生物必修1《分子与细胞》第2节 细胞器──系统内的分工合作优秀导学案

www.ks5u.com第2节　细胞器之间的分工合作(Ⅱ)

课前自主预习案

一、细胞器之间的协调配合

1．分泌蛋白

2．分泌蛋白的合成与运输

(1)合成场所：附着在内质网上的核糖体。

(2)加工、运输过程：

(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)

(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)

(2)

1.判断下列有关说法的正误

(1)分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成(　　)

(2)内质网膜与高尔基体膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分的更新(　　)

(3)内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中(　　)

(4)分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工(　　)

(5)分泌蛋白的合成与分泌过程中，依次经过的细胞器是：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜(　　)

解析：

(1)在核糖体上合成的分泌蛋白先进入内质网，进行一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，然后再到高尔基体中做进一步的加工。

(2)内质网膜形成小泡后可以成为高尔基体膜的一部分，这样在一定程度上实现了膜成分的更新。

(3)内质网的膜结构成分以囊泡的形式转移到细胞膜中。

(4)分泌蛋白合成后在内质网和高尔基体中加工。

(5)分泌蛋白的合成与分泌过程中，依次经过的细胞结构是：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。

答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×

2．判断下列细胞的生物膜系统的正误

(1)细胞的生物膜系统由细胞膜、核膜和各种具膜的细胞器的膜结构共同组成(　　)

(2)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成(　　)

(3)细胞膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化(　　)

(4)有多种酶附着在生物膜系统上，有利于化学反应的进行(　　)

(5)各种生物膜的化学组成和结构完全相同(　　)

(6)细胞膜在细胞和环境之间进行物质运输、信息传递的过程中起重要的作用(　　)

(7)各种细胞器膜在结构上都是各自独立的(　　)

解析：(2)原核细胞不具备生物膜系统。

(3)生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化。

(5)各种生物膜的化学组成和结构是很相似的，但是也有些差别，不能说完全相同。

(7)生物膜系统无论是结构上还是功能上都具有一定的连续性，不是各自独立的。

答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×

课堂互动探究案

【课程标准】

举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动

【素养达成】

    1．通过同位素标记法的实验分析，掌握分泌蛋白的合成和运输。(科学探究)

    2．通过材料分析与总结，简述生物膜系统的组成和功能。(科学思维)

3．通过总结生物膜系统的功能，理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都是紧密联系的统一整体。(生命观念)

蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大，这时细胞质中的核糖体多为游离型的，而内质网很贫乏。但到5龄的后半期，腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时，则核糖体都与内质网结合，形成发达的粗面内质网。

蛋白质的合成场所是什么？核糖体有哪几种存在形式？丝心蛋白的合成场所是哪里？

探究点一　分泌蛋白的合成和运输

【师问导学】

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：

1．下列蛋白质属于分泌蛋白的有哪些？

①血红蛋白　②胰蛋白酶　③与有氧呼吸有关的酶　④抗体　⑤性激素　⑥胰岛素

答案：②④⑥。

2．与分泌蛋白合成有关的细胞器有哪些？

答案：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

3．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什么？

答案：A是内质网，B是细胞膜，C是高尔基体。

[知识整合]　常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体、部分激素等，与分泌蛋白相关的细胞器有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。放射性标记实验中放射性依次出现的部位是：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，在该过程中，内质网膜的面积变小，细胞膜的面积变大，高尔基体膜的面积基本不变。

【智涂笔记】

[名师点拨]　与分泌蛋白形成有关的细胞器、细胞结构和膜结构

常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体、部分激素等：

(1)相关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。

(2)相关细胞结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。

(3)相关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。

在该过程中，内质网膜的面积变小，细胞膜的面积变大，高尔基体膜的面积基本不变。,【师说核心】

1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较

2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程

(1)参与该过程的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。

(2)该过程中各种膜面积变化

解读：图甲和图乙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，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。

【检测反馈】

1．(合格必考)下列物质中，在内质网上合成或加工的是(　　)

①胰岛素　②性激素　③唾液淀粉酶　④DNA　⑤抗体

A．①②　　B．⑤   C．①②③④⑤   D．①②③⑤

解析：性激素属于脂质中的固醇类物质，在内质网上合成；胰岛素、唾液淀粉酶、抗体属于分泌蛋白，由核糖体合成后需经内质网进行加工和运输；DNA主要在细胞核内合成，与内质网无直接的关系。

答案：D

2．(等级选考)如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：由分泌蛋白形成的过程分析，氨基酸经脱水缩合后在核糖体上形成肽链，在内质网上进行加工，形成囊泡后运输到高尔基体，再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，也说明了细胞器之间在功能上的密切合作。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复杂的细胞器。

答案：D

探究点二　细胞的生物膜系统

【师问导学】

一、在细胞中，除细胞膜、核膜外，很多的细胞器也都具有膜结构，各类膜结构之间有什么联系呢？阅读下列内容，结合教材思考下列问题。

1．根据所学知识，思考生物膜系统的概念

在细胞中，许多细胞器都有膜，如________、________、________、________等，这些________和________、________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

答案：线粒体　内质网　溶酶体　高尔基体　细胞器膜　细胞膜　核膜

2．几种生物膜的化学成分

(1)从表中可以看出，各种生物膜的________大致相同，但各组分的________不同。

(2)线粒体的内膜要比外膜的功能复杂，说明功能越复杂的膜，________的含量越高。

答案：(1)化学组成　含量　(2)蛋白质

二、如图为细胞生物膜概念图，据图分析并回答下列问题：

1．a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？

答案：a是核膜，b是细胞器膜，c是细胞膜。

2．用放射性同位素标记的氨基酸培养细胞，发现放射性依次出现在f→g→h→g→c，则f、g、h分别是哪种膜结构？

答案：f是内质网，g是囊泡，h是高尔基体。

3．d和e都具有双层膜，其中e含有色素，则它们分别是哪种结构？

答案：d是线粒体，e是叶绿体。

4．m和n分别是d的外膜和内膜，研究发现其内膜要比外膜蛋白质的种类和数量多，这说明什么？

答案：内膜的功能更复杂。

【智涂笔记】

[名师点拨]　

(1)生物膜是细胞中各种膜结构的总称，而不是生物体内各种膜结构的总称。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)真核生物的生物膜包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜，功能越复杂的生物膜蛋白质的种类和数量越多。

【师说核心】

1．各种生物膜在化学组成上的联系

(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．各种生物膜在结构上的联系

(1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。

(2)在结构上具有一定的连续性，图示如下：

(3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中，各细胞器之间协调配合。

3．核心提炼

【检测反馈】

1．(合格必考)细胞内不同膜结构之间互相转化，以“囊泡”方式进行的是(　　)

①核膜和内质网膜　②高尔基体膜和细胞膜　③内质网膜和高尔基体膜　④细胞膜和线粒体膜

A．②③　B．②④

C．③④  D．①②

解析：细胞内的膜结构之间可直接或间接相互联系。内质网膜可以直接与细胞膜和核膜相连；有的细胞内细胞膜可以和线粒体膜直接相连；内质网通过形成囊泡与高尔基体膜相连；高尔基体通过形成囊泡再与细胞膜相连。

答案：A

2．(等级选考)下列有关生物膜系统的叙述中，不正确的是(　　)

A．细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境

B．细胞内许多重要的化学反应都是在生物膜上进行的

C．生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序的进行

D．生物膜系统的生物膜是指具有膜结构的细胞器

解析：细胞膜将细胞与外界环境分隔开来，使细胞具有一个相对稳定的内部环境，A正确；细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件，B正确；各种生物膜把细胞分隔成一个个小区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行，C正确；细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统，D错误。

答案：D

3．(等级选考)[2019·北京西城高一期末] 青蒿素被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体，可用有机溶剂(乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可与抗原蛋白结合，作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统遭到破坏。以下说法不正确的是(　　)

A．青蒿素属于脂溶性物质

B．青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性

C．青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜

D．青蒿素的抗疟机理不会破坏线粒体的功能

解析：青蒿素可用有机溶剂进行提取，故属于脂溶性物质，A正确；青蒿素的作用机理主要在于其活化产生的自由基可与疟原虫蛋白结合，作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统(包括细胞膜、核膜和细胞器膜)遭到破坏，因此青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性，BC正确；线粒体膜属于生物膜系统，因此青蒿素的抗疟机理会破坏线粒体的功能，D错误。

答案：D

【网络建构】

【主干落实】

1．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。

2．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。

3．细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。

4．通过膜泡相互转化的生物膜有内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。

5．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。

6．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。

课后分层检测案10　细胞器之间的分工合作(Ⅱ)

授课提示：对应学生用书147页

【合格考全员做】(学业水平一、二)

1．下列物质在核糖体上合成的是(　　)

①性激素　②胰岛素　③淀粉　④淀粉酶　⑤纤维素

A．①②　B．②③

C．②④  D．②⑤

解析：性激素属于脂质，胰岛素、淀粉酶属于分泌蛋白，淀粉、纤维素属于多糖，蛋白质在核糖体上合成。

答案：C

2．用含有3H标记的亮氨酸，培养胰腺腺泡细胞时，发现细胞内放射性物质的量迅速增加，放射性物质不会在以下哪类细胞器内大量出现(　　)

A．内质网  B．核糖体  C．高尔基体  D．线粒体

解析：胰腺腺泡细胞有很强的分泌功能，它分泌的蛋白质包括胰岛素和消化酶等。分泌蛋白合成时，3H标记的亮氨酸依次出现在核糖体、内质网、高尔基体。线粒体虽然为分泌蛋白的合成和分泌提供能量，但是不会大量出现该放射性物质。

答案：D

3．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

解析：蛋白质在核糖体上合成后，需要运输到内质网中进行加工，糖蛋白的糖侧链是在内质网腔内形成的。

答案：C

4．如图所示，图中功能多、联系广的细胞结构甲是指(　　)

A．高尔基体膜  B．叶绿体膜  C．内质网膜  D．液泡膜

解析：内质网内连核膜，外连细胞膜，同时能通过囊泡实现与高尔基体等膜的融合。

答案：C

5．高尔基体具有极性，靠近细胞核的一面称为形成面，接近细胞膜的一面称为成熟面。从形成面到成熟面，膜的厚度和化学成分逐渐发生改变。下列叙述正确的是(　　)

A．形成面更似核膜，成熟面更似内质网膜

B．形成面更似内质网膜，成熟面更似细胞膜

C．形成面更似核膜，成熟面更似细胞膜

D．形成面更似内质网膜，成熟面更似核膜

解析：高尔基体具有对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装及发送的作用。在分泌蛋白的合成、分泌过程中，内质网通过“出芽”形式形成囊泡，运输到高尔基体的未成熟面，通过膜融合将未成熟的蛋白质送入到高尔基体内，经过高尔基体的进一步加工、分类后，在其成熟面以“出芽”的形式形成成熟的囊泡，运输到细胞膜，再分泌到细胞外。

答案：B

6．下面是某动物细胞的部分亚显微结构示意图，已知该细胞具有分泌抗体的功能。请结合所学知识回答下列有关问题：

(1)图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是[　　]________；请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：________(仅填标号)，为该过程提供能量的场所主要是[　　]________。

(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。

据表分析，甲、丙分别是[　　]______、[　　]______。

(3)[　　]________具有三大功能：①将细胞与外界环境分开；②________________；③________________。

解析：(1)该细胞中不参与构成生物膜系统的细胞器是[6]中心体。抗体是分泌蛋白，该蛋白质在[4]核糖体上合成后，先后经过[3]内质网和[7]高尔基体的加工，最后通过[5]细胞膜分泌到细胞外，分泌蛋白的合成和分泌所需能量主要通过[1]线粒体提供。(2)与分泌蛋白合成、分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，核糖体的成分为蛋白质和RNA，它没有膜结构，因此不含脂质，故丙表示核糖体；线粒体有双层膜，含有脂质和蛋白质，同时也含有少量核酸，故甲表示线粒体。(3)细胞膜的功能有三个方面，即作为系统的边界将细胞与外界环境分开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。

答案：

(1)[6]中心体　4、3、7、5　[1]线粒体

(2)[1]线粒体　[4]核糖体

(3)[5]细胞膜　控制物质进出细胞　进行细胞间的信息交流

【等级考选学做】(学业水平三、四)

7．血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是(　　)

解析：本题以分泌蛋白——抗体的合成、加工、运输和分泌为考点，意在考查考生对教材重点知识的理解能力。分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，在内质网、高尔基体上进行加工，以囊泡形式运输，最终分泌到细胞外，故D项正确。

答案：D

8．下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是(　　)

A．分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与

B．线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量

C．分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外

D．分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合

解析：分泌蛋白在核糖体上合成，然后依次经过内质网、高尔基体、细胞膜排出细胞外，在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。该过程需要线粒体提供能量。

答案：C

9．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：抗体为分泌蛋白，在合成和分泌的过程中，内质网膜面积变小，高尔基体膜不变，细胞膜面积变大。

答案：D

10．我国科学家首次阐明超细大气颗粒物(PM)引发呼吸道疾病与细胞自噬(依赖溶酶体对细胞内受损、变性的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程)有关(如图所示)。下列说法错误的是(　　)

A．PM主要以胞吞的方式进入呼吸道上皮细胞

B．图中各种囊泡的膜结构相似

C．图中各种囊泡的融合都有赖于膜的流动性

D．若能够增强细胞的自噬作用，就能有效降低呼吸道疾病反应

解析：由图可知，PM主要以胞吞的方式进入呼吸道上皮细胞；图中各种囊泡的膜结构相似，都是由磷脂和蛋白质组成；图中各种囊泡的融合都有赖于膜的流动性；若能够增强细胞的自噬作用，将激活体内有关免疫反应，引起气道炎症和黏液大量分泌。

答案：D

11.如图表示分泌蛋白的合成、加工、分泌过程，a、b、c、d表示细胞器，下表是其中三种细胞器的化学成分。请回答相关问题：

(1)研究图示生理过程一般采用的方法是

________________________________________________________________________。

(2)表中甲、丙分别是________、________(填图中字母)。

(3)图中属于生物膜系统的细胞器有________(填图中字母)，各种生物膜的结构和化学成分相似，但功能差别较大的原因是______________________。

(4)请在下面的坐标系中用柱形图表示表中数据。

解析：(1)据图可知a、b、c、d分别表示核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，物质X是氨基酸，以主动运输方式进入细胞；研究分泌蛋白的合成一般采用放射性同位素标记法。(2)根据表中各细胞器的化学成分，甲含脂质和少量核酸，所以甲是线粒体，乙不含核酸，故是内质网或高尔基体，丙不含脂质即无膜结构，所以丙是核糖体。(3)生物膜系统包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜，内质网、高尔基体、线粒体均属于生物膜系统；蛋白质是各种生物膜功能的主要承担者和体现者，所以生物膜功能差别较大的原因是蛋白质的种类和数量不同。

答案：(1)放射性同位素标记法　(2)d　a

(3)b、c、d　蛋白质的种类和数量不同　(4)见下图

【素养养成练】

12．作为一个生命系统，细胞内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系。实验中用被3H标记的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线(如图甲所示)，以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网的膜面积的变化曲线(如图乙所示)。请结合图示回答下列问题：

(1)图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是________________________。高尔基体在此过程中所起的作用是______________________。

(2)图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜依次是________________________________________。

(3)导致f曲线先增加后减少的原因是：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：分泌蛋白的运输和分泌过程中直接参与的膜结构有内质网、高尔基体和细胞膜(线粒体只提供能量)。根据分泌蛋白的运输及分泌过程中先后通过的结构来判断坐标曲线中各条曲线所对应的细胞结构即可得出答案。

答案：

(1)核糖体、内质网、高尔基体　对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡

(2)内质网膜、细胞膜、高尔基体膜

(3)内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合，导致高尔基体膜面积增加；被高尔基体进一步修饰加工的蛋白质，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