3.2细胞器之间的分工合作（第2课时）（导学案）生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦细胞器之间的分工合作，涵盖用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动、分泌蛋白合成运输及生物膜系统等核心知识点。通过课前预习填空衔接显微镜操作等旧知与功能协调新知，构建递进式学习支架。 资料以实验探究讨论为特色，结合同位素标记法等科学方法培养科学思维，分筑基、拓能、冲刺层次的检测题落实探究实践，联系生物膜在医学中的应用渗透态度责任，助力学生自主学习与实验能力提升，便于教师评估教学效果。

3.2细胞器之间的分工合作（导学案） (1)简述用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动的实验原理、步骤和结论。 (2)以分泌蛋白的合成和运输为例，说明细胞器之间在结构和功能上的协调配合。 (3)概述生物膜系统的组成、联系及重要功能，认同细胞是一个统一的整体。 (4)能运用同位素标记法等科学方法分析相关生物学问题。 【学习重点】 (1)用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动的实验原理和操作步骤。 (2)分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程及各细胞器的分工协作。 (3)生物膜系统的概念及其在结构和功能上的联系。 【学习难点】 (1)理解细胞器之间在功能上的协调配合（分泌蛋白的合成路径）。 (2)生物膜系统在结构和功能上的联系（直接联系与间接联系）。 请阅读教材P40-44，完成以下填空。 1.用高倍显微镜观察叶绿体时，藓类叶片的叶肉细胞中叶绿体呈绿色，形态为椭球形。 2.观察细胞质的流动时，常以叶绿体的运动作为标志。 3.分泌蛋白的合成和运输过程：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。 4.生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成。 5.同位素标记法是一种利用放射性或稳定性同位素作为示踪剂，来追踪、研究物质在生物过程中运行和变化规律的科学方法。 6.分泌蛋白的合成过程中，内质网对多肽链进行折叠和组装，高尔基体对蛋白质进行加工、分类和包装。 7.在分泌蛋白的合成和分泌过程中，膜面积基本不变的细胞器是高尔基体。 8.生物膜系统为多种酶提供了大量的附着位点，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 一、实验探究→一、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 阅读课本p50，完成以下任务。 【讨论】1.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的实验原理及实验目的分别为？ (1)实验原理:叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。 (2)实验目的:使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。 【讨论】2.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的主要实验步骤包括？ 实验步骤: 1．用镊子取一片藓类的小叶（或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）放入盛有清水的培养皿中。 2．往载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶放入水滴中，盖上盖玻片。注意：临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水状态。 3．先用低倍镜找到需要观察的叶绿体，再换用高倍镜观察。仔细观察叶绿体的形态和分布情况。 【讨论】3.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的实验结论为？ 实验结论：叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或球形。 【讨论】4.用高倍显微镜观察细胞质的流动的实验原理及实验目的分别为？ (1)实验原理:活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 (2)实验目的:观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。 【讨论】5.用高倍显微镜观察细胞质的流动的主要实验步骤包括？ 实验步骤: 1．供观察用的黑藻，事先应放在光照、室温条件下培养。 2．将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶，将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。 3．先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。 【讨论】6.用高倍显微镜观察细胞质的流动的实验结论为？ 实验结论：活细胞中的细胞质处于不断流动(环形流动)的状态，且流动方向是不定的。 二、实验探究→二、细胞器之间的协调配合 阅读课本p51，完成以下任务。 【讨论】1.同位素标记法的概念及其类型包括？ (1)概念：也称同位素示踪法，是一种利用放射性或稳定性同位素作为示踪剂，来追踪、研究物质在生物过程中运行和变化规律的科学方法。 (2)类型： 【讨论】2.分泌蛋白的概念及其实例分别为？ (1)分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如：消化酶、抗体和一部分激素。 (2)实例：豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程 【讨论】3.请简要描述分泌蛋白的合成过程及其涉及的细胞器 【讨论】4.分泌蛋白的合成过程是否需要消耗能量？请说明理由 需要线粒体提供能量。如果没有持续的能量供应，分泌蛋白将无法正确折叠、无法定向输送，甚至无法完成跨膜转运，最终滞留在细胞质中无法分泌。 三、实验探究→三、细胞的生物膜系统 阅读课本p52，完成以下任务。 【讨论】1.生物膜系统的概念及其组成成分分别为？ (1)生物膜系统的概念:细胞中所有细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统。 (2)生物膜的组成成分: 【讨论】2.生物膜系统的功能为？ (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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。（细胞膜的三大功能） (2)许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。（提供酶的附着位点） (3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样就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。（细胞内部区室化） 【筑基·必备知识通关】 1．下列研究与运用的科学方法对应错误的是（） 选项 研究 科学方法 A 流动镶嵌模型的探索过程 提出假说 B 分泌蛋白的合成和运输 同位素标记法 C 分离细胞中的细胞器 差速离心法 D 细胞学说的建立 完全归纳法 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、流动镶嵌模型的探索过程中，科学家先根据实验现象提出膜结构的相关假说，再通过后续实验不断验证、完善假说，运用了提出假说的方法，A正确； B、研究分泌蛋白的合成和运输时，用3H标记的亮氨酸追踪分泌蛋白的合成、加工、运输路径，运用了同位素标记法，B正确； C、分离细胞中的细胞器时，通过逐渐提高离心速率分离不同质量大小的细胞器，运用了差速离心法，C正确； D、细胞学说建立过程中，施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞结构，就归纳出“所有动植物都是由细胞构成的”结论，属于不完全归纳法，并未对所有生物细胞进行研究，未使用完全归纳法，D错误。 2．唾液腺细胞合成唾液淀粉酶时，先合成的信号肽与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂停；待SRP与内质网上的SRP受体结合后，核糖体附着在内质网上，多肽链被送入内质网腔继续合成，最终完成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（） A．SRP与内质网上SRP受体结合体现了细胞间的信息交流 B．SRP受体缺陷的细胞也可以合成部分多肽链 C．可用放射性同位素15N或3H标记亮氨酸来研究唾液淀粉酶的分泌途径 D．唾液淀粉酶的合成、运输、分泌等过程都能体现生物膜的流动性 【答案】B 【详解】A、SRP与内质网上SRP受体结合属于细胞内部的信息交流，没有体现细胞间的信息交流，A错误； B、SRP受体缺陷时，SRP无法引导核糖体附着内质网，但细胞质中游离核糖体仍可合成未带信号肽的胞内蛋白或部分分泌蛋白肽链，B正确； C、研究分泌蛋白的分泌途径需使用放射性同位素标记法，15N是稳定性同位素，不具有放射性，无法通过放射性追踪路径，研究分泌蛋白通常用3H标记的亮氨酸，C错误； D、唾液淀粉酶是分泌蛋白，其合成场所为无膜结构的核糖体，合成过程不能体现生物膜的流动性，仅囊泡运输、胞吐分泌的过程可体现生物膜流动性，D错误。 3．下列有关细胞结构与功能、细胞骨架、分泌蛋白合成的叙述，错误的是（） A．核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白 B．硝化细菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 C．参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统 D．细胞骨架与物质运输、能量转化等密切相关 【答案】C 【详解】A、分泌蛋白由附着型核糖体合成肽链后，需要依次经过内质网、高尔基体的加工，才能形成具有特定空间结构和功能的成熟分泌蛋白，A正确； B、硝化细菌是原核生物，没有线粒体，但细胞内存在有氧呼吸相关的酶，因此可以进行有氧呼吸，B正确； C、生物膜系统是由细胞膜、核膜以及所有细胞器膜共同构成的膜系统，参与分泌蛋白合成与加工的有膜细胞器仅为内质网、高尔基体、线粒体，其膜结构只是生物膜系统的一部分，无法共同构成生物膜系统，C错误； D、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，D正确。 4．在“观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，某同学用显微镜观察黑藻叶片细胞，视野中观察到某叶绿体位于细胞的左上方，并沿着细胞壁逆时针向下移动。下列叙述正确的是（） A．该叶绿体在细胞内实际位置位于右下方，实际运动方向是顺时针向上移动 B．若想将该叶绿体移至视野中央仔细观察，应将载玻片向右下方移动 C．若由低倍镜转换为高倍镜后视野变暗，应调节细准焦螺旋提升视野亮度 D．黑藻叶片细胞质的流动为细胞内物质运输和结构移动创造了条件 【答案】D 【详解】A、显微镜成上下、左右均颠倒的倒像，相当于将实物旋转180°所得，细胞质实际流动方向与视野中观察到的流动方向一致，仍为逆时针，A错误； B、物像移动方向和载玻片移动方向相反，视野中叶绿体位于左上方，需将载玻片向左上方移动才能将其移至视野中央，B错误； C、细准焦螺旋的作用是调节物像清晰度，升高视野亮度应调节反光镜或光圈，C错误； D、细胞质流动可带动细胞内的细胞器、营养物质等移动，为细胞内物质运输和结构移动创造了条件，D正确。 5．下列关于细胞结构的叙述，错误的是（） A．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 B．生物膜可把各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序的进行 C．细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等密切相关 D．内质网向内与核膜相连，向外与细胞膜直接联系，体现了生物膜在结构上的紧密联系 【答案】A 【详解】A、生物膜是细胞内所有膜结构（包括细胞膜、细胞器膜、核膜）的统称，生物体内的肠系膜、口腔黏膜等宏观膜结构不属于生物膜，A错误； B、生物膜可把各种细胞器分隔开，使细胞内多种化学反应能同时进行且互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序的进行，B正确； C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C正确； D、内质网是细胞内膜面积最大的细胞器，向内与核膜相连，向外与细胞膜直接联系，体现了生物膜在结构上的紧密联系，D正确。 【拓能·关键能力进阶】 6．科研人员利用最新技术实时追踪了分泌蛋白在细胞内的运输路径，发现生物膜系统在此过程中发挥着关键作用。下列相关叙述正确的是（） A．参与分泌蛋白合成与运输的核糖体、内质网和高尔基体均属于生物膜系统 B．内质网、高尔基体和细胞膜之间可通过囊泡相互转化，这依赖于生物膜的流动性 C．分泌蛋白首先在粗面内质网上的核糖体中合成，再通过囊泡运输到高尔基体中加工 D．生物膜系统将细胞分隔成多个区室，有利于同时进行多种化学反应，但会阻碍物质运输 【答案】B 【详解】A、生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜等膜结构共同构成，核糖体是无膜结构的细胞器，不属于生物膜系统，A错误； B、分泌蛋白运输过程中，内质网膜可通过囊泡转化为高尔基体膜、高尔基体膜可通过囊泡转化为细胞膜，B正确； C、分泌蛋白首先在游离的核糖体上合成，合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，C错误； D、生物膜系统将细胞分隔成多个区室，使多种化学反应可同时进行且互不干扰，同时生物膜可控制物质有序运输，并不会阻碍物质运输，D错误。 7．细胞内囊泡释放的过程如图所示，囊泡上的V-SNARE蛋白与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成SNARE复合体，将囊泡拉近靶膜，使其与靶膜融合，随后将物质释放至相应位点。下列叙述正确的是（） A．囊泡膜不参与构成生物膜系统 B．图中的靶膜只能是质膜而不能是细胞器膜 C．分泌蛋白运输的过程需要细胞骨架的协助 D．图中T-SNARE与V-SNARE的结合是一个放能过程 【答案】C 【详解】A、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜、核膜以及细胞内的囊泡膜等结构共同构成，囊泡膜属于生物膜系统的组分，A错误； B、靶膜既可以是质膜，也可以是细胞器膜，例如内质网形成的囊泡可与高尔基体膜融合，此时高尔基体膜即为靶膜，B错误； C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，可参与细胞内物质运输、囊泡移动等生命活动，分泌蛋白运输过程中囊泡的移动需要细胞骨架的协助，C正确； D、由图可知，结合过程中GTP水解为GDP并释放能量，说明T-SNARE与V-SNARE的结合是需要消耗能量的吸能过程，并非放能过程，D错误。 8．下列关于分泌蛋白合成和加工过程的叙述，正确的是（） A．分泌蛋白的合成起始于附着在内质网上的核糖体 B．内质网膜与来自核糖体的囊泡融合，体现了生物膜具有流动性 C．源于内质网的囊泡所包裹的蛋白质具有生物学活性 D．高尔基体分泌的囊泡可沿着细胞骨架运输至细胞膜 【答案】D 【详解】A、分泌蛋白的合成起始于游离核糖体，先合成一段信号肽后才转移到附着在内质网上的核糖体继续合成，A错误； B、核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，内质网直接接收核糖体合成的肽链，不存在与核糖体来源的囊泡融合的过程，B错误； C、源于内质网的囊泡包裹的是仅经过初步加工的蛋白质，还需要经高尔基体进一步修饰加工后才具有生物学活性，C错误； D、细胞骨架具有参与细胞内物质运输的功能，高尔基体分泌的囊泡可沿着细胞骨架运输至细胞膜，D正确。 9．分离某动物细胞的3种细胞器，并测定其中3种有机物的含量，结果如下图所示。下列叙述正确的是（） A．细胞器甲可能是线粒体或者叶绿体 B．细胞器乙一定与分泌蛋白的加工有关 C．细胞器丙与细胞增殖的正常进行无关 D．发菜细胞与此细胞共有的细胞器是丙 【答案】D 【详解】A、甲含蛋白质、脂质（说明有膜结构）、少量核酸，为线粒体或叶绿体，由于是动物细胞，不含叶绿体，因此甲只能是线粒体，A错误； B、乙含蛋白质和脂质、无核酸，为单层膜细胞器（内质网、高尔基体、溶酶体等），如果细胞器乙是溶酶体，溶酶体不参与分泌蛋白的加工，B错误； C、丙无脂质（无膜结构）、含蛋白质和核酸，为核糖体，细胞增殖的间期需要核糖体合成相关蛋白质，因此其与细胞增殖的正常进行有关，C错误； D、发菜是原核生物，原核生物仅含有核糖体一种细胞器，因此发菜与该动物细胞共有的细胞器是丙（核糖体），D正确。 10．生物兴趣小组从生物组织中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。 下列说法错误的是（） A．缓冲液的作用是维持线粒体内外渗透压稳定 B．匀浆的目的是释放线粒体 C．差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D．线粒体含有两层磷脂分子 【答案】D 【详解】A、缓冲液的作用是维持线粒体内外渗透压稳定，保持线粒体的正常结构和功能，A正确； B、匀浆是通过机械等手段破坏细胞的结构，使细胞破裂，从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来，所以匀浆的目的是释放线粒体，B正确； C、差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法，C正确； D、线粒体为双层膜细胞器，含有4层磷脂分子，D错误。 【冲刺·核心素养拓展】 11．科学家将小鼠的骨髓瘤细胞与免疫小鼠的淋巴细胞融合制备了一种杂交瘤细胞，该杂交瘤细胞能分泌抗体（一种免疫球蛋白）。电镜观察发现，与亲本细胞相比，杂交瘤细胞的粗面内质网膜面积扩张明显、高尔基体的分泌小泡增多、线粒体增大且数量增加。下列叙述错误的是（） A．粗面内质网膜面积的扩张可能与大量抗体的加工和暂存有关 B．高尔基体的分泌小泡增多体现了其对抗体合成、分类和包装的作用 C．线粒体的变化可为杂交瘤细胞产生抗体提供更多能量 D．可利用差速离心法分离杂交瘤细胞中的各种细胞器 【答案】B 【详解】A、粗面内质网是蛋白质合成和初步加工的场所，抗体作为分泌蛋白需在此加工。膜面积扩张说明其加工和暂存抗体能力增强，A正确； B、抗体的化学本质是蛋白质，高尔基体对抗体进行修饰、分类和包装，形成分泌小泡进行运输，但不直接参与抗体的合成，B错误； C、线粒体是细胞的“动力工厂”，其数量增多、体积增大可提供更多能量支持抗体合成等耗能过程，C正确； D、差速离心法利用不同离心速度分离细胞器，是研究细胞器功能的常用方法，D正确。 故选B。 12．M蛋白是一种跨膜糖蛋白，M基因突变会使该蛋白在内质网内异常折叠。异常M蛋白和受体T结合后难以分离而造成运输受阻，无法被运至溶酶体中降解，最终导致肾小管上皮细胞死亡引起肾病，机理如图。下列叙述错误的是（） A．肾小管上皮细胞内的囊泡可由内质网、高尔基体和细胞膜等多种膜结构形成 B．正常M蛋白在核糖体上合成，经过内质网和高尔基体的加工后运到细胞膜上 C．患者中异常折叠的M蛋白运输过程受阻，主要堆积在内质网与高尔基体之间 D．溶酶体能降解异常蛋白质，因此增强患者溶酶体的降解功能可治疗这种肾病 【答案】D 【详解】A、囊泡可由内质网、高尔基体出芽形成，也可由细胞膜内吞形成，这些都属于生物膜系统的膜结构，A正确； B、M蛋白是跨膜糖蛋白，在核糖体上合成后，需经内质网（折叠、糖基化）和高尔基体（进一步加工）的修饰，最终运至细胞膜上，B正确； C、由题干和图可知，异常M蛋白与受体T结合后运输受阻，无法被运至溶酶体，主要堆积在高尔基体与内质网之间的囊泡中，C正确； D、该病的直接原因是异常M蛋白与受体T结合后难以分离，导致运输受阻，无法被运至溶酶体。因此，即使增强溶酶体的降解功能，也无法有效清除这些异常M蛋白，不能从根本上治疗这种肾病，D错误。 故选D。 13．阿尔茨海默病、帕金森病等疾病与某些蛋白质在神经细胞中的异常聚集密切相关。蛋白质分泌的两种可能路径如图所示，不正常分泌的蛋白质会积聚在特定的部位，据图分析，不正常分泌的原因最可能是（） A．核糖体合成的蛋白质不能进入内质网腔中加工 B．内质网加工蛋白质后不能鼓出囊泡 C．高尔基体加工修饰蛋白质的功能发生障碍 D．囊泡向细胞膜运输的过程出现障碍 【答案】A 【详解】A、不正常分泌的蛋白质聚集在内质网周围，未进入内质网腔中加工，故推测不正常分泌的原因最可能是核糖体合成的蛋白质不能进入内质网腔中加工，A正确； B、图中显示内质网加工蛋白质后能够鼓出囊泡，将蛋白质运输到高尔基体，所以不是内质网加工蛋白质后不能鼓出囊泡导致不正常分泌，B错误； C、图中表明蛋白质能够运输到高尔基体，这意味着高尔基体能够对蛋白质进行加工修饰，即高尔基体加工修饰蛋白质的功能正常，不是不正常分泌的原因，C错误； D、如果囊泡向细胞膜运输过程出现障碍，蛋白质会积聚在囊泡或细胞膜附近，与图中积聚在内质网周围的情况不符，D错误。 故选A。 14．用35S（放射性硫元素）标记一定量的氨基酸，用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网和高尔基体上放射性强度的变化（图1），以及在此过程中，高尔基体膜、内质网膜和细胞膜面积的变化（图2）。下列分析错误的是（） A．图1中b、c属于生物膜 B．图1中b、c分别对应图2中膜结构的d、f C．乳腺细胞分泌蛋白质的过程体现了膜的选择透过性 D．图2的e代表细胞膜，具有控制物质进出等功能 【答案】C 【详解】A、图1中b为内质网，c为高尔基体，二者都具有膜结构，属于生物膜系统，A正确； B、蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行加工，内质网再以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此知d为内质网膜，囊泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，被进一步加工的蛋白质再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜，囊泡与细胞膜融合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的e细胞膜，因此b对应d，c对应f，B正确； C、乳腺细胞分泌蛋白质的方式是胞吐，该过程依赖膜的流动性（膜的融合、囊泡运输），而非膜的选择透过性（选择透过性是小分子跨膜运输的特性），C错误； D、图2中e的膜面积随运输过程增加，代表细胞膜，细胞膜具有控制物质进出细胞等功能，D正确。 故选C。 15．科学家在研究胰腺腺泡细胞合成并分泌消化酶的过程中，使用药物X处理细胞，发现未折叠蛋白质在内质网中异常堆积，且高尔基体中几乎检测不到新合成的蛋白质。据此推测，药物X最可能的作用是（） A．抑制核糖体与内质网的结合，阻止肽链的合成 B．抑制内质网形成囊泡，使所有蛋白质无法转运 C．破坏高尔基体的膜结构，使其失去加工和分泌功能 D．干扰内质网内的蛋白质折叠功能，导致蛋白质无法正确加工和转运 【答案】D 【详解】A、若抑制核糖体与内质网的结合，内质网中不会有大量蛋白质堆积，A错误； BD、由题意可知，未折叠蛋白质堆积，说明是内质网折叠功能受到干扰，导致蛋白质无法正确加工和转运，而不是其不能形成囊泡，B错误，D正确； C、破坏高尔基体的膜结构，使其失去加工和分泌功能，则内质网功能正常，蛋白质应该在高尔基体中堆积，C错误。 故选D。 分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化 膜面积变化规律： 在分泌蛋白的合成和分泌过程中，内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积会发生动态变化。 内质网：由于不断形成囊泡，膜面积 减小（减小）。 高尔基体：接收内质网囊泡（膜面积增加），又形成囊泡运出（膜面积减少），总体 基本不变（基本不变）。 细胞膜：接受高尔基体囊泡，膜面积 增大（增大）。 关键点：分泌蛋白通过囊泡运输，整个过程穿过 0 层生物膜（0层），因为囊泡融合与膜融合，没有穿过膜。 与社会的联系：人工合成的膜材料（如血液透析膜）可用于治疗肾功能障碍，体现了生物膜在医学上的应用价值。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2细胞器之间的分工合作（导学案） (1)简述用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动的实验原理、步骤和结论。 (2)以分泌蛋白的合成和运输为例，说明细胞器之间在结构和功能上的协调配合。 (3)概述生物膜系统的组成、联系及重要功能，认同细胞是一个统一的整体。 (4)能运用同位素标记法等科学方法分析相关生物学问题。 【学习重点】 (1)用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动的实验原理和操作步骤。 (2)分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程及各细胞器的分工协作。 (3)生物膜系统的概念及其在结构和功能上的联系。 【学习难点】 (1)理解细胞器之间在功能上的协调配合（分泌蛋白的合成路径）。 (2)生物膜系统在结构和功能上的联系（直接联系与间接联系）。 请阅读教材P50-52，完成以下填空。 (1) 用高倍显微镜观察叶绿体时，藓类叶片的叶肉细胞中叶绿体呈 ，形态为 形。 (2) 观察细胞质的流动时，常以 的运动作为标志。 (3) 分泌蛋白的合成和运输过程：核糖体 → → 囊泡 → → 囊泡 → 细胞膜。 (4) 生物膜系统由 、 和 等共同构成。 (5) 同位素标记法是一种利用放射性或稳定性同位素作为 ，来追踪、研究物质在生物过程中运行和变化规律的科学方法。 (6) 分泌蛋白的合成过程中，内质网对多肽链进行 和 ，高尔基体对蛋白质进行 、 和 。 (7) 在分泌蛋白的合成和分泌过程中，膜面积基本不变的细胞器是 。 (8) 生物膜系统为多种 提供了大量的附着位点，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 一、实验探究→一、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 阅读课本p50，完成以下任务。 【讨论】1.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的实验原理及实验目的分别为？ 【讨论】2.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的主要实验步骤包括？ 【讨论】3.用高倍显微镜观察叶绿体的流动的实验结论为？ 【讨论】4.用高倍显微镜观察细胞质的流动的实验原理及实验目的分别为？ 【讨论】5.用高倍显微镜观察细胞质的流动的主要实验步骤包括？ 【讨论】6.用高倍显微镜观察细胞质的流动的实验结论为？ 二、实验探究→二、细胞器之间的协调配合 阅读课本p51，完成以下任务。 【讨论】1.同位素标记法的概念及其类型包括？ 【讨论】2.分泌蛋白的概念及其实例分别为？ 【讨论】3.请简要描述分泌蛋白的合成过程及其涉及的细胞器 【讨论】4.分泌蛋白的合成过程是否需要消耗能量？请说明理由 三、实验探究→三、细胞的生物膜系统 阅读课本p52，完成以下任务。 【讨论】1.生物膜系统的概念及其组成成分分别为？ 【讨论】2.生物膜系统的功能为？ 【筑基·必备知识通关】 1．下列研究与运用的科学方法对应错误的是（     ） 选项 研究 科学方法 A 流动镶嵌模型的探索过程 提出假说 B 分泌蛋白的合成和运输 同位素标记法 C 分离细胞中的细胞器 差速离心法 D 细胞学说的建立 完全归纳法 A．A B．B C．C D．D 2．唾液腺细胞合成唾液淀粉酶时，先合成的信号肽与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂停；待SRP与内质网上的SRP受体结合后，核糖体附着在内质网上，多肽链被送入内质网腔继续合成，最终完成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（     ） A．SRP与内质网上SRP受体结合体现了细胞间的信息交流 B．SRP受体缺陷的细胞也可以合成部分多肽链 C．可用放射性同位素15N或3H标记亮氨酸来研究唾液淀粉酶的分泌途径 D．唾液淀粉酶的合成、运输、分泌等过程都能体现生物膜的流动性 3．下列有关细胞结构与功能、细胞骨架、分泌蛋白合成的叙述，错误的是（     ） A．核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白 B．硝化细菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 C．参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统 D．细胞骨架与物质运输、能量转化等密切相关 4．在“观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，某同学用显微镜观察黑藻叶片细胞，视野中观察到某叶绿体位于细胞的左上方，并沿着细胞壁逆时针向下移动。下列叙述正确的是（     ） A．该叶绿体在细胞内实际位置位于右下方，实际运动方向是顺时针向上移动 B．若想将该叶绿体移至视野中央仔细观察，应将载玻片向右下方移动 C．若由低倍镜转换为高倍镜后视野变暗，应调节细准焦螺旋提升视野亮度 D．黑藻叶片细胞质的流动为细胞内物质运输和结构移动创造了条件 5．下列关于细胞结构的叙述，错误的是（     ） A．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 B．生物膜可把各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序的进行 C．细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等密切相关 D．内质网向内与核膜相连，向外与细胞膜直接联系，体现了生物膜在结构上的紧密联系 【拓能·关键能力进阶】 6．科研人员利用最新技术实时追踪了分泌蛋白在细胞内的运输路径，发现生物膜系统在此过程中发挥着关键作用。下列相关叙述正确的是（    ） A．参与分泌蛋白合成与运输的核糖体、内质网和高尔基体均属于生物膜系统 B．内质网、高尔基体和细胞膜之间可通过囊泡相互转化，这依赖于生物膜的流动性 C．分泌蛋白首先在粗面内质网上的核糖体中合成，再通过囊泡运输到高尔基体中加工 D．生物膜系统将细胞分隔成多个区室，有利于同时进行多种化学反应，但会阻碍物质运输 7．细胞内囊泡释放的过程如图所示，囊泡上的V-SNARE蛋白与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成SNARE复合体，将囊泡拉近靶膜，使其与靶膜融合，随后将物质释放至相应位点。下列叙述正确的是（     ） A．囊泡膜不参与构成生物膜系统 B．图中的靶膜只能是质膜而不能是细胞器膜 C．分泌蛋白运输的过程需要细胞骨架的协助 D．图中T-SNARE与V-SNARE的结合是一个放能过程 8．下列关于分泌蛋白合成和加工过程的叙述，正确的是（     ） A．分泌蛋白的合成起始于附着在内质网上的核糖体 B．内质网膜与来自核糖体的囊泡融合，体现了生物膜具有流动性 C．源于内质网的囊泡所包裹的蛋白质具有生物学活性 D．高尔基体分泌的囊泡可沿着细胞骨架运输至细胞膜 9．分离某动物细胞的3种细胞器，并测定其中3种有机物的含量，结果如下图所示。下列叙述正确的是（     ） A．细胞器甲可能是线粒体或者叶绿体 B．细胞器乙一定与分泌蛋白的加工有关 C．细胞器丙与细胞增殖的正常进行无关 D．发菜细胞与此细胞共有的细胞器是丙 10．生物兴趣小组从生物组织中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。 下列说法错误的是（     ） A．缓冲液的作用是维持线粒体内外渗透压稳定 B．匀浆的目的是释放线粒体 C．差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D．线粒体含有2层膜 【冲刺·核心素养拓展】 11．科学家将小鼠的骨髓瘤细胞与免疫小鼠的淋巴细胞融合制备了一种杂交瘤细胞，该杂交瘤细胞能分泌抗体（一种免疫球蛋白）。电镜观察发现，与亲本细胞相比，杂交瘤细胞的粗面内质网膜面积扩张明显、高尔基体的分泌小泡增多、线粒体增大且数量增加。下列叙述错误的是（　　） A．粗面内质网膜面积的扩张可能与大量抗体的加工和暂存有关 B．高尔基体的分泌小泡增多体现了其对抗体合成、分类和包装的作用 C．线粒体的变化可为杂交瘤细胞产生抗体提供更多能量 D．可利用差速离心法分离杂交瘤细胞中的各种细胞器 12．M蛋白是一种跨膜糖蛋白，M基因突变会使该蛋白在内质网内异常折叠。异常M蛋白和受体T结合后难以分离而造成运输受阻，无法被运至溶酶体中降解，最终导致肾小管上皮细胞死亡引起肾病，机理如图。下列叙述错误的是（　　） A．肾小管上皮细胞内的囊泡可由内质网、高尔基体和细胞膜等多种膜结构形成 B．正常M蛋白在核糖体上合成，经过内质网和高尔基体的加工后运到细胞膜上 C．患者中异常折叠的M蛋白运输过程受阻，主要堆积在内质网与高尔基体之间 D．溶酶体能降解异常蛋白质，因此增强患者溶酶体的降解功能可治疗这种肾病 13．阿尔茨海默病、帕金森病等疾病与某些蛋白质在神经细胞中的异常聚集密切相关。蛋白质分泌的两种可能路径如图所示，不正常分泌的蛋白质会积聚在特定的部位，据图分析，不正常分泌的原因最可能是（    ） A．核糖体合成的蛋白质不能进入内质网腔中加工 B．内质网加工蛋白质后不能鼓出囊泡 C．高尔基体加工修饰蛋白质的功能发生障碍 D．囊泡向细胞膜运输的过程出现障碍 14．用35S （放射性硫元素）标记一定量的氨基酸，用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网和高尔基体上放射性强度的变化（图1），以及在此过程中，高尔基体膜、内质网膜和细胞膜面积的变化（图2）。下列分析错误的是（　　） A．图1中b、c属于生物膜 B．图1中b、c分别对应图2中膜结构的d、f C．乳腺细胞分泌蛋白质的过程体现了膜的选择透过性 D．图2的e代表细胞膜，具有控制物质进出等功能 15．科学家在研究胰腺腺泡细胞合成并分泌消化酶的过程中，使用药物X处理细胞，发现未折叠蛋白质在内质网中异常堆积，且高尔基体中几乎检测不到新合成的蛋白质。据此推测，药物X最可能的作用是（    ） A．抑制核糖体与内质网的结合，阻止肽链的合成 B．抑制内质网形成囊泡，使所有蛋白质无法转运 C．破坏高尔基体的膜结构，使其失去加工和分泌功能 D．干扰内质网内的蛋白质折叠功能，导致蛋白质无法正确加工和转运 分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化 膜面积变化规律： 在分泌蛋白的合成和分泌过程中，内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积会发生动态变化。 内质网：由于不断形成囊泡，膜面积减小。 高尔基体：接收内质网囊泡（膜面积增加），又形成囊泡运出（膜面积减少），总体基本不变。 细胞膜：接受高尔基体囊泡，膜面积 增大。 关键点：分泌蛋白通过囊泡运输，整个过程穿过 0 层生物膜，因为囊泡融合与膜融合，没有穿过膜。 与社会的联系：人工合成的膜材料（如血液透析膜）可用于治疗肾功能障碍，体现了生物膜在医学上的应用价值。 / 学科网（北京）股份有限公司 $