必修1《分子与细胞》第1章 走近细胞第2节 细胞的多样性和统一性第2课时教案

第2课时　细胞器之间的协调配合

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。

特别提醒　胞内蛋白是在核糖体上合成的，不需要运输到细胞膜外，只在细胞内起作用的酶，如呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。

2.分泌蛋白的合成和运输

(1)研究方法：同位素标记法。

(2)过程及图解

(1)分泌蛋白的多肽链在游离的核糖体中合成(　　)

(2)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白(　　)

(3)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所(　　)

(4)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化(　　)

答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×

1.在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜膜面积发生怎样的变化？

提示　内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。

2.与分泌蛋白形成“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”分别是什么？

提示　有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体；有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜；有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。

归纳总结　(1)在分泌蛋白的加工、运输中，相关结构的膜面积变化示意图

(2)“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工和运输

二、细胞的生物膜系统

1.概念：在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

2.各生物膜在结构上的联系

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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。

(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)细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

(1)原核细胞具有生物膜系统(　　)

(2)细胞膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化(　　)

(3)细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同(　　)

(4)生物体内所有膜都是生物膜(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×

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　分泌蛋白经过的结构依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。题图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。

2.胰岛B细胞中与合成和分泌胰岛素密切相关的一组细胞器是(　　)

A.线粒体、液泡、高尔基体、内质网

B.核糖体、内质网、溶酶体、高尔基体

C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体

答案　C

解析　胰岛素是由胰岛B细胞合成和分泌的一种蛋白质类的激素，核糖体是胰岛素的合成场所，内质网和高尔基体是胰岛素的加工和修饰场所，线粒体在胰岛素的合成和加工中提供能量，所以C项正确。

3.(2018·山西大同期末)用含35S标记的氨基酸的培养基培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)，下列分析不正确的是(　　)

A.甲图中的a、b、c三条曲线所指的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体

B.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体

C.乙图中d、e、f三条曲线所指的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜

D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜

答案　C

解析　分泌蛋白首先在核糖体上合成，再依次经过内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜分泌到细胞外，在此过程中，由线粒体提供能量，因此A、B、D正确；分泌蛋白经内质网初步加工后，由内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合，经高尔基体进一步加工后，再由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，因此，分泌蛋白分泌过程中，内质网膜面积相对减小，细胞膜膜面积相对增大，高尔基体膜面积先增大后减小，最后基本不变，C错误。

4.(2018·聊城高一检测)如图所示，图中功能多、联系广的细胞结构a是指(　　)

A.高尔基体膜

B.叶绿体膜

C.内质网膜

D.液泡膜

答案　C

解析　内质网向内连接外层核膜，向外连接细胞膜；在需能旺盛的细胞中，还与线粒体膜相连；内质网膜形成囊泡，与高尔基体膜间接相连，则a是内质网膜，b是高尔基体膜。

5.(2018·四川南江中学期末)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.合成固醇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相同，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；固醇类激素属于脂质，内质网是脂质合成的“车间”，所以合成固醇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但并不完全相同，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。

6.(2019·大连统考)下图为细胞中生物膜系统的概念图，A～K为结构名称，①、②代表分泌蛋白分泌时的转移途径，回答下列问题：

(1)填写下列几个结构名称：

A：____________；B：____________；K：_____________。

(2)图中未表示出来的两种具膜细胞器是________、________。

(3)完成过程①和②的膜结构是________。

(4)B主要是由________和________组成。

答案　(1)核膜　细胞膜　高尔基体　(2)液泡　溶酶体  (3)囊泡　(4)蛋白质　磷脂

解析　(1)分析图示可知：A为核膜，B为细胞膜，C为叶绿体，G为线粒体，J为内质网，K为高尔基体。(2)图中未表示出来的两种具膜细胞器是液泡和溶酶体。(3)由题意“①、②代表分泌蛋白分泌时的转移途径”并结合图示分析可知，完成过程①和②的膜结构是囊泡。(4) B细胞膜主要是由蛋白质和磷脂组成。

题组一　分泌蛋白的合成与分泌

1.(2018·福建福州期末)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

答案　D

解析　由分泌蛋白形成的过程分析，核糖体将氨基酸经脱水缩合后形成肽链，在内质网上进行加工，形成囊泡后运输到高尔基体，经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，运输到细胞膜，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，A、C正确；图中过程是由核糖体、内质网、高尔基体、线粒体相互配合共同完成的，说明了细胞器结构和功能之间具有密切的联系，B正确；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除核糖体之外的其他细胞器，D错误。

2.下列关于细胞内生物膜在结构上具有一定连续性的叙述，错误的是(　　)

A.内质网膜鼓出形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合

B.细胞质中囊泡与核糖体膜融合

C.细胞膜向内凹陷形成囊泡，离开细胞膜回到细胞质中

D.高尔基体膜突出形成囊泡，离开高尔基体与细胞膜融合

答案　B

解析　核糖体没有膜结构。

3.(2018·江苏盐城期中)如图是某细胞在进行某项生命活动时，几种生物膜面积的变化。该过程中最可能合成的是(　　)

A.呼吸酶   B.抗体

C.性激素   D.胆固醇

答案　B

解析　图示膜面积的变化发生在分泌蛋白的合成和分泌过程中。呼吸酶不是分泌蛋白，抗体是分泌蛋白，性激素和胆固醇都是脂质，不是蛋白质。

4.下图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包装在囊泡中的过程。胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直储存在此囊泡中。该过程发生的场所应是(　　)

A.核糖体   B.细胞核

C.高尔基体   D.细胞质基质

答案　C

解析　高尔基体具有加工和修饰蛋白质的功能，因此将胰岛素原分子的C段切除以及加工成具有活性的胰岛素，都是在高尔基体内进行的。

5.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。下列叙述中正确的是(　　)

A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成

B.高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连

C.高尔基体具有运输分泌蛋白的作用

D.分泌蛋白合成过程中不需要能量

答案　C

解析　分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质，它是由附着在内质网上的核糖体合成的，其路径可以表示为：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，按照次序存在时间差；高尔基体与内质网和细胞膜之间以囊泡的形式相联系，而并非直接相连；分泌蛋白合成过程中由线粒体提供能量。

题组二　生物膜系统的概念及功能

6.下列对生物膜系统的叙述中，正确的是(　　)

A.各种生物膜在结构和化学组成上完全相同

B.线粒体膜、叶绿体膜、核糖体膜等都属于生物膜系统

C.生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，使多种化学反应同时进行，互不干扰

D.细胞膜是由磷脂分子、蛋白质分子和糖类等物质组成的双层膜结构

答案　C

解析　各种生物膜的化学组成相似，基本结构相同，A项错误；核糖体为无膜结构，不属于生物膜系统的组成，B项错误；细胞膜是单层膜结构，D项错误。

7.(2018·江苏时杨中学高一上学期期中)下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是(　　)

答案　B

解析　中心体无膜结构，不属于生物膜系统，故选B。

8.(2018·山东烟台一中期末)下列有关生物膜系统结构与组成的叙述中，正确的是(　　)

A.细胞内不同生物膜的组成成分和结构差别很大

B.各种细胞器膜在结构上都是各自独立的

C.细胞膜、细胞器膜和核膜构成了真核细胞的生物膜系统

D.不同种类的生物膜之间不能进行相互转化

答案　C

解析　细胞内不同生物膜的组成成分和结构基本相似，A错误；各种生物膜在结构上有着直接或间接的联系，而不是相互独立的，B错误；细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了真核细胞的生物膜系统，C正确；不同种类的生物膜之间是可以相互转化的，D错误。

9.(2018·江苏宿迁期末)下列有关生物膜的叙述，错误的是(　　)

A.细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境

B.膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度

C.生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行

D.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称

答案　D

解析　细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，A正确；膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度，B正确；生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行，C正确；生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，并非生物体内所有膜结构统称为生物膜，如视网膜、肠系膜都不属于生物膜系统，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是具膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图分析，不正确的是(　　)

A.由图可知甲代表内质网，乙代表高尔基体

B.溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌

C.囊泡与细胞膜的融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性

D.COPⅡ可以帮助偶然掺入到乙中的某些蛋白质回收到甲中

答案　D

解析　由题图可知，甲为内质网，乙为高尔基体；溶酶体内含有多种水解酶，可吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌；囊泡与细胞膜的融合过程反映了生物膜在结构上具有一定的流动性；COPⅠ可以帮助偶然掺入到乙中的某些蛋白质回收到甲中。

11.下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是(　　)

A.性激素主要是由内质网上的核糖体合成

B.囊泡可以由内质网向高尔基体转运

C.膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关

D.内质网既参与物质合成，也参与物质运输

答案　A

解析　性激素的本质为脂质，内质网是脂质的合成“车间”，A错误；在细胞分泌物合成、加工、运输及分泌过程中，内质网可参与物质的合成及形成囊泡运往高尔基体进行加工；膜蛋白的形成过程类似分泌蛋白的形成过程，与核糖体、内质网、高尔基体有关，B、C、D正确。

12.(2019·山东济南高一检测)图甲表示内质网结构放大图，图乙表示胰岛素的合成和分泌过程，图丙表示胰岛素合成分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜膜面积的变化。结合图示分析下列说法正确的是(　　)

A.图甲所示的内质网结构图，能够在高倍显微镜下观察到

B.细胞内与细胞呼吸有关的酶，都是通过图乙所示过程合成的

C.图乙中细胞结构①②④的膜之间存在直接联系

D.图丙中f代表高尔基体膜面积的变化

答案　D

解析　图甲所示的内质网结构为亚显微结构，需用电子显微镜观察，A错误；细胞内与细胞呼吸有关的酶为胞内酶，不属于分泌蛋白，B错误；图乙中细胞结构②为高尔基体，与其他膜之间存在间接联系，C错误；据图丙分析可知，图丙中f膜面积最终几乎不变，故f代表高尔基体膜面积的变化，D正确。

13.在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素先后出现在图中2、1、3、4、5、6部位。请据图回答下面的问题：

(1)图中1、4、6代表的结构分别是__________、__________、________。

(2)图中7是________，是在2________上合成的，请举出7的一个具体实例，如________。

(3)4的功能是___________________________________________。

(4)7的合成、加工、运输过程所需大量能量由[　　]__________供给。

(5)由此可以看出，细胞内的生物膜在______________和__________上有一定的连续性。

答案　(1)内质网　高尔基体　细胞膜

(2)分泌蛋白　核糖体　胃蛋白酶(或抗体、胰岛素等)

(3)对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工

(4)8　线粒体　(5)结构　功能

解析　(1)由题图细胞器的形态及题意可知，1是内质网，4是高尔基体，6是细胞膜。

(2)7是分泌蛋白，分泌蛋白首先在核糖体上以氨基酸为原料合成；胃蛋白酶、抗体、胰岛素等都是分泌蛋白。

(3)高尔基体的功能是对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工。

(4)分泌蛋白的合成、加工和运输过程是耗能过程，该过程需要的能量主要由线粒体提供，即图中结构8。

(5)通过分泌蛋白的合成和分泌过程的分析可知，细胞内的生物膜在结构和功能上具有一定的连续性。

14.如图是人体甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，试回答下列问题：

(1)用含18O标记的氨基酸的培养基培养如图所示细胞，以追踪甲状腺球蛋白的合成与分泌途径，则出现18O的部位依次为________________(用图中序号回答)。

(2)甲状腺球蛋白合成过程体现了生物膜_______________________________________。

答案　(1)④①③②⑥④　(2)在结构和功能上紧密联系

解析　(1)用含18O标记的氨基酸的培养基培养甲状腺细胞时，18O标记的氨基酸首先需要通过细胞膜(④)到达核糖体(①)才能开始合成肽链，然后依次经过内质网(③)、高尔基体(②)的加工成为成熟蛋白，成熟蛋白由囊泡(⑥)包裹，当囊泡移动到细胞膜(④)时，与细胞膜融合，将成熟蛋白分泌到细胞外。(2)这一过程体现了生物膜在结构和功能上是紧密联系的。

15.(2018·合肥高一检测)如图表示细胞的生物膜系统的组成和相互联系，请据图回答：

(1)图中c结构主要是由________和________组成。

(2)在b结构中具有双层膜的是________(用图中字母表示)。

(3)蓝细菌与真核细胞在结构上最主要的区别是无________结构。(用图中字母表示)

(4)脂质合成的场所是图中________(用图中字母表示)结构。

答案　(1)脂质　蛋白质　(2)d、e　(3)a　(4)f

解析　(1)生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，细胞膜(c)的主要成分是脂质和蛋白质。

(2)在b结构中具有双层膜的是d(叶绿体)、e(线粒体)。

(3)蓝细菌属于原核生物，原核生物与真核生物在结构上最根本的区别是原核生物无核膜。

(4)内质网是由单层膜连接而成的网状结构，大大增加了细胞内的膜面积，内质网与细胞内蛋白质合成和加工有关，也是脂质的合成“车间”。