科學家在研究分泌蛋白的合成和分泌時，曾經做過這樣一個實驗：他們在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸，3min后，被標記的氨基酸出現在附著有核糖體的內質網中，17min后，出現在高爾基體中，117min后，出現在靠近細胞膜內側的運輸蛋白質的小泡中，以及釋放到細胞外的分泌物中(如圖)。這個實驗說明分泌蛋白在附著于內質網上的核糖體中合成之后，是按照內質網→高爾基體→ 細胞膜的方向運輸的。
在核糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經過內質網和高爾基體，而不是直接運輸到細胞膜呢？進一步的研究表明，在核糖體上翻譯出的蛋白質，進入內質網腔后，還要經過一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團等，才能成為比較成熟的蛋白質。然后，由內質網腔膨大、出芽形成具膜小泡，包裹著蛋白質轉移到高爾基體，把蛋白質輸送到高爾基體腔內，做進一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質包裹在小泡里，運輸到細胞膜，小泡與細胞膜融合，把蛋白質釋放到細胞外。在分泌蛋白的合成、加工和運輸的過程中，需要大量的能量，這些能量的供給，來自于細胞內的“動力站”——線粒體，線粒體內膜上含有大量的與有氧呼吸有關的酶。由此可見，細胞內的各種生物膜不僅在結構上有一定的聯系，在功能上也是既有明確的分工，又有緊密的聯系。各種生物膜相互配合，協同工作，才使得細胞這臺高度精密的生命機器能夠持續、高效地運轉。