探究分泌蛋白形成路徑

多建香

分泌蛋白是指在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外起作用的蛋白質(zhì)，如消化酶、抗體等，它的合成、運(yùn)輸和分泌體現(xiàn)了細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合。

例1關(guān)于胰腺腺泡細(xì)胞分泌蛋白合成和分泌的描述，正確的是（）

A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在該過(guò)程中起著重要的交通樞紐作用

B．分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸過(guò)程都需要消耗能量

C．核糖體合成的多肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)是在高爾基體

D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜和細(xì)胞膜在此過(guò)程中的含量變化分別是減少、增多、增多

解析分泌蛋白在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，還要經(jīng)過(guò)一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團(tuán)等，才能成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的囊泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進(jìn)一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成囊泡，把蛋白質(zhì)包裹在囊泡里，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合，把蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，需要消耗能量，這些能量的供給來(lái)自線(xiàn)粒體。

答案B

例2經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糖基化加工后的蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外需要經(jīng)過(guò)的膜結(jié)構(gòu)及穿過(guò)的膜層數(shù)分別為（ ）

A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→細(xì)胞膜，2層

B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜，3層

C．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→線(xiàn)粒體→細(xì)胞膜，4層

D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜，0層

解析分泌蛋白形成的過(guò)程經(jīng)過(guò)的途徑為：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜。但分泌蛋白始終沒(méi)有穿過(guò)膜，而是以囊泡的形式進(jìn)行運(yùn)輸。

答案D

點(diǎn)撥細(xì)胞中各種細(xì)胞器的功能是各不相同的，但是某一項(xiàng)生命活動(dòng)的完成，并不能只依靠一種細(xì)胞器，而是要依靠各種細(xì)胞器之間的密切合作、協(xié)調(diào)配合才能完成。細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞膜之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性。注意答題時(shí)的限定條件：

分泌蛋白的合成與分泌直接經(jīng)過(guò)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)為：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜；參與的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜、線(xiàn)粒體。

分泌蛋白的合成與分泌直接經(jīng)過(guò)的細(xì)胞器為：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體；參與的細(xì)胞器有：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體；參與的膜性細(xì)胞器有：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體。

分泌蛋白（如某些激素、抗體、消化酶等）從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→高爾基體→細(xì)胞膜是以囊泡的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)移，依靠膜的流動(dòng)性，跨膜層數(shù)為0層。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以囊泡的方式將膜傳遞給高爾基體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)面積減少；高爾基體不但接收來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜結(jié)構(gòu)，而且以囊泡的方式傳遞給細(xì)胞膜，故高爾基體膜面積不變；細(xì)胞膜接收來(lái)自高爾基體的膜結(jié)構(gòu)，故膜面積增大。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜直接相連，最終實(shí)現(xiàn)膜的更新。

例3細(xì)胞作為一個(gè)生命系統(tǒng)，其內(nèi)部的各種結(jié)構(gòu)及其功能既相對(duì)獨(dú)立又彼此聯(lián)系。在實(shí)驗(yàn)中，用35S標(biāo)記一定量的氨基酸來(lái)培養(yǎng)某哺乳動(dòng)物的乳腺細(xì)胞，測(cè)得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體上放射性強(qiáng)度的變化如圖甲曲線(xiàn)所示；在此過(guò)程中，高爾基體、細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積的變化如圖乙曲線(xiàn)所示。請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問(wèn)題：

[a][b][c][甲乙][放射性強(qiáng)度][膜面積][時(shí)間][時(shí)間][d][e][f]

（1）甲圖中的a、b和c曲線(xiàn)所指代的細(xì)胞器依次是 。高爾基體在此過(guò)程中所起的作用是。

（2）乙圖中的d、e、f曲線(xiàn)所指代的生物膜所屬的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次分別是 。

（3）導(dǎo)致曲線(xiàn)f先增加后減少的原因是： 。

（4）下面列出了實(shí)驗(yàn)期間該乳腺細(xì)胞分泌物中的四種，其中，沒(méi)有放射性的物質(zhì)是（）

A．乳蛋白 B．脂肪

C．抗體 D．乳糖

解析（1）由分泌蛋白的合成和分泌途徑可知，a、b和c曲線(xiàn)所指代的細(xì)胞器依次是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。（2）由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜和細(xì)胞膜之間可通過(guò)具膜小泡相互轉(zhuǎn)化，故可判斷d、f、e曲線(xiàn)所代表的依次是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜之間的生物膜面積的大小變化。（4）35S標(biāo)記的氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，乳蛋白?和抗體是分泌蛋白。

答案（1）核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體高爾基體對(duì)來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)做進(jìn)一步修飾加工，然后形成包裹蛋白質(zhì)的囊泡（2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞膜、高爾基體（3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成具膜小泡（將蛋白質(zhì)運(yùn)送到高爾基體時(shí)），小泡與高爾基體膜融合使高爾基體膜面積增加；隨后，高爾基體邊緣突起形成小泡（包裹有關(guān)蛋白質(zhì)），小泡離開(kāi)高爾基體（與細(xì)胞膜融合），使高爾基體膜面積減少（4）B D

點(diǎn)撥蛋白的合成受基因控制，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程。以氨基酸為原料，以mRNA為模板，以tRNA為運(yùn)載工具，在核糖體上，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。翻譯時(shí)，核糖體在mRNA上滑動(dòng)，將tRNA搬運(yùn)的氨基酸經(jīng)脫水縮合成多肽，并且肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中（即邊翻譯邊轉(zhuǎn)運(yùn)），一旦核糖體移至mRNA的“終止”密碼子，蛋白質(zhì)合成即告完成；進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)發(fā)生的主要化學(xué)修飾作用有糖基化、羧基化、酰基化與二硫鍵的形成等，即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行初步加工，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以出芽形成囊泡，包裹著蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w；高爾基體對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工與包裝，成為成熟的蛋白質(zhì)，然后分門(mén)別類(lèi)的以囊泡包裹運(yùn)送到細(xì)胞膜，再通過(guò)胞吐分泌到細(xì)胞外成為分泌蛋白。

練習(xí)

1．原核細(xì)胞合成分泌蛋白與真核細(xì)胞合成分泌蛋白的相同點(diǎn)是（ ）

A．合成蛋白質(zhì)主要場(chǎng)所都是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體

B．合成蛋白質(zhì)過(guò)程都是由染色體中基因控制的

C．合成蛋白質(zhì)時(shí)都有細(xì)胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄

D．分泌蛋白質(zhì)時(shí)都要依靠細(xì)胞膜的流動(dòng)性

2. 下列關(guān)于生物膜的敘述，正確的是（ ）

A．神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸方式進(jìn)行跨膜運(yùn)輸

B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜、核膜、高爾基體膜直接相連

C．細(xì)胞完成分化以后，其細(xì)胞膜的通透性穩(wěn)定不變

D．分泌蛋白合成越旺盛的細(xì)胞，其高爾基體膜成分的更新速度越快

3. 已知胰腺腺泡細(xì)胞合成的分泌蛋白能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，對(duì)于這一過(guò)程的敘述不合理的是（ ）

A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成分泌蛋白是該蛋白能被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的前提

B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的含分泌蛋白的囊泡，會(huì)移動(dòng)到高爾基體，而不會(huì)移至核膜

C．高爾基體形成的分泌小泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，依靠膜的流動(dòng)性將分泌蛋白排到細(xì)胞外

D．腺泡細(xì)胞將蛋白分泌出細(xì)胞的過(guò)程既需要細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)又需要消耗ATP [細(xì)胞膜]

4．如圖表示分泌蛋白的合成、運(yùn)輸和釋放。下列與此有關(guān)的敘述中，不正確的是（ ）

A．該圖能表示胰島B細(xì)胞分泌胰島素和胰腺細(xì)胞分泌胰液

B．該過(guò)程依賴(lài)細(xì)胞膜的流動(dòng)性

C．該過(guò)程所需的能量全部來(lái)自于線(xiàn)粒體

D．該過(guò)程要有核糖體和高爾基體發(fā)揮作用

答案

1~4 DDDC