第3章 第2节 第2课时 细胞器之间的协调配合和生物膜系统-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物必修1 分子与细胞创新导学案word（人教版2019，单选版）

生物学　必修1 RJ（单选版） 第2课时　细胞器之间的协调配合和生物膜系统 1.结合分泌蛋白的合成和运输，理解细胞器之间的协调配合。2.简述细胞的生物膜系统的组成和功能。3.用系统观分析细胞中部分与整体的统一性。 知识点一　细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白 (1)概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 (2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。 2.分泌蛋白的合成、加工与运输 (1)研究方法：同位素标记法。 (2)分泌蛋白形成过程 知识点二　细胞的生物膜系统 1.概念：在细胞中，许多细胞器都有膜，由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 2.生物膜系统在细胞生命活动中的作用 (1)细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。 (2)许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。 (3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能同时进行多种化学反应，保证生命活动高效、有序地进行。 1.(课本P51思考·讨论)(1)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，依次经过了__________________ (细胞器)。 (2)分泌蛋白合成和分泌的过程中________(填“是”或“否”)需要消耗能量，能量主要来自________(细胞器)。 答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体 (2)是　线粒体 2.(课本P51科学方法)判断：科学家向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，通过检测放射性物质依次出现的结构得出分泌蛋白的合成和运输过程。该实验用到了同位素标记法。(　　) 答案：√ 3.(课本P53与社会的联系)肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。此方法模拟了细胞膜的____________________的功能，体现了细胞膜的____________功能特点。 答案：控制物质进出细胞　选择透过性 1.在细胞中，许多细胞器都有膜，由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。(课本P52) 练习1　(1)细胞膜、细胞器膜、核膜、小肠黏膜等都属于细胞的生物膜系统。(　　) (2)生物膜系统中涉及的生物膜的组成成分和结构都是一样的。(　　) (3)生物膜系统中各结构在功能上是相对独立的，没有联系。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)× 2.科学方法：同位素标记法 用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。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，可以弄清楚化学反应的详细过程。具有放射性的同位素，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。(课本P51) 练习2　用同位素标记法研究分泌蛋白的合成、分泌过程，下列标记处理表述是否正确，正确打√，错误打×。 (1)在唾液腺细胞中注入14C标记的氨基酸。(　　) (2)在性腺细胞中注入14C标记的氨基酸。(　　) (3)在胰腺细胞中注入3H标记的脱氧核苷酸。(　　) (4)在口腔上皮细胞中注入3H标记的氨基酸。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 疑难一　细胞器之间的协调与配合 实例：分泌蛋白的合成和运输——相关结构的变化 1.图甲表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，其中①是核糖体，②是内质网，③是高尔基体，④是细胞膜。细胞器之间协调配合完成分泌蛋白的合成和运输，如图所示。 2.图乙、丙利用了3H标记的亮氨酸来检测放射性依次出现的结构，其中图丙中的①②③依次代表核糖体、内质网、高尔基体。 3.图丁、戊表示分泌蛋白的加工和运输过程中相关结构的膜面积变化，则图戊中①②③分别表示内质网、细胞膜、高尔基体三种细胞结构的膜面积变化。 [例1]　为了研究豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的合成和分泌，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与蛋白质合成和分泌相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲，有关的生物膜面积变化如图乙，图丙为豚鼠胰腺腺泡细胞结构图，图丁为细胞的生物膜系统组成部分示意图。下列有关说法正确的是(　　) A.图甲中c曲线所指的细胞结构是图丙中的④ B.图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是⑥ C.图乙中d曲线表示的细胞结构是细胞膜 D.图丁中的g、c不属于生物膜系统 解析：根据放射性出现的先后顺序，图甲中a是核糖体，b是内质网，c是高尔基体，图丙中的④为高尔基体，⑥是内质网，⑦是核糖体，A正确，B错误；图乙中d曲线表示的是内质网，e曲线表示细胞膜，C错误；图丁中，f是内质网，g为囊泡，h为高尔基体，c为细胞膜，囊泡膜和细胞膜属于生物膜系统，D错误。 答案：A [例2]　蓖麻毒素是一种蛋白质，它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中通过高尔基体以囊泡形式运输至液泡，在液泡中加工成成熟蓖麻毒素，再分泌至细胞外。下列叙述错误的是(　　) A.该毒素前体蛋白可通过囊泡运输进入液泡 B.蓖麻毒素的加工需要内质网、高尔基体、液泡的参与 C.蓖麻毒素合成及分泌过程中，核糖体、内质网、高尔基体实现膜的更新 D.蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体 解析：蓖麻毒素是一种分泌蛋白，在合成并分泌到细胞外的过程中通过出芽形成囊泡进行运输，A正确；据题干信息可知，蓖麻毒素是一种分泌蛋白，故其加工需要内质网、高尔基体，此外其成熟需要在液泡中进行加工，B正确；蓖麻毒素的合成及分泌过程中，内质网、高尔基体、液泡、细胞膜通过囊泡完成膜的更新，核糖体没有膜结构，C错误；因蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性，故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体，D正确。 答案：C 疑难二　分析细胞中部分与整体的统一性 细胞中每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。例如：分泌蛋白的合成和运输，不仅需要若干细胞器的相互配合，而且与细胞骨架系统、细胞的生物膜系统密切联系。 [例3]　人体细胞内的运输系统是一个非常精密而又复杂的系统。如图表示细胞内物质甲的合成、运输及分泌过程中囊泡的运输机制。细胞内囊泡运输机制一旦失控，会引起很多疾病。下列分析错误的是(　　) A.物质甲可能来自核糖体，并且需要囊泡的参与，囊泡的运输依赖膜的流动性且消耗能量 B.内质网膜出芽形成囊泡体现了生物膜的结构特点 C.囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含磷脂的种类 D.囊泡运输机制失控的原因可能是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移 解析：物质甲可能是来自核糖体的多肽，经过内质网的加工过程之后，通过出芽形成囊泡从内质网中运输出去，该运输过程需要囊泡的参与，囊泡的运输需要线粒体提供能量，A正确；内质网膜出芽形成囊泡说明内质网膜具有流动性，即该过程体现了生物膜的结构特点，B正确；由图可知，囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含蛋白质的种类，C错误；囊泡运输机制是通过囊泡形成、运输、融合、脱落等过程实现的，若该运输机制失控则可能的原因是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移，D正确。 答案：C [例4]　科学家发现在内质网和高尔基体之间存在着一个中间膜区室，称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC)，大多膜蛋白、分泌蛋白合成过程中途经内质网—高尔基体膜泡运输至细胞不同部位。在这一过程中，如果蛋白质错误分选运输至ERGIC，ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网；对于正确分选的蛋白质，ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体，再输送到特定的区域，下列有关叙述错误的是(　　) A.ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关 B.此过程体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用 C.若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱，可能造成细胞死亡 D.此过程中，内质网起到了交通枢纽的作用 答案：D 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★★ ★★ ★★ ★★★ 题点 分泌蛋白合成过程 分泌蛋白合成过程 分泌蛋白合成过程异常分析 生物膜系统的组成、功能 生物膜系统的组成、功能 生物膜系统组成、分泌蛋白合成过程 分泌蛋白合成过程、生物膜系统组成 分泌蛋白合成过程 分泌蛋白合成过程及分选 溶酶体的结构与功能、生物膜的结构与功能、细胞器的协调与配合 [基础对点] 知识点一　细胞器之间的协调配合 1.科研人员将3H标记的亮氨酸注射入胰腺腺泡细胞，观察放射性亮氨酸在细胞中移动的踪迹，下列说法不正确的是(　　) A.3H标记的亮氨酸在核糖体上发生脱水缩合反应 B.含有3H的肽链进入内质网后会发生空间结构的改变 C.研究磷脂、血红蛋白、抗体等物质的合成用上述方法会观察到相同的现象 D.内质网、高尔基体、靠近细胞膜的囊泡依次出现放射性强度的峰值 答案：C 解析：核糖体是合成蛋白质的场所，因此3H标记的亮氨酸在核糖体上发生脱水缩合反应，A正确；肽链进入内质网后会进行初步的加工，因此肽链进入内质网后会发生空间结构的改变，B正确；只有抗体属于分泌蛋白，研究抗体的合成用上述方法会观察到相同的现象，C错误；分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→囊泡→细胞膜，因此内质网、高尔基体、靠近细胞膜的囊泡依次出现放射性强度的峰值，D正确。 2.如图表示细胞中胰岛素(分泌蛋白)的合成和分泌过程，a～c为细胞结构。下列叙述不正确的是(　　) A.在囊泡运输过程中起“交通枢纽”作用的是b B.a结构与胰岛素的合成无关 C.胰岛素的分泌过程所需的能量主要由线粒体提供 D.高尔基体出芽形成的囊泡包裹的蛋白质已经是成熟蛋白质 答案：B 解析：高尔基体接受内质网脱落下来的囊泡，对其中的蛋白质进行加工后，又形成囊泡转运至细胞膜，高尔基体在囊泡运输过程中起“交通枢纽”作用，A正确；a内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，胰岛素是分泌蛋白，内质网与胰岛素的合成有关，B错误；分泌胰岛素所需的能量主要由线粒体提供，C正确。 3.酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　) A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外 C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡 答案：D 解析：线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中可能检测到分泌蛋白，D正确。 知识点二　细胞的生物膜系统 4.生物膜系统在细胞的生命活动中的作用极为重要，下列关于生物膜系统以及生物膜系统的作用的叙述，不正确的是(　　) A.菠菜叶肉细胞、乳酸菌、草履虫都具有复杂的生物膜系统 B.各种生物膜组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系 C.细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用 D.生物膜把细胞质分隔成多个微小的结构，是真核细胞结构和功能的基本特征之一 答案：A 解析：乳酸菌属于原核细胞，只有细胞膜，没有生物膜系统。 5.翟中和院士曾说过：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。”细胞的各种结构协调配合，共同完成复杂的生命活动。如图为胰腺腺泡细胞合成并分泌胰淀粉酶的过程示意图。下列相关叙述中不正确的是(　　) A.胰淀粉酶合成、加工和分泌过程需要①～④共同参与 B.该过程体现了细胞各部分结构之间相互联系、协调配合 C.结构①～④中膜的组成成分和结构类似，属于生物膜系统 D.生物膜系统包括①②③④等细胞器膜 答案：D 解析：图中①为细胞膜，②为高尔基体，③为内质网，④为线粒体，⑤为细胞核。 6.细胞的结构复杂而精巧，各种结构组分配合协调，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。如图为人体浆细胞(可以合成抗体)亚显微结构模式图(局部)。回答下列问题： (1)细胞各结构组分配合协调，高度有序地进行依赖于________________________等结构共同构成的生物膜系统。组成生物膜系统的膜结构相似，但功能不同的原因是____________________________。 (2)研究分泌蛋白的合成和运输过程一般采用的方法是______________，若将图中细胞放入含用3H标记的亮氨酸的培养液中培养，则放射性标记物质出现的顺序是__________________________________(用图中序号及名称、箭头表示)；抗体的形成过程说明细胞的各种生物膜在________和________上紧密联系；不同的生物膜之间有两种方式发生联系，内质网和高尔基体的联系方式是____________________，另外一种联系方式是__________。 (3)在抗体合成与分泌的过程中，某些膜结构的面积会发生短暂性的变化，其中膜面积最终表现为减小的结构是图中的[　　]________。 答案：(1)细胞膜、核膜、细胞器膜　蛋白质的种类和数量不同 (2)同位素标记法　④核糖体→③内质网→⑥高尔基体→⑦细胞膜　结构　功能　通过囊泡发生联系　直接相连 (3)③　内质网 [能力提升] 7.糖基化是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上糖类的过程，蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白。研究表明，许多糖蛋白同时具有N—连接的糖链和O—连接的糖链，N—连接的糖链在内质网内形成，O—连接的糖链全部或主要在高尔基体中形成。下列有关叙述错误的是(　　) A.糖基化的蛋白质合成与游离的核糖体有关 B.N—连接的糖链形成后可继续运输给高尔基体加工 C.内质网和高尔基体等细胞器膜和细胞膜共同构成生物膜系统 D.与细胞膜外表面蛋白质或脂质结合的糖类分子叫作糖被 答案：C 解析：N—连接的糖链是在内质网内形成的，形成后可继续运输给高尔基体加工，B正确；内质网和高尔基体等细胞器膜、核膜和细胞膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，C错误。 8.同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律，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 靠近细胞膜的囊泡 时间/d 3 17 117 A.该实验若用18O标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，同样得到上述实验现象 B.形成分泌蛋白的多肽最早在游离核糖体上合成，并且消耗水 C.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成 D.由于线粒体没有检测到放射性，所以线粒体不参与分泌蛋白的合成与分泌 答案：C 解析：18O属于稳定同位素，不会出现放射性，A错误；氨基酸形成蛋白质产生水，B错误；分泌蛋白的合成和运输所需能量主要来自线粒体，但不进入线粒体，所以线粒体没有检测到放射性，D错误。 9.如图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A.内质网对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位 B.附着型核糖体(附着在内质网上的核糖体)合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工 C.细胞膜上的糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工 D.分泌蛋白合成及转运的过程中内质网膜面积减少，高尔基体膜面积最终增加 答案：C 解析：高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位，A错误；附着型核糖体合成的多肽是在信号肽的引导下进入内质网腔进行粗加工(这一过程没有囊泡运输)，内质网将该蛋白质通过囊泡运输到高尔基体进行再加工、分类和包装，B错误；分泌蛋白合成及转运的过程中内质网膜面积减少，高尔基体膜面积基本不变，D错误。 10.如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，COPⅠ、COPⅡ是囊泡，用于蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答以下问题： (1)溶酶体是细胞内的“消化车间”，是因为溶酶体内含有多种________，该物质的合成场所是________，除图中所示的功能外，溶酶体还能够分解________，吞噬并杀死侵入细胞的病毒。 (2)囊泡与细胞膜融合过程体现了生物膜在结构上具有________的特点。该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞膜上的________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。 (3)脂溶性物质容易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有________，COPⅡ囊泡负责从________(细胞器名称)向________(细胞器名称)运输“货物”。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙中，则图中的________可以帮助实现这些蛋白质的回收。 答案：(1)水解酶　核糖体　衰老、损伤的细胞器 (2)流动性　特异性受体　进行细胞间信息交流 (3)脂质　内质网　高尔基体　COPⅠ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$