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生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作第2课时导学案
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这是一份生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作第2课时导学案，共16页。学案主要包含了细胞器之间的协调配合，细胞的生物膜系统等内容，欢迎下载使用。
一、细胞器之间的协调配合
1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较
2.研究方法：同位素标记法。
3．分泌蛋白的合成与运输
(1)合成场所：核糖体。
(2)加工、运输过程
eq \x(核糖体)—氨基酸经过脱水缩合，形成肽链
↓
eq \x(内质网)—进行初步加工、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质
↓囊泡
eq \x(高尔基体)—做进一步的修饰加工
↓囊泡
eq \x(细胞膜)—将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器：线粒体。
二、细胞的生物膜系统
1．生物膜系统的组成及特点
(1)组成：细胞膜、核膜、细胞器膜等。
(2)特点
①各种生物膜的组成成分和结构很相似。
②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。
2．生物膜系统的功能
(1)细胞膜
(2)其他膜
(1)核糖体是分泌蛋白的合成场所。( √ )
(2)分泌蛋白加工与运输过程中，内质网膜面积会减少。( √ )
(3)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化。( × )
(4)原核细胞不存在生物膜系统。( √ )
知识点一 细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白合成、分泌依次所经过的结构
(1)细胞结构：核糖体―→内质网―→高尔基体―→细胞膜。
(2)具有膜的细胞结构：内质网―→高尔基体―→细胞膜。
(3)细胞器：核糖体―→内质网―→高尔基体。
(4)具有膜的细胞器：内质网―→高尔基体。
2．分泌蛋白合成、分泌的过程分析
3．分泌蛋白合成、分泌的曲线解读
发展素养
同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3H标记的亮氨酸在细胞器中出现的先后顺序是怎样的？(科学思维——水平一)
提示：核糖体→内质网→高尔基体。
1．(2020·河南周口高一检测)将用3H标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外，如下图所示，其中的①②及物质X分别是( )
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．高尔基体、线粒体、呼吸酶
解析：选A。分泌蛋白在形成过程中经过的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体；胰腺可以产生胰岛素、胰高血糖素和胰蛋白酶等物质，呼吸酶不属于分泌蛋白。
2．科学家用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化，结果如下图所示。下列选项表示a、b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序，正确的是( )
A．a核糖体→b内质网→c高尔基体
B．a内质网→b高尔基体→c细胞膜
C．a高尔基体→c内质网→b细胞膜
D．a内质网→c高尔基体→b细胞膜
解析：选D。分泌蛋白合成和分泌的过程中经过的细胞结构依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，但核糖体没有膜结构。游离的核糖体合成一段肽链后，二者一起进入内质网，内质网首先出现放射性，其后，经内质网初步加工的蛋白质以囊泡的形式被运输到高尔基体进一步加工，此时内质网膜面积减少，而高尔基体膜面积增加，同时高尔基体中出现放射性，随后，含35S的蛋白质又以囊泡的形式被运输到细胞膜上，细胞膜上出现放射性，同时高尔基体膜面积又减少，而细胞膜面积增加。
知识点二 细胞的生物膜系统
生物膜在成分、结构和功能上的联系
(1)化学组成上的联系
①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多。
(2)结构上的联系
(3)功能上的联系：在分泌蛋白合成、加工、运输、分泌等过程中，各细胞器之间协调配合。
[温馨提醒] 理解生物膜的三点提醒
(1)生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。
(2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。
(3)细胞器膜可相互转化：由于各种膜的组成成分和结构基本相同，有的可以直接相互转化，有的需要以囊泡的形式间接转化。
发展素养
血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物透析掉。思考血液透析膜依据的是生物膜的哪一功能。(科学思维——水平二)
提示：控制物质进出细胞的功能。
1．(原创)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是( )
A．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜上
B．合成固醇类激素的腺细胞中内质网和高尔基体一般不发达
C．植物细胞内肽链的生物合成在生物膜上发生
D．细胞生物均具有生物膜系统
答案：A
2．(2020·镇海中学月考)细胞内的生物膜为细胞生命活动提供了广阔场所，不同细胞器增大膜面积的方式可能不同。下列有关细胞器增大膜面积方式的叙述，错误的是( )
A．叶绿体通过类囊体堆叠来增大膜面积
B．内质网通过折叠广泛分布于细胞质基质中
C．线粒体通过内膜向内折叠来增大膜面积
D．高尔基体通过产生小泡来增大膜面积
解析：选D。高尔基体通过产生小泡而减少了膜面积，产生的小泡通过与细胞膜融合增大了细胞膜的面积，D错误。
[随堂检测]
1．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。35S在细胞各结构间移动时不经过( )
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．囊泡
答案：B
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( )
A．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．分泌蛋白合成过程中不需要能量
解析：选C。分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质，它是由核糖体合成的。其路径可以表示为核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，按照次序存在时间差。高尔基体与内质网和细胞膜之间以囊泡的形式相联系，而并非直接相连。分泌蛋白合成过程中由线粒体提供能量。
3．(2020·四川成都七中高一检测)下图为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图，下列有关分析错误的是( )
A．分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在功能上的协调配合
B．囊泡与高尔基体的融合不需要消耗细胞代谢产生的能量
C．在化学成分上，内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D．分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快
解析：选B。分泌蛋白的分泌是以囊泡形式运输的，存在膜形态结构的变化，依赖于生物膜的流动性特点，体现了生物膜在功能上的协调配合，A正确；囊泡与高尔基体的融合是耗能过程，需要消耗细胞代谢产生的能量，B错误；由题图可知，内质网膜与高尔基体膜可以通过囊泡进行转化，说明内质网膜和高尔基体膜有相似的组成成分，C正确；分析题图可知，分泌蛋白的运输过程中高尔基体是囊泡运输的枢纽，因此分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快，D正确。
4．(2020·九江一中月考)美国科学家詹姆斯·罗思曼提出生物膜之间的融合是通过膜上特异性蛋白复合物的识别和结合实现的，他因发现细胞的囊泡运输调控机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述不正确的是( )
A．特异性蛋白复合物可能是位于生物膜上的糖蛋白
B．胰岛素和唾液淀粉酶均通过囊泡运输到细胞外发挥作用
C．囊泡和细胞膜的识别并特异性结合表明生物膜具有选择透过性的结构特点
D．细胞的囊泡运输调控机制说明准确的信息传递保证了生命活动的有序性
答案：C
5．(2020·宁波高一检测)甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成为甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过程如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A．与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体
B．b过程首先发生在①中
C．用含3H标记的氨基酸注射到该细胞中，则出现3H的部位依次为③①②⑥④
D．若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了Heq \\al(18,2)O，那么水中的18O最可能来自氨基酸的—COOH
解析：选C。甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，合成需要I－，从图中可以看出c属于蛋白质的加工过程，此过程需要内质网、高尔基体和线粒体参与，A正确；从标记的氨基酸进入细胞合成蛋白质到分泌到细胞外，依次经历的部位是①③②⑥④，B正确，C错误；氨基酸的—COOH 中含有O，氨基酸脱水缩合时可能转化成水中的O，D正确。
6．下图为分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积的变化。分析回答下列问题：
(1)由图甲分析分泌蛋白合成、加工、运输的过程为核糖体eq \(――→,\s\up9(合成))________ eq \(――→,\s\up9(“出芽”),\s\d9(囊泡))________eq \(――→,\s\up9(“出芽”),\s\d9(囊泡))细胞膜。
(2)图乙为放射性元素标记某种氨基酸，该放射性元素出现在细胞器中的先后顺序为____________________________________________________。
(3)图丙和图丁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、高尔基体膜、细胞膜面积是如何变化的？
答案：(1)内质网 高尔基体
(2)核糖体、内质网、高尔基体
(3)内质网膜面积减小(只发出小泡)，高尔基体膜面积基本不变(先接受小泡，后发出小泡)，细胞膜面积相对增大(只接受小泡)。
[课时作业]
A 合格性考试
1．下列哪项不属于细胞的生物膜系统( )
A．细胞膜 B．视网膜
C．液泡膜 D．核膜
答案：B
2．下列关于胞内蛋白和分泌蛋白的合成部位的叙述，正确的是( )
A．都是细胞质中的核糖体
B．都是内质网上的核糖体
C．分别是细胞质中游离的核糖体、内质网上的核糖体
D．分别是内质网上的核糖体、细胞质中游离的核糖体
解析：选A。在游离核糖体上合成的蛋白质在细胞内起作用；在游离的核糖体中合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到内质网，经加工、折叠、运输后分泌到细胞外。
3．不同结构的膜之间相互转化，以“出芽”方式进行的是( )
A．核膜和内质网膜 B．内质网膜和高尔基体膜
C．内质网膜和细胞膜 D．细胞膜和线粒体膜
答案：B
4．糖蛋白主要存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药品X的培养基中，发现细胞无法合成糖蛋白的糖侧链，则此药品可能作用于糖蛋白合成及运输过程中的哪一种细胞器上( )
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．溶酶体
答案：C
5．为了研究豚鼠胰腺腺泡细胞内分泌蛋白的形成和分泌过程，研究人员向胰腺腺泡细胞内注射一定量的3H标记的亮氨酸后，追踪观察放射性在细胞内的分布情况，正确的结果是( )
A．培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记
B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C．高尔基体是首先观察到3H标记的细胞器
D．3H标记先出现在高尔基体后到内质网
解析：选A。3H标记的亮氨酸是合成分泌蛋白的原料，因此培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记，A正确；核糖体是首先观察到3H标记的细胞器，B、C错误；3H标记先出现在内质网后到高尔基体，D错误。
6．(2020·广州执信中学高一期末)下图表示一个细胞在进行某项生理活动前后，几种生物膜面积所占比例的变化，在此过程中最可能合成( )
A．DNA B．胆固醇
C．胰岛素 D．有氧呼吸酶
答案：C
7．下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。下列说法中错误的是( )
A．①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体
B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
解析：选D。由分泌蛋白形成的过程分析，在核糖体上氨基酸经脱水缩合后形成肽链，在内质网上进行加工、折叠，形成囊泡后运输到高尔基体，经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，运输到细胞膜处，与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外，在整个过程中由线粒体提供能量，A、C正确。图中是由核糖体、内质网、高尔基体、线粒体相互配合共同完成的，说明了细胞器的结构和功能之间具有密切的联系，B正确。图解中的过程在原核细胞中是无法进行的，因为原核细胞中没有除核糖体之外的细胞器，D错误。
8．(2020·山西忻州一中高一期末)从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中含有这些细胞完成其功能所需要的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。图中正确的描述曲线是( )
答案：A
9．(2020·太原高一检测)下图甲、乙分别表示不同生物细胞或其部分结构，图乙中各结构放大比例不同。请据图回答下列有关问题(括号中填序号或字母，横线上填文字)：
(1)若图甲中合成7的氨基酸用3H标记，则3H依次经过的细胞器是________________(用图中序号及“→”表示)。该过程中膜面积增大的细胞结构是[ ]________，膜面积减小的细胞结构是[ ]________。
(2)图乙中[ ]________是图甲中3表示的细胞器的放大图；图乙的a～h中控制物质进出的细胞结构是[ ]________。
(3)若图甲是浆细胞，与其他没有分泌功能的细胞相比较，浆细胞的a～h中数目一定较多的细胞器是[ ]________(除c以外)。图甲最可能表示________细胞，原因是_________________________________________________。
答案：(1)3→1→4 6 细胞膜 1 内质网
(2)c 核糖体 h 细胞膜
(3)f 高尔基体 动物 没有细胞壁，且能合成分泌蛋白
10．下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。请据图回答以下问题：
(1)溶酶体起源于乙________(细胞器名称)。溶酶体含有多种________酶。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成，向细胞中注射3H标记的亮氨酸，放射性依次出现在核糖体→甲______→囊泡→乙→________→________及分泌物中。
(3)图中能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是________。
(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞细胞膜上的________(化学本质是________)结合，引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有__________________的功能。
解析：(1)溶酶体起源于乙(高尔基体)，溶酶体含有多种水解酶。(2)分泌蛋白的合成与分泌过程：游离的核糖体合成一段肽链→二者一起转移到内质网→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。因此放射性依次出现在核糖体→甲(内质网)→囊泡→乙→囊泡→细胞膜及分泌物中。(3)图中能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是内质网。(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞细胞膜上的受体(化学本质是蛋白质)结合，引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
答案：(1)高尔基体 水解 (2)内质网 囊泡 细胞膜
(3)内质网 (4)受体 蛋白质 进行细胞间信息交流
B 等级性考试
11．下面是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成( )
A．血红蛋白 B．性激素
C．呼吸酶 D．抗体
解析：选D。分泌蛋白合成过程中从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构，内质网可以“出芽”，形成的囊泡包裹着运输的蛋白质与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分，高尔基体对其进行进一步修饰和加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌出去，因此在此过程中，细胞膜的膜面积增大，内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变。血红蛋白、呼吸酶属于胞内蛋白，性激素的本质是脂质，抗体属于分泌蛋白，故D符合题意。
12．(2020·广东执信中学期中)一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制，即为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成，将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到了内部回收利用工厂，在那里将废物降解，使组件获得重新利用。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供
B．“分子垃圾袋”应主要由脂质和蛋白质构成
C．“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是核苷酸
D．人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体等
解析：选B。 细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体内合成，合成所需要的能量主要由线粒体提供，A错误；根据分泌蛋白形成过程等知识，可判断囊泡(分子垃圾袋)由生物膜构成，主要由磷脂和蛋白质构成，具有生物膜流动性的特点，B正确；溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等，可以作为“回收利用工厂”，蛋白质水解的产物为氨基酸，故“组件”是氨基酸，不可能为核苷酸，C错误；中心体没有生物膜结构，故无法形成囊泡，D错误。
13．下图为细胞生物膜概念图，下列相关叙述错误的是( )
A．图中a、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器
B．若d是叶绿体膜，则m、n可能是外膜和内膜
C．图中p可能是指线粒体的内膜
D．图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜
解析：选A。性激素属于脂质，是在内质网上合成的，由此可确定f是内质网膜，结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定g是囊泡，h是高尔基体膜，c是细胞膜，d和e中一个为线粒体膜，另一个为叶绿体膜，b为细胞器膜，a是核膜，A错误。
14．用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(下图甲)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(下图乙)，下列分析不正确的是( )
A．图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．图乙中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
答案：C
15．细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)的发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题：
(1)b代表刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e代表由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a代表________，c代表________，d代表________。
(2)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是____________________。
(3)细胞器膜、________和________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
解析：(1)图中细胞器a由扁平囊重叠而成，具有囊泡，为高尔基体；细胞器c由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成，为内质网；溶酶体来自高尔基体，内含水解酶；细胞器d具有双层膜结构，为线粒体。(2)生物膜的主要成分都是脂质和蛋白质，细胞膜外表面还有少量多糖。(3)生物膜系统包括细胞膜、核膜以及细胞器膜等。
答案：(1)高尔基体 内质网 线粒体
(2)蛋白质和脂质
(3)细胞膜 核膜
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.结合分泌蛋白的合成、加工和运输理解细胞器之间的协调配合。
2．简述生物膜系统的组成及功能。
生命观念：通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。
水平二
科学思维：通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输等相关过程的理解。
水平三
项目
胞内蛋白
分泌蛋白
合成场所
游离核糖体
游离的核糖体合成一段肽链后，二者一起转移到粗面内质网上继续合成
作用场所
细胞内
细胞外
实例
血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶
消化酶、抗体、胰岛素
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
分泌蛋白是在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素。
与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
分泌蛋白的合成是在游离的核糖体中先合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到内质网继续合成，并且边合成边转移到内质网腔内进行加工、折叠。
细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
通过囊泡相互转化的生物膜有内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。
直接相连的生物膜有内质网膜与核膜及内质网膜与细胞膜等。
生物膜系统在物质运输、能量转换、信息传递及酶的附着和使细胞内部区域化方面有重要作用。
细胞结构
附有核糖体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的囊泡
时间(min)
3
17
117
一、细胞器之间的协调配合
1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较
2.研究方法：同位素标记法。
3．分泌蛋白的合成与运输
(1)合成场所：核糖体。
(2)加工、运输过程
eq \x(核糖体)—氨基酸经过脱水缩合，形成肽链
↓
eq \x(内质网)—进行初步加工、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质
↓囊泡
eq \x(高尔基体)—做进一步的修饰加工
↓囊泡
eq \x(细胞膜)—将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器：线粒体。
二、细胞的生物膜系统
1．生物膜系统的组成及特点
(1)组成：细胞膜、核膜、细胞器膜等。
(2)特点
①各种生物膜的组成成分和结构很相似。
②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。
2．生物膜系统的功能
(1)细胞膜
(2)其他膜
(1)核糖体是分泌蛋白的合成场所。( √ )
(2)分泌蛋白加工与运输过程中，内质网膜面积会减少。( √ )
(3)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化。( × )
(4)原核细胞不存在生物膜系统。( √ )
知识点一 细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白合成、分泌依次所经过的结构
(1)细胞结构：核糖体―→内质网―→高尔基体―→细胞膜。
(2)具有膜的细胞结构：内质网―→高尔基体―→细胞膜。
(3)细胞器：核糖体―→内质网―→高尔基体。
(4)具有膜的细胞器：内质网―→高尔基体。
2．分泌蛋白合成、分泌的过程分析
3．分泌蛋白合成、分泌的曲线解读
发展素养
同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3H标记的亮氨酸在细胞器中出现的先后顺序是怎样的？(科学思维——水平一)
提示：核糖体→内质网→高尔基体。
1．(2020·河南周口高一检测)将用3H标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外，如下图所示，其中的①②及物质X分别是( )
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．高尔基体、线粒体、呼吸酶
解析：选A。分泌蛋白在形成过程中经过的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体；胰腺可以产生胰岛素、胰高血糖素和胰蛋白酶等物质，呼吸酶不属于分泌蛋白。
2．科学家用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化，结果如下图所示。下列选项表示a、b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序，正确的是( )
A．a核糖体→b内质网→c高尔基体
B．a内质网→b高尔基体→c细胞膜
C．a高尔基体→c内质网→b细胞膜
D．a内质网→c高尔基体→b细胞膜
解析：选D。分泌蛋白合成和分泌的过程中经过的细胞结构依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，但核糖体没有膜结构。游离的核糖体合成一段肽链后，二者一起进入内质网，内质网首先出现放射性，其后，经内质网初步加工的蛋白质以囊泡的形式被运输到高尔基体进一步加工，此时内质网膜面积减少，而高尔基体膜面积增加，同时高尔基体中出现放射性，随后，含35S的蛋白质又以囊泡的形式被运输到细胞膜上，细胞膜上出现放射性，同时高尔基体膜面积又减少，而细胞膜面积增加。
知识点二 细胞的生物膜系统
生物膜在成分、结构和功能上的联系
(1)化学组成上的联系
①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多。
(2)结构上的联系
(3)功能上的联系：在分泌蛋白合成、加工、运输、分泌等过程中，各细胞器之间协调配合。
[温馨提醒] 理解生物膜的三点提醒
(1)生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。
(2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。
(3)细胞器膜可相互转化：由于各种膜的组成成分和结构基本相同，有的可以直接相互转化，有的需要以囊泡的形式间接转化。
发展素养
血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物透析掉。思考血液透析膜依据的是生物膜的哪一功能。(科学思维——水平二)
提示：控制物质进出细胞的功能。
1．(原创)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是( )
A．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜上
B．合成固醇类激素的腺细胞中内质网和高尔基体一般不发达
C．植物细胞内肽链的生物合成在生物膜上发生
D．细胞生物均具有生物膜系统
答案：A
2．(2020·镇海中学月考)细胞内的生物膜为细胞生命活动提供了广阔场所，不同细胞器增大膜面积的方式可能不同。下列有关细胞器增大膜面积方式的叙述，错误的是( )
A．叶绿体通过类囊体堆叠来增大膜面积
B．内质网通过折叠广泛分布于细胞质基质中
C．线粒体通过内膜向内折叠来增大膜面积
D．高尔基体通过产生小泡来增大膜面积
解析：选D。高尔基体通过产生小泡而减少了膜面积，产生的小泡通过与细胞膜融合增大了细胞膜的面积，D错误。
[随堂检测]
1．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。35S在细胞各结构间移动时不经过( )
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．囊泡
答案：B
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( )
A．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．分泌蛋白合成过程中不需要能量
解析：选C。分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质，它是由核糖体合成的。其路径可以表示为核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，按照次序存在时间差。高尔基体与内质网和细胞膜之间以囊泡的形式相联系，而并非直接相连。分泌蛋白合成过程中由线粒体提供能量。
3．(2020·四川成都七中高一检测)下图为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图，下列有关分析错误的是( )
A．分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在功能上的协调配合
B．囊泡与高尔基体的融合不需要消耗细胞代谢产生的能量
C．在化学成分上，内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D．分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快
解析：选B。分泌蛋白的分泌是以囊泡形式运输的，存在膜形态结构的变化，依赖于生物膜的流动性特点，体现了生物膜在功能上的协调配合，A正确；囊泡与高尔基体的融合是耗能过程，需要消耗细胞代谢产生的能量，B错误；由题图可知，内质网膜与高尔基体膜可以通过囊泡进行转化，说明内质网膜和高尔基体膜有相似的组成成分，C正确；分析题图可知，分泌蛋白的运输过程中高尔基体是囊泡运输的枢纽，因此分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快，D正确。
4．(2020·九江一中月考)美国科学家詹姆斯·罗思曼提出生物膜之间的融合是通过膜上特异性蛋白复合物的识别和结合实现的，他因发现细胞的囊泡运输调控机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述不正确的是( )
A．特异性蛋白复合物可能是位于生物膜上的糖蛋白
B．胰岛素和唾液淀粉酶均通过囊泡运输到细胞外发挥作用
C．囊泡和细胞膜的识别并特异性结合表明生物膜具有选择透过性的结构特点
D．细胞的囊泡运输调控机制说明准确的信息传递保证了生命活动的有序性
答案：C
5．(2020·宁波高一检测)甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成为甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过程如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A．与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体
B．b过程首先发生在①中
C．用含3H标记的氨基酸注射到该细胞中，则出现3H的部位依次为③①②⑥④
D．若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了Heq \\al(18,2)O，那么水中的18O最可能来自氨基酸的—COOH
解析：选C。甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，合成需要I－，从图中可以看出c属于蛋白质的加工过程，此过程需要内质网、高尔基体和线粒体参与，A正确；从标记的氨基酸进入细胞合成蛋白质到分泌到细胞外，依次经历的部位是①③②⑥④，B正确，C错误；氨基酸的—COOH 中含有O，氨基酸脱水缩合时可能转化成水中的O，D正确。
6．下图为分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积的变化。分析回答下列问题：
(1)由图甲分析分泌蛋白合成、加工、运输的过程为核糖体eq \(――→,\s\up9(合成))________ eq \(――→,\s\up9(“出芽”),\s\d9(囊泡))________eq \(――→,\s\up9(“出芽”),\s\d9(囊泡))细胞膜。
(2)图乙为放射性元素标记某种氨基酸，该放射性元素出现在细胞器中的先后顺序为____________________________________________________。
(3)图丙和图丁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、高尔基体膜、细胞膜面积是如何变化的？
答案：(1)内质网 高尔基体
(2)核糖体、内质网、高尔基体
(3)内质网膜面积减小(只发出小泡)，高尔基体膜面积基本不变(先接受小泡，后发出小泡)，细胞膜面积相对增大(只接受小泡)。
[课时作业]
A 合格性考试
1．下列哪项不属于细胞的生物膜系统( )
A．细胞膜 B．视网膜
C．液泡膜 D．核膜
答案：B
2．下列关于胞内蛋白和分泌蛋白的合成部位的叙述，正确的是( )
A．都是细胞质中的核糖体
B．都是内质网上的核糖体
C．分别是细胞质中游离的核糖体、内质网上的核糖体
D．分别是内质网上的核糖体、细胞质中游离的核糖体
解析：选A。在游离核糖体上合成的蛋白质在细胞内起作用；在游离的核糖体中合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到内质网，经加工、折叠、运输后分泌到细胞外。
3．不同结构的膜之间相互转化，以“出芽”方式进行的是( )
A．核膜和内质网膜 B．内质网膜和高尔基体膜
C．内质网膜和细胞膜 D．细胞膜和线粒体膜
答案：B
4．糖蛋白主要存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药品X的培养基中，发现细胞无法合成糖蛋白的糖侧链，则此药品可能作用于糖蛋白合成及运输过程中的哪一种细胞器上( )
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．溶酶体
答案：C
5．为了研究豚鼠胰腺腺泡细胞内分泌蛋白的形成和分泌过程，研究人员向胰腺腺泡细胞内注射一定量的3H标记的亮氨酸后，追踪观察放射性在细胞内的分布情况，正确的结果是( )
A．培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记
B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C．高尔基体是首先观察到3H标记的细胞器
D．3H标记先出现在高尔基体后到内质网
解析：选A。3H标记的亮氨酸是合成分泌蛋白的原料，因此培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记，A正确；核糖体是首先观察到3H标记的细胞器，B、C错误；3H标记先出现在内质网后到高尔基体，D错误。
6．(2020·广州执信中学高一期末)下图表示一个细胞在进行某项生理活动前后，几种生物膜面积所占比例的变化，在此过程中最可能合成( )
A．DNA B．胆固醇
C．胰岛素 D．有氧呼吸酶
答案：C
7．下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。下列说法中错误的是( )
A．①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体
B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
解析：选D。由分泌蛋白形成的过程分析，在核糖体上氨基酸经脱水缩合后形成肽链，在内质网上进行加工、折叠，形成囊泡后运输到高尔基体，经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，运输到细胞膜处，与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外，在整个过程中由线粒体提供能量，A、C正确。图中是由核糖体、内质网、高尔基体、线粒体相互配合共同完成的，说明了细胞器的结构和功能之间具有密切的联系，B正确。图解中的过程在原核细胞中是无法进行的，因为原核细胞中没有除核糖体之外的细胞器，D错误。
8．(2020·山西忻州一中高一期末)从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中含有这些细胞完成其功能所需要的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。图中正确的描述曲线是( )
答案：A
9．(2020·太原高一检测)下图甲、乙分别表示不同生物细胞或其部分结构，图乙中各结构放大比例不同。请据图回答下列有关问题(括号中填序号或字母，横线上填文字)：
(1)若图甲中合成7的氨基酸用3H标记，则3H依次经过的细胞器是________________(用图中序号及“→”表示)。该过程中膜面积增大的细胞结构是[ ]________，膜面积减小的细胞结构是[ ]________。
(2)图乙中[ ]________是图甲中3表示的细胞器的放大图；图乙的a～h中控制物质进出的细胞结构是[ ]________。
(3)若图甲是浆细胞，与其他没有分泌功能的细胞相比较，浆细胞的a～h中数目一定较多的细胞器是[ ]________(除c以外)。图甲最可能表示________细胞，原因是_________________________________________________。
答案：(1)3→1→4 6 细胞膜 1 内质网
(2)c 核糖体 h 细胞膜
(3)f 高尔基体 动物 没有细胞壁，且能合成分泌蛋白
10．下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。请据图回答以下问题：
(1)溶酶体起源于乙________(细胞器名称)。溶酶体含有多种________酶。
(2)为了研究某分泌蛋白的合成，向细胞中注射3H标记的亮氨酸，放射性依次出现在核糖体→甲______→囊泡→乙→________→________及分泌物中。
(3)图中能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是________。
(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞细胞膜上的________(化学本质是________)结合，引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有__________________的功能。
解析：(1)溶酶体起源于乙(高尔基体)，溶酶体含有多种水解酶。(2)分泌蛋白的合成与分泌过程：游离的核糖体合成一段肽链→二者一起转移到内质网→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。因此放射性依次出现在核糖体→甲(内质网)→囊泡→乙→囊泡→细胞膜及分泌物中。(3)图中能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是内质网。(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞细胞膜上的受体(化学本质是蛋白质)结合，引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
答案：(1)高尔基体 水解 (2)内质网 囊泡 细胞膜
(3)内质网 (4)受体 蛋白质 进行细胞间信息交流
B 等级性考试
11．下面是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成( )
A．血红蛋白 B．性激素
C．呼吸酶 D．抗体
解析：选D。分泌蛋白合成过程中从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构，内质网可以“出芽”，形成的囊泡包裹着运输的蛋白质与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分，高尔基体对其进行进一步修饰和加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌出去，因此在此过程中，细胞膜的膜面积增大，内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变。血红蛋白、呼吸酶属于胞内蛋白，性激素的本质是脂质，抗体属于分泌蛋白，故D符合题意。
12．(2020·广东执信中学期中)一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制，即为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成，将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到了内部回收利用工厂，在那里将废物降解，使组件获得重新利用。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供
B．“分子垃圾袋”应主要由脂质和蛋白质构成
C．“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是核苷酸
D．人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体等
解析：选B。 细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体内合成，合成所需要的能量主要由线粒体提供，A错误；根据分泌蛋白形成过程等知识，可判断囊泡(分子垃圾袋)由生物膜构成，主要由磷脂和蛋白质构成，具有生物膜流动性的特点，B正确；溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等，可以作为“回收利用工厂”，蛋白质水解的产物为氨基酸，故“组件”是氨基酸，不可能为核苷酸，C错误；中心体没有生物膜结构，故无法形成囊泡，D错误。
13．下图为细胞生物膜概念图，下列相关叙述错误的是( )
A．图中a、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器
B．若d是叶绿体膜，则m、n可能是外膜和内膜
C．图中p可能是指线粒体的内膜
D．图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜
解析：选A。性激素属于脂质，是在内质网上合成的，由此可确定f是内质网膜，结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定g是囊泡，h是高尔基体膜，c是细胞膜，d和e中一个为线粒体膜，另一个为叶绿体膜，b为细胞器膜，a是核膜，A错误。
14．用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(下图甲)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(下图乙)，下列分析不正确的是( )
A．图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．图乙中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
答案：C
15．细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)的发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题：
(1)b代表刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e代表由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a代表________，c代表________，d代表________。
(2)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是____________________。
(3)细胞器膜、________和________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
解析：(1)图中细胞器a由扁平囊重叠而成，具有囊泡，为高尔基体；细胞器c由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成，为内质网；溶酶体来自高尔基体，内含水解酶；细胞器d具有双层膜结构，为线粒体。(2)生物膜的主要成分都是脂质和蛋白质，细胞膜外表面还有少量多糖。(3)生物膜系统包括细胞膜、核膜以及细胞器膜等。
答案：(1)高尔基体 内质网 线粒体
(2)蛋白质和脂质
(3)细胞膜 核膜
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.结合分泌蛋白的合成、加工和运输理解细胞器之间的协调配合。
2．简述生物膜系统的组成及功能。
生命观念：通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。
水平二
科学思维：通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输等相关过程的理解。
水平三
项目
胞内蛋白
分泌蛋白
合成场所
游离核糖体
游离的核糖体合成一段肽链后，二者一起转移到粗面内质网上继续合成
作用场所
细胞内
细胞外
实例
血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶
消化酶、抗体、胰岛素
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
分泌蛋白是在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素。
与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
分泌蛋白的合成是在游离的核糖体中先合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到内质网继续合成，并且边合成边转移到内质网腔内进行加工、折叠。
细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
通过囊泡相互转化的生物膜有内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。
直接相连的生物膜有内质网膜与核膜及内质网膜与细胞膜等。
生物膜系统在物质运输、能量转换、信息传递及酶的附着和使细胞内部区域化方面有重要作用。
细胞结构
附有核糖体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的囊泡
时间(min)
3
17
117
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