探究分泌蛋白形成路径

2012-04-29多建香

高中生学习·高二版 2012年4期

关键词：囊泡高尔基体细胞器

多建香

分泌蛋白是指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如消化酶、抗体等，它的合成、运输和分泌体现了细胞器之间的协调配合。

例1关于胰腺腺泡细胞分泌蛋白合成和分泌的描述，正确的是（）

A．内质网在该过程中起着重要的交通枢纽作用

B．分泌蛋白的合成、加工和运输过程都需要消耗能量

C．核糖体合成的多肽链形成一定的空间结构是在高尔基体

D．内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在此过程中的含量变化分别是减少、增多、增多

解析分泌蛋白在核糖体上翻译出的蛋白质，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的囊泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成囊泡，把蛋白质包裹在囊泡里，囊泡移动到细胞膜，与细胞膜融合，把蛋白质分泌到细胞外。分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中，需要消耗能量，这些能量的供给来自线粒体。

答案B

例2经内质网糖基化加工后的蛋白质分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别为（）

A．内质网→细胞膜，2层

B．内质网→高尔基体→细胞膜，3层

C．内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜，4层

D．内质网→高尔基体→细胞膜，0层

解析分泌蛋白形成的过程经过的途径为：内质网→高尔基体→细胞膜。但分泌蛋白始终没有穿过膜，而是以囊泡的形式进行运输。

答案D

点拨细胞中各种细胞器的功能是各不相同的，但是某一项生命活动的完成，并不能只依靠一种细胞器，而是要依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间是可以相互转化的，在结构上具有一定的连续性。注意答题时的限定条件：

分泌蛋白的合成与分泌直接经过的细胞结构为：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜；参与的细胞结构有：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。

分泌蛋白的合成与分泌直接经过的细胞器为：核糖体→内质网→高尔基体；参与的细胞器有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体；参与的膜性细胞器有：内质网、高尔基体、线粒体。

分泌蛋白（如某些激素、抗体、消化酶等）从内质网腔→高尔基体→细胞膜是以囊泡的形式进行转移，依靠膜的流动性，跨膜层数为0层。

内质网以囊泡的方式将膜传递给高尔基体，内质网面积减少；高尔基体不但接收来自内质网的膜结构，而且以囊泡的方式传递给细胞膜，故高尔基体膜面积不变；细胞膜接收来自高尔基体的膜结构，故膜面积增大。由于内质网膜与细胞膜直接相连，最终实现膜的更新。

例3细胞作为一个生命系统，其内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系。在实验中，用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化如图甲曲线所示；在此过程中，高尔基体、细胞膜、内质网膜面积的变化如图乙曲线所示。请结合图示回答下列问题：

[a][b][c][甲乙][放射性强度][膜面积][时间][时间][d][e][f]

（1）甲图中的a、b和c曲线所指代的细胞器依次是。高尔基体在此过程中所起的作用是。

（2）乙图中的d、e、f曲线所指代的生物膜所属的细胞结构依次分别是。

（3）导致曲线f先增加后减少的原因是：。

（4）下面列出了实验期间该乳腺细胞分泌物中的四种，其中，没有放射性的物质是（）

A．乳蛋白 B．脂肪

C．抗体 D．乳糖

解析（1）由分泌蛋白的合成和分泌途径可知，a、b和c曲线所指代的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。（2）由于内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可通过具膜小泡相互转化，故可判断d、f、e曲线所代表的依次是內质网、高尔基体、细胞膜之间的生物膜面积的大小变化。（4）35S标记的氨基酸是合成蛋白质的原料，乳蛋白和抗体是分泌蛋白。

答案（1）核糖体、内质网、高尔基体高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步修饰加工，然后形成包裹蛋白质的囊泡（2）内质网、细胞膜、高尔基体（3）内质网形成具膜小泡（将蛋白质运送到高尔基体时），小泡与高尔基体膜融合使高尔基体膜面积增加；随后，高尔基体边缘突起形成小泡（包裹有关蛋白质），小泡离开高尔基体（与细胞膜融合），使高尔基体膜面积减少（4）B D

点拨蛋白的合成受基因控制，经过转录和翻译两个过程。以氨基酸为原料，以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体上，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。翻译时，核糖体在mRNA上滑动，将tRNA搬运的氨基酸经脱水缩合成多肽，并且肽链边合成边转入粗面内质网腔中（即边翻译边转运），一旦核糖体移至mRNA的“终止”密码子，蛋白质合成即告完成；进入内质网中的蛋白质发生的主要化学修饰作用有糖基化、羧基化、酰基化与二硫键的形成等，即对蛋白质进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，内质网以出芽形成囊泡，包裹着蛋白质运输到高尔基体；高尔基体对内质网转运来的蛋白质进行加工与包装，成为成熟的蛋白质，然后分门别类的以囊泡包裹运送到细胞膜，再通过胞吐分泌到细胞外成为分泌蛋白。

练习

1．原核细胞合成分泌蛋白与真核细胞合成分泌蛋白的相同点是（）

A．合成蛋白质主要场所都是内质网上的核糖体

B．合成蛋白质过程都是由染色体中基因控制的

C．合成蛋白质时都有细胞核内的转录

D．分泌蛋白质时都要依靠细胞膜的流动性

2. 下列关于生物膜的叙述，正确的是（）

A．神经递质通过主动运输方式进行跨膜运输

B．内质网膜与细胞膜、核膜、高尔基体膜直接相连

C．细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变

D．分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快

3. 已知胰腺腺泡细胞合成的分泌蛋白能够准确无误地被运输到细胞外，对于这一过程的叙述不合理的是（）