必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作第2课时导学案

这是一份必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作第2课时导学案，共13页。学案主要包含了细胞器之间的协调配合，细胞的生物膜系统等内容，欢迎下载使用。
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(如下图所示)
(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。
(1)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( )
(2)分泌蛋白的合成与分泌过程中，直接参与的细胞结构是：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜( )
(3)与分泌蛋白的合成与分泌有关的膜结构有：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体
( )
答案 (1)× (2)× (3)×
下图是用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
提示 ②④⑥。
(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依次代表哪种细胞器？
提示 a．核糖体；b.内质网；c.高尔基体。
(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？
提示 A．内质网；B.细胞膜；C.高尔基体。
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)
(2)
(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( )
答案 (1)× (2)× (3)√
易错警示 (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。
1．比较几种生物膜的化学成分，回答下列问题：
从上表数据可以看出，各种生物膜的化学组成和含量各有什么关系？
提示 化学组成基本相同，含量各不相同。
2．如图为细胞生物膜概念图，据图分析回答下列问题：
(1)a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？
提示 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？
提示 内质网膜、囊泡膜、高尔基体膜。
(3)请总结：生物膜系统从结构和功能上分别有什么联系？
提示 在结构上可以相互转化，在功能上协调配合，共同完成细胞内的生命活动。
归纳总结 (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。
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。
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．通过囊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。
1．(2019·山东济南一中高一期中)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。
2．(2019·北京101中学高一期中)如图为分泌蛋白从合成到排出细胞外的全过程。下列有关叙述不正确的是( )
A．分泌蛋白是在核糖体上合成的
B．图中①、②、③分别表示内质网、高尔基体和囊泡
C．④代表的结构是线粒体
D．图中表示的过程在原核细胞中也能进行
答案 D
解析 原核细胞无内质网、高尔基体等结构，故选D。
3．在细胞内，许多由膜组成的像深海中的潜艇一样、在细胞中穿梭往来繁忙地运输着货物的结构，和在其中起重要的交通枢纽作用的结构分别是( )
A．高尔基体、囊泡
B．内质网、高尔基体
C．囊泡、线粒体
D．囊泡、高尔基体
答案 D
4．下列细胞中有复杂的生物膜系统的是( )
A．乳酸菌 B．颤蓝细菌
C．茎形成层细胞 D．大肠杆菌
答案 C
解析 乳酸菌、颤蓝细菌、大肠杆菌属于原核生物，不具有复杂的生物膜系统，A、B、D不符合题意。
5．下列关于真核细胞生物膜的叙述，错误的是( )
A．细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成生物膜系统
B．生物膜系统保证了细胞生命活动高效、有序地进行
C．各种生物膜在结构上彼此独立，在功能上相互联系
D．生物膜的流动性是生物膜能够相互转化的基础
答案 C
解析 各种生物膜成分相似，在结构上和功能上相互联系，C错误。
A组 基础对点练
题组一 细胞器之间的协调配合
1．下列有关分泌蛋白的叙述，正确的是( )
A．活细胞都会产生分泌蛋白
B．分泌蛋白的合成与分泌都需要能量
C．分泌蛋白都是消化酶
D．性激素是分泌蛋白
答案 B
解析 分泌蛋白是具有分泌功能的细胞产生的，A错误；分泌蛋白的合成与分泌都需要能量，B正确；胰岛素是分泌蛋白，但不是消化酶，C错误；性激素的化学本质是脂质中的固醇，D错误。
2．(2020·山东高一期末)胰岛素分子含有两条肽链。胰岛B细胞合成胰岛素的过程如下：
①在游离的核糖体上合成前胰岛素原的起始肽段→②前胰岛素原中的起始肽段连同核糖体一起转移到粗面内质网→③在其上继续合成肽链并切掉起始肽段、形成具有一定空间结构的胰岛素原并转移到高尔基体→④在高尔基体中切除中间一段肽链，形成由2条肽链组成的胰岛素并分泌到细胞外。下列有关叙述不正确的是( )
A．游离核糖体与胰岛素的合成有关
B．内质网、高尔基体、细胞膜之间通过囊泡联系
C．高尔基体对肽链的加工消耗了水分子
D．胰岛素分子含有前胰岛素原中的起始肽段
答案 D
解析 根据题意，在粗面内质网中切掉了起始肽段，因此胰岛素分子中不含有前胰岛素原中的起始肽段，D错误。
3．下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能对来自结构②的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。
4．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。35S在细胞各结构间移动时不经过( )
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．囊泡
答案 B
解析 分泌蛋白形成时不经过线粒体，线粒体只是为其提供能量。
5．(2019·凤城市第一中学高一月考)从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。图中正确的描述曲线是( )
答案 B
解析 从核糖体上开始合成蛋白质，则放射性的起点是核糖体，接着才是内质网，最后是高尔基体，A错误；中心体不参与分泌蛋白的形成，C错误；线粒体只是提供能量，不直接参与分泌蛋白的形成，D错误。
6．(2019·辽宁高一月考)下图1是分泌蛋白合成和分泌过程的简图，其中a、b、c、d表示细胞器；图2是分泌蛋白从合成至分泌，细胞内相关膜结构面积的变化图。下列相关分析错误的是( )
A．图1中用到的方法是同位素标记法
B．3H－亮氨酸与其他氨基酸分子发生脱水缩合的场所是a
C．c的作用主要是为其他细胞器的代谢活动提供能量
D．图2中的X、Y、Z分别与图1中的b、d、细胞膜对应
答案 D
解析 图2中的X、Y、Z分别为内质网膜、细胞膜和高尔基体膜，因此与图1中的b、细胞膜、d对应，D错误。
题组二 细胞的生物膜系统
7．下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是( )
答案 B
解析 中心体为无膜结构，不属于生物膜系统，故选B。
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。
9．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 内质网与细胞膜和核膜相连；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，故a是内质网膜，b是高尔基体膜。
10．(2020·北京高一期末)如图为细胞合成与分泌淀粉酶的过程示意图，图中序号表示细胞结构。请回答下列问题：
(1)多肽链的合成起始于细胞中游离的________处，新合成的一段肽链将会与核糖体一起转移至[ ]________上继续其合成过程，产物经加工折叠后由囊泡包裹转移至[ ]_________，在这里完成对蛋白质的进一步修饰加工，再由囊泡包裹运至细胞膜，由细胞膜将淀粉酶分泌出去。
(2)淀粉酶合成分泌过程经过了多次膜的融合，这依赖于膜结构具有________。①、②、③、④等结构的膜和细胞膜在结构和功能上紧密联系，共同构成了细胞的__________系统。
答案 (1)核糖体 ② (粗面)内质网 ① 高尔基体
(2)流动性 生物膜
解析 (1)多肽链的合成起始于细胞中游离的核糖体处，新合成的一段肽链将会与核糖体一起转移至②粗面内质网上继续其合成过程，产物经加工折叠后由囊泡包裹转移至①高尔基体，在这里完成对蛋白质的进一步修饰加工，再由囊泡包裹运至细胞膜，最终将淀粉酶分泌出去。
(2)淀粉酶合成分泌过程经过了多次膜的融合，这依赖于膜结构具有流动性。细胞器膜、核膜和细胞膜在结构和功能上紧密联系，共同构成了细胞的生物膜系统。
B组 综合强化练
1．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。
2．(2019·山东高一月考)已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列(如图中P肽段)。若P肽段功能缺失，则该蛋白( )
A．无法继续合成 B．可以进入高尔基体
C．可以被加工成熟 D．无法被分泌到细胞外
答案 D
解析 若P肽段缺失，肽链无法进入内质网，也就无法分泌到细胞外，故选D。
3．(2019·天津耀华中学高一期中)下图为某动物细胞内部分蛋白质合成、加工及转运的示意图，下列相关叙述错误的是( )
A．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
B．转移到内质网上的核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网腔内加工
C．囊泡与细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成了细胞的生物膜系统
D．细胞膜上糖蛋白的形成需经内质网和高尔基体的加工
答案 B
4．(2020·辽宁高一期末)下列有关细胞内囊泡运输的描述，不正确的是( )
A．细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
B．蛋白质类分泌物经囊泡运输分泌到细胞外
C．囊泡膜的基本组成成分是磷脂分子和蛋白质分子
D．囊泡能与其他膜结构融合体现了生物膜的结构特点
答案 A
解析 核糖体、中心体没有膜结构，它们和其他细胞器之间不能通过囊泡进行物质运输，A错误。
5．图1表示分泌蛋白的形成过程，其中a、b、c分别代表不同的细胞器，图2表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是( )
A．图1中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B．图1中构成分泌蛋白的物质X最多有21种，b的产物没有生物活性
C．图2说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换
D．图1、图2所示变化都能体现生物膜具有流动性
答案 C
解析 在分泌蛋白合成和分泌过程中内质网膜形成囊泡并与高尔基体膜融合，高尔基体膜形成囊泡并与细胞膜融合，因此该过程中内质网的膜面积减少，高尔基体的膜面积不变，细胞膜的膜面积增加，高尔基体与内质网和细胞膜之间有相互转换，C错误。
6．下列关于生物膜结构和功能的叙述，错误的是( )
A．核膜与细胞膜的相连可通过线粒体来实现
B．细胞内不同部位的生物膜化学成分和功能有差异
C．生物膜在细胞的能量转换和物质运输等过程中起重要作用
D．由单层膜包被的溶酶体含有多种水解酶
答案 A
解析 核膜与细胞膜的相连可通过内质网膜实现，A错误。
7．研究人员在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，通过检测放射性的聚集和转移情况，研究分泌蛋白的合成和分泌过程。如图表示胰腺腺泡细胞的部分结构和分泌过程。请回答下列问题：
(1)该实验采用了________________法进行研究，以追踪相关物质的去向。
(2)预测实验结果：放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是________________(以图中序号作答)。这一结果体现了细胞内各种结构之间的____________关系。
(3)研究人员采用某种方法使腺泡细胞的高尔基体全部解体，再进行相关实验。结果发现，放射性只在细胞内进行转移，但却未出现在细胞外，这表明______________________________。
(4)生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要，图中序号所示的结构中属于生物膜系统的是______________(填写相关序号)。
答案 (1)同位素标记 (2)③⑦⑤②⑤① 协调配合(或分工合作) (3)高尔基体与分泌蛋白的分泌有关 (4)①②④⑤⑥⑦
解析 (1)根据题文可知，该实验采用了同位素标记法进行研究，以追踪相关物质的去向。
(2)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→高尔基体形成囊泡→细胞膜。因此，放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是③核糖体、⑦内质网、⑤囊泡、②高尔基体、⑤囊泡、①细胞膜。这一结果体现了细胞内各种结构之间的协调配合关系。
(3)腺泡细胞的高尔基体全部解体后，放射性只在细胞内进行转移，但却未出现在细胞外，这表明高尔基体与分泌蛋白的分泌有关。
(4)生物膜系统由细胞膜(①)、细胞器膜(②高尔基体、④线粒体、⑦内质网)和核膜(⑥)组成，⑤囊泡也属于生物膜系统。
8.如图是人体某组织细胞示意图。请据图回答：
(1)若上图表示消化腺细胞，则它分泌的大分子l是________。该分子从开始合成到分泌至细胞外，必须经过的结构依次是__________(填标号)。其中结构④的主要生理功能是____________________________________________________。在大分子1合成的过程中，需要的能量来自________(填序号)。
(2)外来的信号分子2作用于该细胞时，首先与细胞膜上的________________结合，引起该细胞原有的生理活动发生改变。这一过程体现了细胞膜的哪一功能？____________________。
(3)下图表示用3H－亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是________。
答案 (1)消化酶 ⑤④②① 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 ③
(2)特异性受体(糖蛋白) 进行细胞间的信息交流 (3)C
解析 (1)若该图表示消化腺细胞，则它分泌的大分子l是消化酶。其合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行进一步加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量，因此大分子1从开始合成到分泌至细胞，经过的结构依次是⑤核糖体、④内质网、②高尔基体和①细胞膜。其中结构④为内质网，主要生理功能是蛋白质等大分子物质的合成、加工的场所和运输通道。线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力工厂”，故在大分子1合成的过程中，需要的能量主要来自③线粒体。
(2)外来的信号分子2作用于该细胞时，首先与细胞膜上的特异性受体(糖蛋白)结合，引起该细胞原有的生理活动发生改变。这一过程体现了细胞膜进行细胞间的信息交流的功能。
(3)放射性的氨基酸最先出现在核糖体上，其次出现在附着核糖体的内质网上，随着合成的具有放射性的肽链被运输到高尔基体进一步加工，附着核糖体的内质网放射性降低，而高尔基体上的放射性增加，经过高尔基体进一步加工完成的蛋白质由高尔基体形成的囊泡运输到细胞膜，使高尔基体的放射性逐渐降低，囊泡中的放射性增加，故不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程如图C所示。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