第二节蛋白质的合成与运输第二节蛋白质的合成与运输 学习目标1.描述蛋白质的合成和加工过程。2.描述核糖体的形态结构和成分。3.简述蛋白质的分选、运输，学会用实验资料探究结论的方法。关键术语1.胞内蛋白与分泌蛋白2.蛋白质的加工与修饰3.蛋白质的分选信号与分选4.真核细胞的内膜系统蛋白质的合成蛋白质的合成1合成过程蛋白质的合成是将许多氨基酸 成多肽链并进行 的复杂过程，是由多种细胞结构 完成的。缩合缩合加工加工协同协同2核糖体(1)功能：核糖体是 的合成场所。(2)分布：无论 细胞还是 细胞，甚至 和 中，都有核糖体存在。(3)成分：由 和 组成。(4)结构：由 和 组成，蛋白质合成时，大、小亚基结合在一起，组成核糖体。蛋白质蛋白质真核真核原核原核线粒体线粒体叶绿体叶绿体核糖核酸核糖核酸(RNA)蛋白质蛋白质大亚基大亚基小亚基小亚基3修饰加工(1)场 所 ： 内 质 网 、 和 。(2)含义：为新生肽链添加上 、 或 并对其 等。(3)意 义 ： 对 维 持 和 调 节 活 动 、 进 而 成 为 的蛋白质有重要意义。思维激活1 参与分泌蛋白的合成与分泌过程的细胞结构有哪些？提示核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。高尔基体高尔基体细胞质基质细胞质基质糖链糖链甲基甲基羟基羟基剪切和折叠剪切和折叠蛋白质蛋白质有功能有功能1合成场所核糖体分分 类类固着核糖固着核糖体体游离核糖体游离核糖体化学组成化学组成核糖核酸核糖核酸(RNA)和蛋白质和蛋白质结构组成结构组成大亚基和小亚基大亚基和小亚基分分 布布主要附着在内质网上主要附着在内质网上(粗面粗面内质网内质网)主要游离于细胞质基质中主要游离于细胞质基质中功功 能能合成分泌蛋白及膜蛋白合成分泌蛋白及膜蛋白合成细胞内部所需要的蛋白质合成细胞内部所需要的蛋白质(胞胞内蛋白内蛋白)2.分泌蛋白的合成过程3相关细胞器及作用(1)核糖体核糖体是蛋白质的合成场所。产品为多肽链，一般无生物活性。附着于内质网上的核糖体，主要是合成某些专供运输到细胞外面的分泌蛋白，如抗体、酶原或蛋白质类激素。游离核糖体合成的蛋白质多半分布在细胞质基质以供细胞本身生长所需，如叶绿体和线粒体中的酶。(2)内质网内质网将由核糖体合成的多肽链的多余部分切除，并进行加工，如糖基化、羟基化、酰基化和二硫键的形成。多肽链在内质网腔中还要进行折叠，不能正常折叠的多肽链一般不能进入高尔基体。(3)高尔基体：本身不能合成蛋白质，但可对其进行加工修饰以及浓缩、分选、包装，最后形成高尔基体小泡移向细胞膜。【巩固1】 下列叙述正确的是()。A蛋白质类激素和细胞膜上的载体属于分泌蛋白和膜蛋白B真核细胞中的核糖体仅存于内质网和细胞质基质中C核糖体的成分包括蛋白质和脱氧核糖核酸D高尔基体的作用是将蛋白质羟基化、糖基化及二硫键形成后以小泡的形式移向细胞膜答案A【巩固2】 牛奶中含有乳球蛋白和奶酪蛋白等物质。在奶牛的乳腺细胞中，与乳汁的合成与分泌功能有密切关系的细胞器有()。A核糖体、线粒体、内质网和高尔基体B线粒体、内质网、高尔基体和中心体C溶酶体、线粒体、核糖体和高尔基体D核糖体、中心体、高尔基体和内质网解析本题考查蛋白质的合成、加工、运输和分泌。核糖体是细胞内合成蛋白质的场所；线粒体提供生命活动所需的能量；内质网有加工和运输作用；高尔基体对蛋白质有再加工作用；中心体与细胞分裂过程中纺锤体的形成有关；溶酶体与物质水解有关。答案A1分选(1)氨基酸序列中的 决定蛋白质的去向和最终定位。(2)在细胞中的存在部位不同，也影响了蛋白质的去向。2运输通过连续的 运送蛋白质到达其最终目的地的过程。蛋白质只有被准确地运输到 才能执行特定的功能。蛋白质的分选和运输蛋白质的分选和运输分选信号分选信号核糖体核糖体内膜系统内膜系统相应部位相应部位内质网腔内质网腔膜泡膜泡分选信号分选信号不同不同思维激活2 细胞内合成的蛋白质有哪些类型？分泌活动旺盛的细胞中哪些细胞器较多？提示(1)细胞内合成的蛋白质包括分泌蛋白、膜蛋白和胞内蛋白。(2)分泌旺盛的细胞中含高尔基体和内质网较多。1蛋白质的去向和定位(1)决定因素：组成蛋白质的氨基酸序列中的分选信号。(2)影响因素：合成蛋白质的核糖体在细胞中的存在部位。2不同蛋白质的合成及运输途径不同蛋白质的合成及运输途径3.真核细胞的内膜系统(1)概念内膜系统是相对细胞膜而言的，是指在功能上连续统一的细胞内膜结构，其中包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、微体以及一些小泡等，各种内膜之间可通过出芽和融合的方式进行交流。它是细胞膜系统的一部分。(2)内膜间的联系在化学成分上各种生物膜组成成分相似，由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分所占的比例不同。结构上的联系功能上的联系各种内膜之间通过合成蛋白质在功能上联系起来。提醒并非所有具有膜的细胞器都属于内膜系统，如线粒体、叶绿体都不属于内膜系统。内质网上的核糖体合成的蛋白质先进入内质网腔初步加工后，以“出芽”方式形成膜泡运送到高尔基体，在高尔基体内进一步加工修饰成为成熟的蛋白质，最后由高尔基体形成膜泡，分泌到细胞外部。【巩固3】 蛋白质合成后，决定它们的去向和最终定位的是()A组成蛋白质的氨基酸的数目B组成蛋白质的氨基酸的种类 C组成蛋白质的氨基酸的序列中的分选信号D蛋白质的结构答案C【巩固4】 细胞内有三种膜是可以互相转变的，这三种膜是()A细胞核膜、高尔基体膜、线粒体膜B细胞膜、高尔基体膜、内质网膜C高尔基体膜、内质网膜、中心体膜D内质网膜、高尔基体膜、核糖体膜解析经内质网初步加工的蛋白质以膜泡的形式脱落下来后再进入高尔基体深加工成成熟的蛋白质后形成膜泡，最后通过细胞膜分泌到细胞外，这三种膜可以通过这种膜泡形式相互转化。答案B分泌蛋白的形成过程分泌蛋白的形成过程【例1】 (多选)科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是()。细胞结构细胞结构附有核糖体附有核糖体的内质网的内质网高尔基体高尔基体靠近细胞靠近细胞膜的膜泡膜的膜泡时间时间/min317117A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D靠近细胞膜的膜泡可由高尔基体形成思维导图：分泌蛋白的形成过程如下：答案CD反思总结解答类似题目必须突破以下几点：(1)知识储备：掌握分泌蛋白的合成和分泌过程。(2)识图(表)能力：分析曲线(表格)显示放射性标记的氨基酸出现的先后顺序。(3)整体性观点：生物体的大部分生命活动都不是单个细胞器能独立完成的，而应分工协作。【变式突破】 下图是一种细胞在进行某项生命活动前后几种生物膜的面积变化图。请据图分析，在此变化过程中最可能合成的物质是()。A与呼吸有关的酶 B分泌蛋白C性激素 D血红蛋白解析由图可知，内质网在进行某项生命活动后膜面积有所减少，细胞膜稍微增加，而高尔基体的膜面积基本保持不变，由此可知，细胞进行的生命活动是合成一种分泌蛋白。答案B【例2】 图一表示植物细胞亚显微结构，图二表示动物细胞某种活动情况。据图回答下面的问题。图一图二分泌蛋白的形成及其相关研究手段分泌蛋白的形成及其相关研究手段(1)图一细胞内完成能量转换的细胞器有_(填标号和名称)。(2)研究图二细胞生命活动过程，一般采用的研究方法是_。(3)若图二细胞表示动物胰脏内的细胞，可能为_。(4)从图二中可看出，通过形成膜泡形式相互转化的生物膜是_。(5)若图一是油脂腺细胞，参与油脂合成与分泌过程的细胞结构和参与图二所示物质的合成和分泌活动的细胞结构相比，不同的是_。解析(1)与能量转换有关的细胞器是线粒体和叶绿体。(2)在研究分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，可用放射性同位素标记的氨基酸示踪法。(3)胰腺包括内分泌部和外分泌部，内分泌部可分泌胰岛素和胰高血糖素，外分泌部分泌胰液，内含多种消化酶。(4)以形成膜泡或“出芽”形式转化的生物膜是内质网膜和高尔基体膜以及高尔基体膜和细胞膜。(5)分泌性油脂在内质网上合成后，经高尔基体再加工后分泌排出，核糖体不参与此过程。答案(1)1线粒体、6叶绿体(2)放射性同位素标记法(3)胰液(消化酶)(或胰岛素或胰高血糖素)(4)内质网膜和高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜(5)合成和分泌油脂不需要核糖体参与反思总结与分泌蛋白有关的问题总结(1)外分泌蛋白包括消化酶、抗体、某些蛋白质类激素等。(2)与分泌蛋白合成运输有关的细胞器有四种：(3)研究的手段为同位素标记法。1下列物质中属于分泌蛋白的是()胃蛋白酶抗体氧化酶性激素胰岛素A B C D解析氧化酶是胞内蛋白，性激素是脂质类物质，不是蛋白质。答案D2下列关于蛋白质的修饰的叙述中，不正确的是()A蛋白质在加工与修饰前，已具有一定的活性B内质网、高尔基体和细胞质基质均能对新生肽链进行加工修饰C蛋白质的修饰主要是指为新生肽链添加上糖链、甲基或者羟基并对其剪切和折叠等D蛋白质的修饰对维持和调节蛋白质的活性，进而成为有功能的蛋白质有着重要意义解析多肽链在核糖体上合成后，必须经过内质网、高尔基体加工修饰才能形成空间结构，成为有一定活性的蛋白质。答案A3下列关于蛋白质的分选和运输的说法中，不正确的是()。A蛋白质合成后，一般在其氨基酸序列中含有分选信号B游离的核糖体合成的蛋白质中无分选信号C核糖体在细胞中的存在部位不同，也影响蛋白质的去向D蛋白质只有被准确地运输到相应的部位才能执行特定的功能解析无论是在附着在内质网上的核糖体还是游离的核糖体上合成的蛋白质，一般其氨基酸序列中均含分选信号，决定着蛋白质的去向和定位，而核糖体在细胞中的存在部位不同，也影响蛋白质的去向。答案B4下图表示胰腺细胞合成与分泌酶原颗粒的大体过程，请据图回答下面的有关问题。(1)在胰腺细胞内部， 酶蛋白的合成场所是_，对酶蛋白进行加工和包装的场所是_。(2)将酶蛋白运输到加工场所的细胞器是_。(3)除分泌小泡外，参与酶原颗粒分泌过程的结构还有_。(4)酶原颗粒的合成、运输、加工和分泌都需要能量，与能量产生极为密切的细胞器是_。解析此题考查动物细胞的结构和细胞器的功能。在细胞中蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体在细胞中有两种存在形式，一是游离在细胞质基质中，二是附着在内质网上。细胞中合成并分泌到细胞外面的蛋白质(包括酶)，是通过附着在内质网上的核糖体合成的，需要经过内质网的初步加工、运输和高尔基体的进一步加工，最后经细胞膜才能分泌出去。合成酶的过程需要能量，与提供能量有关的细胞器是线粒体。答案(1)1核糖体3高尔基体(2)2内质网(3)4细胞膜(4)5线粒体课堂小结课堂小结