出细胞核的信号，帮助核内某些分子迅速通过核孔进入细胞质，位于核内合成然后被运输到细胞质工作的分子中。亲核蛋白通过核孔复合体的转运是分步进行的，根据整个过程对能量的需求。可粗略分为两步，结合与转移。亲和蛋白首先结合到核孔复合体的胞质面，这一步不需要能量，但依赖正常的NLS，随后的转移步骤则需要GTP水解供能。亲和蛋白除了本身具有NLS外，其进入和转运还需要一些胞质蛋白因子的帮助。目前比较确定的因子有imporinα/β，Ran和。在他们的参与下，亲和蛋白的静入核转运可以分为如下几个步骤：①蛋白与NLS受体，即imporinα/β二聚体结合；②货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；③纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；④货物受体复合体与Ran-GTP结合，复合体解散，释放出货物；⑤与Ran-GTP结合的imporinβ，输出细胞核，在细胞质中Ran结合的GTP水解，Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP状态（如图）。

例1、亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，可通过其中的一段特殊氨基酸序列（NLS）与相应的受体蛋白识别，并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下，转运复合物与核孔结合后进入细胞核，该过程消耗细胞中的ATP。下列说法错误的是（）A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累解析：真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列，因此能与相应的受体蛋白识别，A正确；核孔具有选择性，分子大小合适的蛋白质不一定都能通过核孔进入细胞核，B错误；亲核蛋白的入核转运过程消耗ATP，因此细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程，C正确；NLS是一种能够和亲核蛋白结合的特殊短肽，NLS中氨基酸序列功能缺陷就会导致亲核蛋白在细胞质内不正常积累，D正确。故答案为B。例2、甲图表示细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能．乙图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，结合两图回答问题：（1）核膜由

层磷脂分子组成，同其他生物膜相同的功能特性是

性。（2）代谢旺盛的细胞，核膜上的

数目多，它们的作用是

。（3）从甲图可知亲核蛋白进入细胞核需要消耗

，从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其

部决定。（4）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，这些功能与结构

（填数字）有关，结构②的折光性很强，其作用是

。答案：（1）四

选择透过（2）核孔

实现核质之间的物质交换和信息交流（3）消耗能量

尾部（4）①

折光性很强，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关解析：（1）根据题意和图示分析可知：核膜是双层膜，膜的基本骨架是磷脂双分子层，则核膜由四层磷脂分子组成，主要成分还有蛋白质，生物膜的功能特性是选择透过性。（2）核孔是某些大分