学年高中生物中图版必修一教师用书 第2单元 第1章 第2节 蛋白质的合成与运输 含答案 精品.docx

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第二节　蛋白质的合成与运输

理解蛋白质的合成、加工、分选和运输过程。

（重点）

蛋白质的合成

1．合成场所——核糖体

分布

存在于真核细胞和原核细胞中，另外，叶绿体和线粒体中也存在

组成

由核糖核酸和蛋白质组成

结构

由大亚基和小亚基组成。

不进行蛋白质合成时，大、小亚基是单独存在的；在蛋白质合成过程中，大、小亚基结合在一起，共同完成蛋白质的合成

2.分泌蛋白的形成

观察分泌蛋白的形成过程，完成下面的问题：

（1）图中⑥表示分泌蛋白。

（2）写出分泌蛋白依次经过的细胞器：

内质网上的核糖体、内质网和高尔基体。

（3）你认为除上述细胞器外，还需要线粒体（细胞器）参与，其作用是为分泌蛋白的合成、加工和运输供能。

（4）写出图中②③的作用：

②对新生肽链进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，③对蛋白质做进一步加工。

（5）追踪分泌蛋白的行踪，所用的科学方法是同位素示踪法，标记的元素是3H。

探讨

：

分泌蛋白的形成过程中，经过了哪些膜结构？

提示：

内质网、高尔基体、细胞膜。

探讨

：

为什么分泌蛋白合成旺盛的细胞中附着有核糖体的内质网比较发达？

提示：

分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，需要在附着有核糖体的内质网上进行加工和运输。

探讨

：

分泌蛋白从合成到分泌至细胞外共穿过多少层生物膜？

提示：

分泌蛋白在细胞内的运输过程中，小泡的形成和融合时分泌蛋白没有穿过膜结构，所以共穿过0层膜。

探讨

：

在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜膜面积发生怎样的变化？

试用曲线表示膜面积的变化。

提示：

1．分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌过程

2．过程分析

（1）相关的细胞器及结构：

参与的细胞器：

核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

经过的细胞器：

核糖体、内质网、高尔基体。

经过的膜结构：

内质网膜、高尔基体膜、细胞膜。

（2）上述过程中各种细胞器的功能是各不相同的，但某一项生命活动的完成，并不是只靠一种细胞器，而是依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。

1．将3H标记的谷氨酸注入某动物胰腺的腺泡细胞后，细胞中合成物质X并将其分泌到细胞外的过程如下图所示，其中的①、②及物质X分别是（　　）

【导学号：

60150078】

核糖体―→①―→②

细胞质

细胞外

A．内质网、高尔基体、胰岛素

B．内质网、线粒体、胰高血糖素

C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶

D．内质网、高尔基体、呼吸酶

【解析】　分泌蛋白的合成、运输过程依次经历核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器，胰腺的腺泡细胞生成的胰岛素、胰高血糖素都属于分泌蛋白。

【答案】　A

2．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

附有核糖体的内质网

高尔基体

靠近细胞膜的小泡

时间（min）

3

17

117

A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网上合成

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．靠近细胞膜的小泡可由核糖体形成

【解析】　根据放射性物质出现的时间顺序可以推断分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成，然后经过内质网和高尔基体的加工。

高尔基体膜并不直接和内质网膜、细胞膜相连，而是通过小泡间接相连。

核糖体本身不具有膜结构，不能形成小泡。

【答案】　C

蛋白质的分选和运输

1．蛋白质的分选

2．蛋白质的运输

（1）概念：

指通过连续的内膜系统运送蛋白质到达其最终目的地的过程。

（2）运输途径：

①分泌蛋白的运输：

内质网上的核糖体：

氨基酸经缩合形成肽链

↓

内质网腔：

初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质

↓小泡

高尔基体：

进一步加工、分选

↓小泡

细胞膜：

将蛋白质分泌到细胞外

②胞内蛋白（部分）的运输：

游离的核糖体（合成）

不同的细胞器，如线粒体蛋白和叶绿体蛋白。

下面为蛋白质分选、运输示意图，请据图分析回答：

探讨

：

分析下列蛋白质中属于分泌蛋白的有哪些。

①血红蛋白　②抗体　③消化酶　④构成细胞膜的蛋白质

提示：

上述蛋白质中属于分泌蛋白的有②和③。

分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的。

①血红蛋白是在细胞内发挥作用的。

④构成细胞膜的蛋白质位于细胞膜上，与分泌蛋白不符。

探讨

：

将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的结构是什么？

它跟分泌蛋白从高尔基体运到细胞膜的结构在来源上相同吗？

提示：

小泡。

它们的来源不同。

将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的小泡是由内质网“出芽”形成的，将分泌蛋白由高尔基体运到细胞膜的小泡是由高尔基体形成的。

1.研究分泌蛋白形成过程的方法是同位素示踪法。

若用甲图表示放射性物质在不同时间内不同细胞器上的放射强度，则a、b、c分别代表的是核糖体、内质网、高尔基体。

甲

2.分泌蛋白在分泌过程中各种膜面积变化

【解读】　图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。

3.“三看”分泌蛋白的形成

细胞器分工合作的典例是分泌蛋白的形成，解题时，可从三个方面进行分析：

一看标记氨基酸出现的先后顺序：

核糖体→内质网→小泡→高尔基体→小泡→细胞膜（→胞外）。

二看膜面积变化的结果：

内质网膜面积缩小，细胞膜膜面积增大，高尔基体膜面积先增后减，最终保持基本不变。

三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：

核糖体（蛋白质的装配机器）、内质网（加工车间）、高尔基体（包装）和线粒体（提供能量）。

1.关于蛋白质的分选和运输，下列说法不正确的是（　　）

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】　无论是在内质网的核糖体上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最终定位，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】　B

2.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如下图中甲，有关的生物膜面积变化如图乙，其相关结构关系如图丙，则下列有关说法不正确的是（　　）

【导学号：

60150079】

A.图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是③

B.能在图丙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成

C.图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体

D.图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网

【解析】　分泌蛋白的形成过程：

核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→膜外。

图甲中曲线a、b、c代表的依次为核糖体、内质网和高尔基体。

在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减少，细胞膜的膜面积增多，高尔基体的膜面积前后基本不变（先增加后减少），因此曲线d、e、f代表的分别是内质网、细胞膜和高尔基体。

首先出现放射性的细胞器应是蛋白质的合成场所②核糖体。

【答案】　A

真核细胞的内膜系统

1.组成：

核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、微体以及一些小泡等。

2.特点：

（1）各种生物膜的组成成分和结构很相似。

（2）各种内膜之间可以通过出芽和融合的方式进行交流，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。

3.线粒体、叶绿体虽然具有膜结构，但不参加细胞内膜结构的交流，因此不包括在内膜系统中。

如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。

据图探讨相关问题：

探讨1：

①②③分别是什么细胞器？

提示：

①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体。

探讨

：

a、b、c分别表示什么过程？

提示：

a表示缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程

探讨

：

原核细胞具有内膜系统吗？

提示：

原核细胞除细胞膜外无其他膜结构，因此没有内膜系统。

生物膜的种类、结构和功能联系

（1）

（2）结构联系（具有一定的连续性）

（3）功能联系（分工、合作）：

分泌蛋白的合成、运输、加工与分泌过程

1.下列有关生物膜的叙述中，不正确的是（　　）

【导学号：

60150080】

A.膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜

B.各种生物膜的化学组成和结构相似

C.生物膜之间都可以通过小泡进行转化

D.生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能

【解析】　生物膜的主要成分和基本结构相似，可以通过小泡转化，故A、B正确。

叶绿体、线粒体的膜结构不能通过小泡与其他膜转化，故C错误。

各种生物膜都具有一定功能，又相互联系，故D正确。

【答案】　C

2.生物膜与细胞代谢和细胞通讯密切相关。

下列有关说法错误的是（　　）

A.细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等

B.细胞之间的信息交流均依赖于细胞膜上的特异性受体

C.溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组分的更新

D.内质网的膜上附着有多种酶，性腺细胞内质网丰富

【解析】　组成细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白、糖脂和胆固醇等物质。

细胞之间的信息交流方式多种多样：

有的细胞分泌化学物质，通过化学物质与靶细胞膜表面受体结合传递信息；有的两个相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息；也有的两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，从而实现信息传递。

溶酶体和高尔基体在行使功能时伴随着膜的融合，所以存在膜组分的更新。

内质网是脂质合成的车间，性腺细胞主要合成和分泌性激素（固醇类激素），故性腺细胞内质网丰富。

【答案】　B

1.下列物质不属于分泌蛋白的是（　　）

【导学号：

60150081】

A.唾液淀粉酶B.胰岛素

C.抗体D.血红蛋白

【解析】　血红蛋白是红细胞内的蛋白质，不属于分泌蛋白；分泌蛋白是在细胞内合成，运输到细胞外发挥作用的蛋白质，A、B、C三项都属于分泌蛋白。

【答案】　D

2.在动物细胞中，一些蛋白合成后被分泌到细胞外起作用，如胰岛B细胞分泌胰岛素到血液中降低血糖浓度，这些蛋白被统称为分泌蛋白。

下面与分泌蛋白合成和运输无关的细胞器是（　　）

A.核糖体B.中心体

C.高尔基体D.内质网

【解析】　与分泌蛋白合成、运输、加工、分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体；中心体与细胞分裂过程中纺锤体的形成有关，与分泌蛋白的合成没有关系。

【答案】　B

3.连接沟通细胞膜、高尔基体膜、核膜，使三者相互联系构成有机整体的结构是（　　）

【导学号：

60150082】

A.中心体B.线粒体

C.内质网D.高尔基体

【解析】　内质网向内与核膜相连，向外与细胞膜相连，内质网膜与高尔基体膜之间通过囊泡相互转化。

【答案】　C

4.下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是（　　）

A.细胞膜与内质网膜直接相连

B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达

C.分泌蛋白的修饰和加工由内质网和高尔基体共同完成

D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新

【解析】　内质网是脂质合成的场所，所以合成固醇类激素的分泌细胞内质网应该比较发达。

分泌蛋白的修饰和加工是由内质网和高尔基体共同完成。

生物膜之间可通过具膜小泡的转移进行相互转化。

【答案】　B

5.如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为（　　）

【导学号：

60150083】

A.②→③→④→⑤B.①→②→③→④

C.①→②→④→⑤D.①→③→④→⑤

【解析】　由图示信息可知，①是核膜，②是核糖体，③是内质网，④是高尔基体，⑤是细胞膜。

分泌蛋白是在内质网上的核糖体内形成的，在内质网中初步加工和运输，在高尔基体内进一步加工、分类、包装，形成囊泡运输到细胞膜，再分泌到细胞外。

【答案】　A

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.抗体、消化酶和蛋白质类激素都是分泌蛋白。

2.与分泌蛋白合成、加工、分选和运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。

3.按分选结果分类，蛋白质可分为膜蛋白、分泌蛋白和细胞内蛋白。

4.细胞的内膜系统包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、微体以及一些小泡等在功能上连续统一的细胞内膜结构；不包括线粒体和叶绿体。