第2章 第5节 细胞在结构和功能上是一个统一整体（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（浙科版）

本高中生物学讲义聚焦“细胞在结构和功能上是一个统一整体”核心知识点，系统梳理生物膜系统的组成（细胞膜、核膜及细胞器膜）、结构联系（直接连接与囊泡间接转化）和功能（物质运输效率、区室化、酶附着位点），并以分泌蛋白合成运输过程为例阐释细胞各结构的协调配合，辅以判断正误、任务分析等学习支架。 该资料亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（分析归纳）和探究实践（放射性同位素示踪法应用），通过实例分析（如分泌蛋白路径）、题组训练（分生物膜系统和分泌蛋白题组）设计，课中助力教师引导学生构建知识网络，课后帮助学生通过练习巩固核心概念，查漏补缺。

第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体 [学习目标]　1.简述生物膜系统的结构和功能。2.研究分泌蛋白的合成与分泌过程。 1．生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起 (1)组成：细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜。 (2)各生物膜在结构上的联系 ①直接联系：内质网膜向内与核膜连接，向外与细胞膜连接。 内质网是生物膜中面积最大的结构，是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。生物大分子被合成后可在内质网完整、封闭的管道中快速运输。 ②间接联系：生物膜具有一定的流动性，所以各组分间可以通过囊泡相互转化。 Ⅰ.转化途径 内质网膜高尔基体膜细胞膜 细胞膜细胞质 Ⅱ.囊泡移动的意义 囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。 2．细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动 (1)分泌蛋白：机体中有一类在细胞内产生，分泌到胞外发挥作用的蛋白质，称为分泌蛋白，如抗体、消化酶和一部分激素。 (2)分泌蛋白的形成途径：氨基酸→粗面内质网上的核糖体→多肽→内质网加工和运输→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外。 (3)囊泡运输 ①运输的物质：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能；另一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等。 ②运输的过程：包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。 3．生物膜系统的功能 (1)大大提高了细胞内物质运输的效率，加强了各组分间的交流。 (2)由生物膜形成的各区室使细胞具有相对独立的空间，保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。 (3)细胞内广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，为多种化学反应的顺利进行提供了有利条件。 判断正误 (1)生物膜的成分相似，主要是油脂和蛋白质(　　) (2)分泌蛋白的运输过程体现了生物膜的流动性(　　) (3)溶酶体内的酶由高尔基体合成后被囊泡包被(　　) (4)细胞内的囊泡都是由高尔基体产生的(　　) (5)囊泡包裹的内含物都被分泌到细胞外(　　) (6)细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 提示　(1)生物膜的成分主要是磷脂和蛋白质。(3)溶酶体内的酶是蛋白质，由核糖体合成。 (4)细胞内的囊泡可以来自内质网、高尔基体、细胞膜。(5)囊泡包裹的内含物有的被分泌到细胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解。(6)细胞内不同生物膜的组成成分和结构基本相同，但不完全相同，如细胞膜外侧有糖蛋白，而其他膜结构一般没有。 任务：分析生物膜系统在结构和功能上的联系 1．如图表示内质网膜与细胞膜、核膜、高尔基体膜的联系，据图回答下列问题： (1)用箭头表示出细胞膜、内质网膜、核膜三种生物膜在结构上的直接联系。 提示　细胞膜↔内质网膜↔核膜。 (2)内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上是如何间接联系的？ 提示　通过囊泡相互转化联系。 2．阅读教材P54的小资料，回答下列问题： (1)科学家采用的实验方法是什么？ 提示　放射性同位素示踪法。 (2)为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？ 提示　亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。 (3)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？ 提示　核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。 (4)分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由什么提供？ 提示　需要能量；能量主要由线粒体提供。 (5)如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是什么？ 提示　A内质网；B细胞膜；C高尔基体。 (2025·宁波高一阶段检测)如图是高等植物细胞生物膜系统的概念图，分析并回答以下问题： (1)并非所有细胞都有生物膜系统，此说法______(填“正确”或“错误”)。 (2)图中3是指________，具有双层膜结构的是____、____和____(用图中数字作答)。 (3)与分泌蛋白形成有关的膜结构包括3、______、6、7和________(用图中数字作答)，以及一种无膜结构细胞器——________。细胞中有四大类有机化合物，胆固醇属于________。 (4)图示膜结构并非存在于高等植物的各种结构完整的细胞中，如根尖分生区细胞没有__________(填细胞器)。 答案　(1)正确　(2)细胞膜　1　4　5　(3)5　8　核糖体　脂质　(4)叶绿体 解析　(1)真核生物具有生物膜系统，原核生物没有生物膜系统，故并非所有细胞都有生物膜系统。(2)由图可知：1是核膜，2是细胞器膜，3是细胞膜，4是叶绿体膜，5是线粒体膜，6是内质网膜，7是囊泡膜，8是高尔基体膜，其中具有双层膜结构的是1、4和5。(3)与分泌蛋白形成有关的膜结构包括3细胞膜、5线粒体膜、6内质网膜、7囊泡膜和8高尔基体膜，以及一种无膜结构细胞器——核糖体。(4)高等植物的根尖分生区细胞没有叶绿体。 课时对点练 [分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～13题，每题6分，共70分。 题组一　生物膜系统的组成和功能 1．(2025·丽水高一期末)真核细胞内存在着丰富的膜结构，将细胞内部划分成相对独立的区室。下列构成生物膜系统的是(　　) A．细胞膜、核糖体、中心体 B．细胞膜、核糖体、核膜 C．细胞膜、细胞器膜、核膜 D．细胞膜、中心体、核膜 答案　C 解析　生物膜系统是指细胞内的膜结构，包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜，C符合题意。 题点　生物膜系统的组成 2．下列有关生物膜的叙述，正确的是(　　) A．囊泡、类囊体的膜不属于生物膜 B．细胞膜和线粒体膜之间以囊泡方式进行转化 C．细胞膜和高尔基体膜之间以囊泡方式进行转化 D．内质网膜可与核膜、高尔基体膜、细胞膜直接相连 答案　C 解析　囊泡、类囊体的膜属于生物膜，A错误；线粒体膜不能转化为细胞膜，B错误；高尔基体出芽形成囊泡，囊泡膜可以与细胞膜发生融合，使分泌蛋白分泌到细胞外，C正确；内质网膜不与高尔基体膜直接相连，D错误。 题点　生物膜在结构上的联系 3．(2024·宁波高一期中)下列有关生物膜系统的叙述，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．任何生物都具有生物膜系统，否则不能进行正常的生命活动 C．生物膜的组成成分和结构完全一样，在结构和功能上紧密联系 D．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达 答案　D 解析　细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统，不包括细胞外的膜，如小肠黏膜，A错误；原核生物只有细胞膜，没有核膜和细胞器膜，因此其没有生物膜系统，但它们也能进行正常的生命活动，B错误；生物膜的功能不同，组成成分也不完全一样，C错误；固醇属于脂质，而内质网是脂质的合成车间，D正确。 题点　生物膜系统的组成和功能的综合考查 题组二　分泌蛋白的合成与分泌 4．下列蛋白质在合成、加工路径上不同于其他选项的是(　　) A．细胞溶胶中的呼吸酶 B．溶酶体中的水解酶 C．细胞膜上的膜蛋白 D．分泌至细胞外的消化酶 答案　A 解析　细胞溶胶中的呼吸酶属于核糖体合成并加工后留在胞内的蛋白，而溶酶体内的水解酶、细胞膜上的膜蛋白、分泌至细胞外的消化酶都是由核糖体合成后，经内质网、高尔基体途径形成的，A符合题意。 题点　是否属于分泌蛋白的判断 (2025·温州高一期中)阅读下列材料，完成第5、6小题。 乳铁蛋白广泛存在于各种分泌液中，可以响应各种生理和环境的变化，对多种细菌、真菌等病原体表现出强大的抑制活性，还具有抗炎和抗癌活性。如图为乳铁蛋白的合成、加工、分泌示意图，甲～戊表示细胞结构。 5．上述生命活动的过程中，乙、丙、丁膜面积短时间内变化分别是(　　) A．减小，基本不变，增大 B．增大，基本不变，减小 C．基本不变，减小，增大 D．减小，增大，基本不变 答案　A 解析　分析题图可知，甲表示核糖体，乙表示内质网，丙表示高尔基体，丁表示细胞膜，戊表示线粒体。分泌蛋白合成、分泌过程中，乙(内质网)的膜面积减少，丙(高尔基体)的膜面积基本不变，丁(细胞膜)的膜面积增大，A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 6．下列相关叙述错误的是(　　) A．戊可为甲中的脱水缩合提供能量 B．乙与丙在结构上能直接相连 C．乙的产物可能没有生物活性 D．上述过程需要细胞骨架和信号分子的参与 答案　B 解析　戊(线粒体)可以为甲(核糖体)中的脱水缩合提供能量，A正确；乙为内质网，丙为高尔基体，它们在结构上不直接相连，而是通过囊泡连接，B错误；乙(内质网)的产物可能没有生物活性，需要经过高尔基体的再次加工，才具有生物活性，C正确；分泌蛋白的分泌过程需要多种信号分子和细胞骨架的参与，D正确。 题点　分泌蛋白的合成、加工和运输 7．许多生物大分子在合成或加工后，不能直接穿过生物膜，而是被包裹在囊泡里被运至特定部位。一般来说，囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合。下列叙述错误的是(　　) A．囊泡运输具有高度的方向性和精确性 B．囊泡运输的物质可参与细胞内的物质降解 C．沿微管移动是囊泡定向运输的关键 D．囊泡与细胞器膜的结合体现了生物膜的流动性 答案　C 解析　囊泡运输具有高度的方向性和精确性，囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键，A正确，C错误；囊泡包裹的内含物可能为水解酶，能参与细胞内大分子的降解，B正确。 题点　分泌蛋白合成运输分泌过程综合分析 8.(2025·嘉兴高一期中)科学家曾用豚鼠的胰腺腺泡细胞研究分泌蛋白的合成和分泌过程，该过程需要多种细胞结构协调配合。如图为该细胞部分结构示意图，其中②③为有膜细胞器。下列相关叙述错误的是(　　) A．与该过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞骨架 B．该实验利用放射性同位素示踪法，可发现带有放射性标记的物质先出现在③处 C．图中分泌蛋白排出细胞的方式体现了细胞膜的结构特点 D．②的膜结构与①③通过囊泡相互转化，从而实现膜成分的更新 答案　A 解析　分泌蛋白的合成和分泌过程确实需要细胞骨架，但细胞骨架不是细胞器，A错误。 题点　分泌蛋白合成运输分泌过程综合分析 9．如图为溶酶体吞噬和“消化”衰老细胞器的示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．图示过程体现了生物膜之间的相互联系 B．在消化衰老的细胞器时，溶酶体膜与线粒体外膜直接融合 C．植物细胞中的液泡具备与图示溶酶体相似的功能 D．图示过程有利于维持细胞内部环境的相对稳定 答案　B 解析　据题图可知，衰老的线粒体被膜包裹形成小泡，小泡膜与溶酶体膜直接融合，B错误。 题点　细胞内各结构的分工合作综合 10．(2025·湖州高一阶段检测)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，下列有关叙述错误的是(　　) A．溶酶体来自高尔基体 B．附着型核糖体合成的多肽先运输到高尔基体加工 C．高尔基体加工的蛋白质会被运至胞内、胞外及细胞膜上 D．若无其他细胞器的参与，图示过程一般不能正常进行 答案　B 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，溶酶体是由高尔基体断裂后形成的，A正确；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(由于核糖体没有膜结构，故这一过程没有囊泡运输)，内质网将该蛋白通过囊泡运输到高尔基体进行深加工，B错误；据图可知，高尔基体加工的蛋白质会被运至胞内(溶酶体蛋白)、胞外(分泌蛋白)及细胞膜上(膜蛋白)，C正确；图示过程需要线粒体供能，D正确。 题点　分泌蛋白合成运输分泌过程综合分析 11．(2025·金华高一期中)如图为细胞中某分泌蛋白加工和运输的部分过程示意图，下列有关说法错误的是(　　) A．血红蛋白的加工和运输过程需经过图示过程 B．图示过程体现了生物膜之间可以相互转化 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，高尔基体膜成分的更新速度越快 答案　A 解析　血红蛋白是胞内蛋白质，由游离的核糖体合成，不需要经过内质网和高尔基体的加工，A错误；分析题图可知，该过程存在膜结构的转化，体现了生物膜之间可以相互转化，B正确；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，说明二者在化学成分上具有相似性，C正确；高尔基体与分泌蛋白的加工相关，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。 题点　细胞是一个统一的整体 12．(2025·衢州高一期中)细菌中某些蛋白质分子能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽，并将这些多肽转运到相应部位，从而帮助多肽的折叠和装配，这些蛋白质分子本身不参与最终产物的形成，被称为分子伴侣。下列有关分子伴侣的叙述，正确的是(　　) A．分子伴侣变性后，其氨基酸序列发生改变 B．一条肽链完整地合成后，才能被分子伴侣识别 C．细菌中多肽的折叠或装配的场所是内质网和高尔基体 D．分子伴侣和其他蛋白质都是在细菌的核糖体中合成的 答案　D 解析　分子伴侣变性是指空间结构改变，其氨基酸序列不会发生改变，A错误；根据题意可知，分子伴侣能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽，B错误；细菌是原核生物，只有核糖体，没有内质网和高尔基体，C错误；分子伴侣本身就是蛋白质，所以和其他蛋白质一样都是在核糖体上合成的，D正确。 题点　分泌蛋白合成运输分泌过程综合分析 13．(2025·台州高一期中)野生型水稻籽粒糊粉层细胞内，高尔基体出芽的囊泡在其膜上G蛋白作用下定位至液泡膜并融合，从而将谷蛋白靶向运输至细胞液中。某突变体因G蛋白异常，囊泡发生错误运输后与细胞膜融合。正常细胞中谷蛋白运输过程如图。下列关于水稻细胞中谷蛋白运输的叙述，正确的是(　　) A．谷蛋白运输过程中，高尔基体膜面积减小 B．囊泡的定向运输依赖信号分子和细胞骨架 C．囊泡①②中蛋白质的空间结构完全相同 D．突变体中谷蛋白被运输至细胞膜上 答案　B 解析　谷蛋白运输过程中，高尔基体膜面积先增加后减小，即高尔基体膜面积基本不变，A错误；由“高尔基体出芽的囊泡在其膜上G蛋白作用下定位至液泡膜并融合”可知，需要信号分子，而细胞骨架和囊泡的运输有关，B正确；囊泡①由内质网出芽，囊泡②由高尔基体出芽，囊泡运输的物质有差别，其中的蛋白质空间结构不完全相同，C错误；囊泡发生错误运输后和细胞膜融合，应该是把谷蛋白运输到细胞外，D错误。 题点　有关的细胞器及相应功能异常分析 14．(18分)接种疫苗是当前预防病毒感染的有效途径。如图甲为某人接种疫苗后体内某细胞分泌病毒抗体(免疫球蛋白)的过程，图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。回答下列问题： (1)图甲细胞中与抗体的加工和分泌有关的具膜结构的细胞器有________(填序号)，在抗体的合成和分泌过程中，膜面积会变小的细胞结构是图甲中的________(填序号)。 (2)科学家采用______________的方法研究图甲所示细胞的抗体合成和分泌路径。在该细胞的培养液中应放入带标记的________，该物质被细胞吸收作为合成抗体的原料。 (3)图甲细胞中抗体合成的控制中心是[　　]____________，其________(填“属于”或“不属于”)生物膜系统。 (4)据图乙分析，高尔基体形成的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位，其原因是囊泡膜上的________具有特异性识别能力。囊泡与细胞膜的融合依赖生物膜的______。 答案　(1)③⑤⑦　③　(2)放射性同位素示踪　氨基酸　(3)④　细胞核　属于　(4)蛋白质A　流动性 解析　(1)与抗体的加工和分泌有关的具有膜结构的细胞器有③(内质网)、⑤(线粒体)、⑦(高尔基体)，该过程中膜面积会变小的细胞结构是图甲中的内质网，即图中的③。(2)采用放射性同位素3H标记的氨基酸研究抗体合成和分泌路径。在该细胞的培养液中应放入带标记的氨基酸作为原料。(3)图甲细胞中抗体合成的控制中心是细胞核，即图中的④，细胞核具有膜结构，因而属于生物膜系统。 题点　分泌蛋白合成运输分泌过程综合分析 15．(12分)研究发现，细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白返回到正常驻留部位。驻留在内质网的可溶性蛋白(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的氨基酸序列，称为KDEL序列，如果该蛋白被意外包装进入COPⅡ膜泡，就会从内质网逃逸到高尔基体。高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体会识别并结合KDEL序列，形成COPⅠ膜泡将他们回收到内质网。据图回答下列问题： (1)图中的内质网等细胞器膜、细胞膜和________共同构成生物膜系统。 (2)图中的细胞器并非漂浮于细胞质中，而是存在于支持它们的网架结构上，该结构被称为__________，具有维持细胞特定形态和细胞内部结构的有序性等功能。 (3)据图分析，该过程能识别与结合KDEL信号序列的受体可存在于COPⅠ、COPⅡ和________________________________________________________________________上。 (4)据图分析，附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有______________、________、分泌蛋白和内质网驻留蛋白。 (5)膜蛋白中的某些氨基酸能够被一定波长的光激发而发出荧光，当胆固醇与这些氨基酸结合，会使荧光强度降低。为研究膜蛋白与胆固醇的结合位点是位于肽段1还是肽段2，设计实验检测不同肽段的荧光强度变化，结果如图。据图分析，膜蛋白与胆固醇的结合位点是位于________。 答案　(1)核膜　(2)细胞骨架　(3)高尔基体的顺面膜囊(高尔基体)　(4)溶酶体蛋白　膜蛋白　(5)肽段1 解析　(1)生物膜系统包含细胞膜、细胞器膜和核膜。(2)细胞骨架是可以支持细胞器的网架结构，可以维持细胞特定形态和细胞内部结构的有序性。(3)据图分析可知，能识别与结合KDEL信号序列的受体蛋白在高尔基体顺面膜囊、COPⅡ、COPⅠ上。(4)据图可知，附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白和内质网驻留蛋白。(5)据图分析，肽段1在350 nm波长光下激发出荧光，加入胆固醇后，荧光强度迅速降低，说明肽段1能和胆固醇结合，而肽段2在加入胆固醇后荧光强度基本没发生变化，说明没有和胆固醇结合，因此膜蛋白与胆固醇的结合位点位于肽段1中。 题点　细胞内各结构的分工合作综合 学科网（北京）股份有限公司 $