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2015年江苏省生物高考中一道与“细胞内分泌蛋白的合成场所”有关的试题,虽然试题难度不大,但是考生的作答情况却不是很好。究其原因,可能与有些教师在教学上存在一定误区,从而导致知识讲授不当有关。
1 原題及答案
图1为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题:
(1) 图中双层膜包被的细胞器有 (填序号)。
(2) 若该细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有 (填序号),合成后通过
运输到 (填序号)中进一步加工。
(3) 新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的 转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有 性。
(4) 若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到 (填序号)发挥作用。
参考答案:(1) ④⑤ (2) ①② 囊泡 ③ (3) 核孔 选择性 (4) ④
2 简要评析
学生的主要问题出现在第二小题上,关于“细胞内抗体蛋白的合成场所”,参考答案是“①(核糖体)和②(内质网)”,但是绝大多数考生只回答了“核糖体”。原因在于,平时的教学中,教师更多地强调蛋白质的合成场所是核糖体,内质网和高尔基体是对核糖体合成好的肽链进行加工和运输,致使学生错误地认为“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”。
那么,内质网到底能否参与蛋白质的合成呢?实际上,题中的“抗体蛋白”是分泌蛋白中的一种。而关于分泌蛋白的合成,翟中和等主编的《细胞生物学》(第四版)是这样解释的:“蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸至80个左右氨基酸残基时,N端的内质网信号序列暴露出核糖体并与信号识别颗粒(SRP)结合,导致肽链延伸暂时停止。”书中同时还提到,直至信号识别颗粒与内质网膜上的SRP受体结合,这种结合的相互作用被GTP与SRP和SRP受体(DP)的结合所强化。核糖体/新生肽与内质网膜的移位子结合,信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体,返回细胞质基质中重复使用,肽链又开始延伸。以环化构象存在的信号肽与移位子组分结合并使孔道打开,信号肽穿入内质网膜并引导肽链以袢环的形式进入内质网腔中。与此同时,腔面上的信号肽酶切除信号肽并快速使之降解,肽链继续延伸,直至完成整个多肽链的合成,蛋白质进入腔内并折叠,核糖体释放,移位子关闭(图2)。
可以看出,分泌蛋白的合成不只是在核糖体上完成,也需要内质网的参与。从图1中也可以看出,核糖体上的肽链进入到内质网腔中,先要不断地进行延伸和合成,而后才进行折叠和加工。在人教版《生物·必修1·分子与细胞》P.45也有这样一句话:“内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的‘车间’”,也提及内质网是可以参与蛋白质的合成。因此,核糖体并非是蛋白质合成的唯一场所,蛋白质(分泌蛋白)的合成场所还有内质网。
3 教学反思
在这道高考题中,“蛋白质的合成场所”原本是一个并不复杂的问题,但是考生的得分率却很低。多数考生都误以为“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”,甚至有些教师也持有相同的观点,并且把这个错误的知识传授给了学生。究其原因,主要是部分教师对内质网的功能缺乏一个全面的认识,更多地强调了它对核糖体合成肽链的加工和运输。特别是在年轻教师中,这种情况较为普遍。所以,无论是新教师还是老教师,都要加强专业学习,经常“充电”,及时更新自己的专业知识。遇到教学中的疑难问题,同行之间应该多交流、多讨论,共同提升业务水平。在“充电”再学习的过程中,发现有疑义的地方,多参考大学教材,尽量回避教材中尚没有定论的问题,慎重总结类似“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”“除红细胞外,其他细胞吸收葡萄糖都是主动运输”等错误性结论,以免陷入教学中的误区。
1 原題及答案
图1为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题:
(1) 图中双层膜包被的细胞器有 (填序号)。
(2) 若该细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有 (填序号),合成后通过
运输到 (填序号)中进一步加工。
(3) 新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的 转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有 性。
(4) 若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到 (填序号)发挥作用。
参考答案:(1) ④⑤ (2) ①② 囊泡 ③ (3) 核孔 选择性 (4) ④
2 简要评析
学生的主要问题出现在第二小题上,关于“细胞内抗体蛋白的合成场所”,参考答案是“①(核糖体)和②(内质网)”,但是绝大多数考生只回答了“核糖体”。原因在于,平时的教学中,教师更多地强调蛋白质的合成场所是核糖体,内质网和高尔基体是对核糖体合成好的肽链进行加工和运输,致使学生错误地认为“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”。
那么,内质网到底能否参与蛋白质的合成呢?实际上,题中的“抗体蛋白”是分泌蛋白中的一种。而关于分泌蛋白的合成,翟中和等主编的《细胞生物学》(第四版)是这样解释的:“蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸至80个左右氨基酸残基时,N端的内质网信号序列暴露出核糖体并与信号识别颗粒(SRP)结合,导致肽链延伸暂时停止。”书中同时还提到,直至信号识别颗粒与内质网膜上的SRP受体结合,这种结合的相互作用被GTP与SRP和SRP受体(DP)的结合所强化。核糖体/新生肽与内质网膜的移位子结合,信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体,返回细胞质基质中重复使用,肽链又开始延伸。以环化构象存在的信号肽与移位子组分结合并使孔道打开,信号肽穿入内质网膜并引导肽链以袢环的形式进入内质网腔中。与此同时,腔面上的信号肽酶切除信号肽并快速使之降解,肽链继续延伸,直至完成整个多肽链的合成,蛋白质进入腔内并折叠,核糖体释放,移位子关闭(图2)。
可以看出,分泌蛋白的合成不只是在核糖体上完成,也需要内质网的参与。从图1中也可以看出,核糖体上的肽链进入到内质网腔中,先要不断地进行延伸和合成,而后才进行折叠和加工。在人教版《生物·必修1·分子与细胞》P.45也有这样一句话:“内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的‘车间’”,也提及内质网是可以参与蛋白质的合成。因此,核糖体并非是蛋白质合成的唯一场所,蛋白质(分泌蛋白)的合成场所还有内质网。
3 教学反思
在这道高考题中,“蛋白质的合成场所”原本是一个并不复杂的问题,但是考生的得分率却很低。多数考生都误以为“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”,甚至有些教师也持有相同的观点,并且把这个错误的知识传授给了学生。究其原因,主要是部分教师对内质网的功能缺乏一个全面的认识,更多地强调了它对核糖体合成肽链的加工和运输。特别是在年轻教师中,这种情况较为普遍。所以,无论是新教师还是老教师,都要加强专业学习,经常“充电”,及时更新自己的专业知识。遇到教学中的疑难问题,同行之间应该多交流、多讨论,共同提升业务水平。在“充电”再学习的过程中,发现有疑义的地方,多参考大学教材,尽量回避教材中尚没有定论的问题,慎重总结类似“核糖体是蛋白质合成的唯一场所”“除红细胞外,其他细胞吸收葡萄糖都是主动运输”等错误性结论,以免陷入教学中的误区。