第3章 第2节 第2课时 细胞器之间的协调配合（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（人教版 江苏专版）

本高中生物学讲义聚焦细胞器间协调配合与生物膜系统，以分泌蛋白合成运输（核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，线粒体供能）为具体案例，衔接生物膜系统的组成（细胞器膜、细胞膜、核膜）、结构联系及功能，构建从细胞器分工到系统整体的认知支架。 资料通过同位素标记法实验分析、膜面积变化曲线建模等任务，强化结构与功能观的生命观念和模型与建模的科学思维。课中任务驱动助教师引导学生深化理解，课后课时对点练含实验设计题，助力学生查漏补缺，提升综合应用能力。

第2课时　细胞器之间的协调配合 [学习目标]　1.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。2.通过讨论分析细胞中各种细胞器分工与合作的图示，强化模型与建模的科学思维方法。3.关注人工合成膜材料的研究进展及其在医疗方面的应用。 一、细胞器之间的协调配合 1．分泌蛋白的概念 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和一部分激素等。 2．分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程 (1)研究方法：同位素标记法。 (2)过程 (3)提供能量的细胞器：线粒体。 判断正误 (1)分泌蛋白的合成与分泌过程中经过的细胞结构有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜(　　) (2)与分泌蛋白的合成与分泌有关的膜结构：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体(　　) (3)生物学研究中常用的放射性元素有15N、18O、14C(　　) (4)大肠杆菌分泌的蛋白需要经过内质网加工(　　) (5)在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，内质网起着重要的交通枢纽作用(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 提示　(3)18O、15N为稳定同位素，不具有放射性。(4)大肠杆菌无内质网。(5)在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，高尔基体起着重要的交通枢纽作用。 任务一：分析分泌蛋白的合成及分泌过程 如图是用3H标记的亮氨酸检测豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白合成过程的实验过程图解，请分析回答下列问题： (1)下列蛋白质属于分泌蛋白的有②④(填序号)。 ①血红蛋白　②胰蛋白酶　③与有氧呼吸有关的酶　④抗体 (2)经连续取样后，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体。 (3)分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？若需要，这些能量主要由什么提供？ 提示　需要能量，这些能量主要由线粒体通过有氧呼吸提供。 (4)如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是内质网、细胞膜、高尔基体。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为(　　) A．②→③→④→⑤ B．①→②→③→④ C．①→②→④→⑤ D．①→③→④→⑤ 答案　A 解析　题图中①为核膜、②为核糖体、③为内质网、④为高尔基体、⑤为细胞膜。分泌蛋白经过的结构依次为②(核糖体)→③(内质网)→④(高尔基体)→⑤(细胞膜)，故选A。 2．如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线，其中①②表示细胞结构。下列叙述错误的是(　　) A．该生物大分子可能是胰岛素 B．①②均可对该生物大分子进行加工 C．②可存在于动、植物细胞内且功能相同 D．该生物大分子的运输过程体现了生物膜具有流动性 答案　C 解析　②为高尔基体，可存在于动、植物细胞内，但功能存在差异，在植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关，C错误。 二、细胞的生物膜系统 1．组成 细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 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与配合。 3．功能 (1)细胞膜不仅使细胞具有一个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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。 (2)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，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 判断正误 (1)原核细胞也有生物膜系统(　　) (2)人体内的小肠黏膜、呼吸道黏膜均属于生物膜系统(　　) (3)豚鼠胰腺腺泡细胞内的内质网、囊泡、高尔基体均属于生物膜系统(　　) (4)核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构(　　) (5)内质网膜与核膜之间可以以囊泡的形式相互转化(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 提示　(1)生物膜系统主要针对真核细胞而言，原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但是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。(2)生物膜系统是细胞内膜结构的统称，不是生物体内膜结构的统称。(4)核糖体和中心体无膜结构，不属于生物膜系统的组成结构。(5)内质网膜直接与核膜相连。 任务二：分析生物膜的成分、结构和功能 1．根据表格内容，总结各种生物膜在化学组成上的联系。 生物膜 蛋白质(%) 脂质(%) 糖类(%) 人红细胞膜 49 43 8 大鼠肝细胞核膜 59 35 2.9 内质网膜 67 33 含量很少 线粒体外膜 52 48 含量很少 线粒体内膜 76 24 含量很少 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，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。 2．结合分泌蛋白的合成和运输过程以及教材P53图3－9，完善生物膜在结构上的联系示意图。 3．下列结构属于生物膜系统的是(　　) ①线粒体膜　②囊泡　③细胞壁　④溶酶体膜　⑤核糖体　⑥核膜 A．②③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．④⑥ D．①②④⑥ 答案　D 解析　生物膜系统由细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成。线粒体膜、溶酶体膜和核膜属于生物膜系统；囊泡来源于内质网膜或高尔基体膜，属于生物膜系统；细胞壁不属于生物膜系统；核糖体无膜结构，故选①②④⑥，D符合题意。 4．(多选)生物膜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与配合。下列有关生物膜功能的叙述，正确的是(　　) A．活的动物细胞的细胞膜能阻止台盼蓝染液进入细胞 B．相邻细胞之间只能通过细胞膜上的受体进行信息交流 C．线粒体内膜向内折叠形成嵴，为酶提供更多附着位点 D．溶酶体膜把内外分隔开，防止水解酶对外界物质的水解 答案　ACD 解析　相邻细胞之间并非都通过细胞膜上的受体进行信息交流，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行细胞间的信息交流，B错误。 　　　　 课时对点练 [分值：100分] 第1～5题，每题4分；第6～13题，每题5分，共60分。 题组一　细胞器之间的协调配合 1．下列物质中属于分泌蛋白的是(　　) ①唾液淀粉酶　②抗体　③溶酶体内的水解酶　④细胞呼吸酶　⑤性激素　⑥胰岛素 A．①②③④ B．②③⑤⑥ C．①②⑥ D．①④ 答案　C 解析　唾液淀粉酶是消化酶的一种，属于分泌蛋白，①符合题意；抗体属于分泌蛋白，②符合题意；溶酶体内的水解酶位于溶酶体中，属于胞内蛋白，③不符合题意；细胞呼吸酶位于细胞内，属于胞内蛋白，④不符合题意；性激素的化学本质是脂质中的固醇类物质，不属于分泌蛋白，⑤不符合题意；胰岛素的化学本质是蛋白质，是蛋白类的激素，属于分泌蛋白，⑥符合题意。 题点　分泌蛋白的举例 2．(2024·淮安高一统考)在抗体的合成和分泌过程中，用3H标记亮氨酸，带有放射性标记的物质依次经过的细胞器是(　　) A．核糖体、高尔基体、溶酶体 B．高尔基体、核糖体、细胞膜 C．内质网、核糖体、线粒体 D．核糖体、内质网、高尔基体 答案　D 解析　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→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。抗体属于分泌蛋白，在抗体的合成和分泌过程中带有放射性标记的物质依次经过的细胞器是核糖体→内质网→高尔基体，D符合题意。 题点　依次经过的结构、膜面积的变化及膜成分的更新 3．(2024·盐城阜宁中学高一调研)如图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是(　　) A．分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生 B．结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装 C．结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外 D．线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量 答案　B 解析　结构③(高尔基体)能对来自结构②(内质网)的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 4．肠肽酶是十二指肠细胞分泌的一种蛋白质水解酶，下列叙述正确的是(　　) A．肠肽酶的合成应首先在游离的核糖体上合成一段肽链 B．肠肽酶分泌到胞外依赖细胞膜的选择透过性 C．可用3H标记氨基酸的羧基上的氢来研究分泌蛋白合成和分泌过程 D．肠肽酶的整个合成、分泌的过程中，只有囊泡的转运需要线粒体供能 答案　A 解析　肠肽酶分泌到胞外依赖细胞膜的流动性，B错误；羧基中的氢经脱水缩合后丢失，不能用于研究分泌蛋白合成和分泌的过程，C错误；分泌蛋白的整个合成、分泌的过程中都需要能量，能量主要由线粒体提供，D错误。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 5．(2024·南通高一期末)谷蛋白是广泛存在于稻、麦等谷物中的蛋白质，富含赖氨酸等多种氨基酸且易被人体消化吸收，其形成和运输过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．人体中的赖氨酸是一种必需氨基酸 B．谷蛋白最初在游离的核糖体上合成 C．谷蛋白以囊泡的形式被运输到液泡中储存 D．图中所示细胞结构均参与构成生物膜系统 答案　D 解析　核糖体没有膜结构，D错误。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 6．细胞中某分泌蛋白合成和分泌前后三种生物膜的膜面积变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．a、b、c分别表示核糖体膜、内质网膜、高尔基体膜 B．a所在的细胞器是细胞内物质运输的枢纽 C．多肽链的合成发生在b所在的细胞器中 D．分泌蛋白合成旺盛的细胞中图示膜转化速率更快 答案　D 解析　核糖体没有膜结构，a、b、c分别表示内质网膜、高尔基体膜、细胞膜，A错误；b所在的细胞器高尔基体是细胞内物质运输的枢纽，B错误；b为高尔基体，多肽链合成的场所是核糖体，C错误。 题点　依次经过的结构、膜面积的变化及膜成分的更新 题组二　细胞的生物膜系统 7．下列有关生物膜结构和功能的叙述，错误的是(　　) A．生物膜是细胞中所有细胞器膜的总和 B．内质网膜向内连接核膜，向外连接细胞膜 C．分泌蛋白分泌的过程与膜的流动性有关 D．生物膜保证了细胞生命活动有序进行 答案　A 解析　生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构组成的，A错误。 题点　生物膜在结构上的联系 8．下列有关生物膜系统的说法，正确的是(　　) A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜等都属于生物膜系统 B．合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达 C．各种生物膜的组成成分和结构完全一致，在结构和功能上有一定的联系 D．枯草杆菌也具有生物膜系统，否则就不能进行正常的生命活动 答案　B 解析　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，小肠黏膜不属于生物膜系统，A错误；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，所以合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达，B正确；各种生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上有一定的联系，C错误；枯草杆菌为原核生物，没有细胞器膜和核膜，因此不具有生物膜系统，D错误。 题点　生物膜在结构上的联系 9．(2024·南通高一期中)如图为细胞中不同生物膜直接或间接的联系(甲和乙表示不同生物膜结构，序号表示不同生物膜之间的关系)。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中不同生物膜都主要由脂质和蛋白质组成 B．图中能表示生物膜间接联系的有③④⑤ C．人体成熟红细胞中只含有图中一种生物膜 D．②可表示线粒体为甲供能，甲为线粒体提供脂质 答案　B 解析　不同的生物膜在化学组成上大致相同，主要都由脂质和蛋白质组成，A正确；由图分析可知，甲为内质网，乙为高尔基体，其中内质网与核膜直接相连，内质网通过囊泡与高尔基体间接联系，高尔基体通过囊泡与细胞膜间接联系，因此能表示生物膜间接联系的有④和⑤，B错误；人体成熟红细胞中只有图中的细胞膜，C正确；②可表示线粒体为内质网生命活动供能，内质网能合成脂质，也能为线粒体提供脂质，D正确。 题点　生物膜在结构上的联系 10．高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　　) A．消化酶和抗体不属于该类蛋白 B．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高 C．该类蛋白运回内质网的过程消耗能量 D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加 答案　B 解析　根据“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”可知，如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则结合能力减弱，不利于将错误转运到高尔基体的蛋白运回内质网并释放，故高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，B错误。 题点　有关的细胞器及相应功能异常分析 11．(多选)研究者用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞，分别在3 min、17 min和117 min获得细胞，置于特定环境下观察，如图。研究发现，3 min时被标记的蛋白质出现在⑤中，17 min时出现在②中，117 min时出现在靠近①的囊泡及细胞外。关于该过程，下列叙述正确的是(　　) A．该过程说明细胞器之间既有分工又相互协调配合 B．该过程中②的膜面积基本不变 C．该研究表明分泌蛋白合成加工及分泌过程依次经历的结构是⑤④③②① D．⑤②①之间膜成分的相互转换依赖膜的流动性 答案　ABD 解析　3 min时被标记的蛋白质出现在⑤(内质网)中，17 min时出现在②(高尔基体)中，117 min时出现在靠近①(细胞膜)的囊泡及细胞外，所以分泌蛋白合成加工及分泌过程依次经历的结构是④(核糖体)⑤(内质网)③(囊泡)②(高尔基体)①(细胞膜)，C错误。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 12．(多选)(2025·南京高一期末)在生物体中，细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一，而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列，通过内质网—高尔基体途径分泌到细胞外，被称为经典分泌途径；但研究表明，真核生物中少数分泌蛋白并不依赖内质网—高尔基体途径，称为非经典分泌途径(如图)。下列叙述错误的是(　　) A．两种途径分泌的蛋白质均在核糖体上合成，部分蛋白质没有信号肽序列 B．蛋白质的经典分泌途径与非经典分泌途径都伴随着生物膜的转化，体现了膜的流动性 C．所有细胞都具备如图所示的4种非经典分泌途径和经典分泌途径 D．非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充 答案　BC 解析　核糖体是合成蛋白质的场所，经典分泌途径和非经典分泌途径分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的，非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中没有信号肽序列，不能引导蛋白质进入内质网，A正确；由题图可知，非经典分泌途径中的方式b直接跨膜，没有生物膜的转化，B错误；非经典分泌途径是经典分泌途径的补充，存在于真核细胞内，不是所有细胞都具有如图所示的4种非经典分泌途径，如原核细胞没有，C错误；非经典分泌途径是一种不同于经典分泌途径的方式，是经典分泌途径的必要和有益补充，D正确。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 13．(多选)(2025·苏州高一阶段测试)研究发现，游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体，取决于该游离核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)。SP被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别、结合，进而引导新合成的多肽链进入内质网腔进行合成、加工，离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性(如图所示)。下列说法正确的是(　　) A．SRP－SP－核糖体复合物与内质网膜结合体现了生物膜信息交流的功能 B．内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的物质 C．SP合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网腔 D．离开内质网的蛋白质可能需要其他细胞结构的进一步加工 答案　ABD 解析　离开内质网的蛋白质均不含SP，说明在内质网腔内SP被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的物质(酶)，B正确；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，因此不会进入内质网中，C错误；刚离开内质网的蛋白质一般无活性，图中内质网加工后的蛋白质会运输到高尔基体，所以推测这些蛋白质可能需要高尔基体进一步加工，D正确。 题点　分泌蛋白合成、运输、分泌过程综合分析 14．(18分)图1表示某细胞在显微镜视野下的亚显微结构图，①～⑦表示细胞结构；图2中A～E为细胞结构，3H标记的亮氨酸(简写为3H－Leu)参与图2过程合成了物质3H－X。请回答下列问题： (1)图1中的结构⑥与图2中所示结构中______(填字母)相同，其功能是________________________________________________________________________。 (2)若合成的蛋白质是分泌蛋白，需要图2中______(填字母)高尔基体的参与，在此过程中其功能是____________________________，在分泌蛋白形成过程中，高尔基体的膜面积变化是__________。 (3)图2中3H－X的合成过程中B与C之间，C与D之间通过____________结构进行物质运输，该结构可与细胞膜融合，此过程体现了细胞膜的结构特点为______________。 (4)细胞器膜和细胞膜、____________等结构共同构成了____________，他们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与配合。 答案　(1)E　有氧呼吸的主要场所　(2)C　对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装　先增大再减小　(3)囊泡　具有流动性　(4)核膜　生物膜系统 题点　细胞器之间的分工合作综合 15．(22分)(2024·南通高一月考)外泌体是一种由细胞产生并释放的胞外囊泡，包裹着蛋白质、RNA、脂质等物质。其产生过程如图所示，图中a～f表示相关结构。回答下列问题： 注：图中d、e、f依次为早期内体、晚期内体、溶酶体。 (1)细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。为了分离细胞器，可以用超声破碎技术打破细胞的边界结构____________，然后将得到的细胞匀浆进行__________，分离获得各种细胞器。 (2)外泌体膜和细胞膜均以________为基本支架。科学家可用________(科学方法)追踪外泌体膜上蛋白质的合成和转移路径，发现依次经过的细胞器为________(填图中字母)。 (3)d的形成依赖生物膜具有________的结构特点，晚期内体中的物质去向包括进入溶酶体、以外泌体形式排出细胞。外泌体以不同途径作用于靶细胞，其功能主要是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)为研究脂肪干细胞外泌体对皮肤创伤面愈合的影响， 某研究团队利用皮肤损伤的模型小鼠设计了如表实验。 实验步骤 简要操作过程 选取实 验材料 选取若干皮肤损伤面积相似的模型鼠，①____________为甲、乙两组 制备外 泌体悬液 收集来自脂肪干细胞的外泌体，用②____________制成外泌体悬液 实验处理 甲组：将PBS缓冲液注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下 乙组：将③________________注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下 实验结果 实验结论 脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创伤面愈合，依据是④__________________________________________________________ 答案　(1)细胞膜　差速离心　(2)磷脂双分子层　同位素标记法(同位素示踪法)　a、b、c　(3)流动性　进行细胞间的信息交流　(4)①随机均分　②PBS缓冲液　③(等量)外泌体悬液　④乙组小鼠皮肤创伤面愈合速度比甲组小鼠快 解析　(4)研究脂肪干细胞外泌体对皮肤创伤面愈合的影响，要确定自变量为脂肪干细胞外泌体有无，因变量为皮肤创面的愈合状况。首先，选取若干皮肤损伤面积相似的模型鼠，随机均分成甲、乙两组；制备外泌体悬液，根据题干信息可知，应该使用PBS缓冲液将收集的脂肪干细胞外泌体制成外泌体悬液；甲组作为空白对照组，给小鼠注射PBS缓冲液，乙组为实验组，给小鼠注射等量的外泌体悬液；依据实验结果显示，乙组外泌体悬液与甲组PBS缓冲液相比较，皮肤创伤面直径随时间变化，变小的程度明显好于甲组，说明脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创伤面愈合。 题点　细胞器之间的分工合作综合 学科网（北京）股份有限公司 $