高中生物《蛋白质的合成与运输》素材2 中图版必修1.doc

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1、第2节蛋白质的合成与运输教材分析1.蛋白质的合成（1）核糖体的结构核糖体含40%的蛋白质、60%的RNA，蛋白按照一定的顺序与RNA结合，组成两个核糖体亚单体，其中RNA是骨架结构，有些蛋白质不直接与RNA结合，而是结合在其他蛋白质组分上。核糖体中的蛋白质、rRNA以及其他一些辅助因子在一起提供了翻译过程所需的全部酶活性，这些酶活性只有在核糖体整体结构存在的情况下才具备。要点提炼核糖体由蛋白质和RNA两种物质组成。rRNA表示核糖体RNA。不同来源的核糖体其形状、大小、化学组成稍有不同，通常根据沉降系数的不同分为70S和80S两种类型，70S核糖体存在于细菌、线粒体和叶绿体中，80

2、S核糖体存在于真核生物的细胞质中。真核细胞的核糖体比原核细胞的大。所有的核糖体都是由大小两个亚基构成，核糖体的大小亚单位只有在以mRNA为模板合成蛋白质时才结合在一起，肽链合成终止后，大小亚单位又解离，游离于细胞质基质中。（2）蛋白质的合成探究活动核糖体的两个亚基只有在合成蛋白质时才合在一起。豚鼠胰腺蛋白的分泌科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物

3、中。全析提示这种方法叫做同位素标记法，常用于细胞学的研究，用来对分子的位置进行跟踪。据左图回忆细胞的亚显微结构。这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢?进一步的研究表明，在核糖体上翻译出的“蛋白质”要点提炼探究活动的目的在于表明细胞对蛋白质分子的合成过程。核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。核糖体上合成的蛋白质分子叫做多肽，不是真正的蛋白质。多肽在内质网上进行初步加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等。-2-，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如

4、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、出芽形成具膜的小泡，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小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外（如图）。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中，需要大量的能量，这些能量的供给，来自于细胞内的“动力工厂”——线粒体，线粒体内膜上，含有大量的与有氧呼吸有关的酶。由此可见，细胞内的各种生物膜不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明确分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的

5、生命机器能够持续、高效地运转。（3）蛋白质的加工蛋白质分子在高尔基体上进行进一步的加工、分装、浓缩。1926年，美国J.J.Abel提纯胰岛素，得到胰岛素结晶。1954年，F.S.Anger和他的同事测定了胰岛素分子的氨基酸序列，使胰岛素成为第一个确定了氨基酸序列的蛋白质。胰岛素含有两条肽链。A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，A链和B链以3个二硫键（—S—S—）相连。但B细胞最初合成的只是一个含有81~86个氨基酸的单链分子，即胰岛素原。胰岛素原是一条褶叠起来的单链分子，氨基酸之间有3个—S—S—键。胰岛素原没有活性，在分泌出之前通过肽酶（peptidAse）的作用，分子中部

6、的约30~35个氨基酸链（C链）脱落，产生了以—S—S—键相连的A链和B链，即胰岛素分子，从细胞中释出（外排作用）。3.蛋白质的分选和运输胰岛素分子是目前研究得最清楚的一种蛋白质分子，由肽酶将其分子中的一部分肽链水解下来，才形成最终的胰岛素分子。在核糖体上新合成的多肽被送往细胞的各个部分，以行使各自的生理功能，大肠杆菌新合成的多肽，一部分仍停留在胞浆之中，一部分则被送到质膜、外膜或质膜与外膜之间的空隙，有的也可分泌到胞外。真核细胞中新合成的多肽被送往溶酶体、线粒体、叶绿体胞核等细胞器。所以新合成的多肽的输送是有目的、定向地进行的。蛋白质的运输尽管比较复杂，但生物系统中的蛋白质的运输

7、可用一个比较简单的模式来解释。每一需要运输的多肽都含有一段氨基酸序列，称为信号肽序列，引导多肽至不同的转运系统。当时，只是在体外合成的未经加工的免疫球蛋白上找到了信号肽，但不能在体内合成的经过加工的成熟免疫球蛋白上找到它。因为在体内合成后的加工过程中，信号肽被信号肽酶切掉了。许多蛋白质激素就是以前体蛋白形式合成，例如，胰岛素mRNA通过翻译，可得到前胰岛素原蛋白，其前面的23个氨基酸残基的信号肽在转运至高尔基体的过程中被切除。以后在很多真核细胞的分泌蛋白中都发现有信号