备考2024届高考生物一轮复习讲义第二章细胞的基本结构和物质的运输课时2细胞器和生物膜系统考点3细胞器之间的协调配合与生物膜系统

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1.生物膜系统的组成和功能
提醒（1）生物膜系统是针对细胞而言的，不是生物体内的全部膜结构，如口腔黏膜、胃黏膜等属于体内的“膜结构”，但不属于生物膜系统。
（2）原核生物、病毒等无生物膜系统。
（3）类囊体膜、囊泡膜也属于生物膜系统。
2.各种生物膜之间的联系
（1）结构和组分基本相似
（2）结构上具有一定的连续性，如图所示：
（3）在功能上的联系（以分泌蛋白的合成与分泌为例）
在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如消化酶、抗体和部分激素
3.模型构建，理解生物膜在功能上的联系（以分泌蛋白的合成和运输为例）
基础自测
1.生物膜系统指生物体内的所有膜结构。（× ）
2.生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性。（× ）
3.CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行。（× ）
4.原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成。（× ）
5.造血干细胞中合成的细胞膜蛋白运输的途径可能是：高尔基体→核糖体→细胞膜。（× ）
6.研究分泌蛋白的合成与分泌，要用荧光标记法。（× ）
7.胰岛素合成、分泌过程中高尔基体膜面积会发生动态变化。（ √ ）
8.经内质网加工的蛋白质，都通过高尔基体分泌到细胞外。（× ）
9.人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少。（× ）
10.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成[2022河北，T2D]。（× ）
11.参与分泌蛋白合成和加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统[2021海南，T2C]。（× ）
情境应用
过氧化物酶体和溶酶体都是由单层膜构成的细胞器，都对细胞起重要的保护作用。过氧化物酶体和溶酶体中的酶只能在过氧化物酶体和溶酶体内部发挥作用，这体现了生物膜系统的功能之一是 将细胞分隔成若干个小的区室，使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能高效、有序地进行 。
深度思考
1.从蛋白质结构方面分析，为什么胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生理作用？
提示 由于在核糖体上合成的只是具有一定氨基酸排列顺序的多肽链，还需要内质网和高尔基体加工成具有一定空间结构的蛋白质，胰岛素才具有降低血糖的生理作用。
2.什么是分泌蛋白？常见的分泌蛋白有哪些？
提示 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。
研透高考 明确方向
命题点1 生物膜系统的组成和功能分析
1.[2023海南]不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
下列有关叙述错误的是（ C ）
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单
解析 生物膜主要由蛋白质和脂质组成，生物膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，A正确。由表中数据可知，细胞膜、高尔基体膜和内质网膜成分中都有糖类，生物膜上的糖类常与膜之间的信息交流有关，B正确。哺乳动物成熟红细胞中没有高尔基体等各种细胞器，C错误。一般来说，蛋白质的种类与数量越多，生物膜的功能越复杂，由表可知，线粒体内膜的蛋白质含量最高，神经鞘细胞质膜的蛋白质含量最低，据此推测表中所列生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单，D正确。
命题变式
[设问拓展型]（1）上述选项中涉及的细胞器具有双层膜的是 线粒体 ，具有单层膜的是 高尔基体、内质网 。
（2）细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，若要验证细胞膜中含有蛋白质，如何设计实验？简要写出实验思路。
方法一：用蛋白酶处理细胞膜，若细胞膜被破坏，则说明细胞膜中含有蛋白质；方法二：将双缩脲试剂和细胞膜混合，若发生紫色反应，则说明细胞膜中含有蛋白质。
2.如图为真核生物的三种生物膜结构及其所发生的部分生理过程的示意图，下列有关叙述错误的是（ A ）
图 1 图 2 图 3
A.三种生物膜共同组成生物膜系统
B.三种生物膜的基本支架相同，但所含蛋白质的种类和数量存在差异
C.图1和图2可以存在于动物和植物细胞中
D.三种生物膜功能不同的根本原因是控制合成膜蛋白的基因所含的遗传信息不同
解析 图1生物膜上发生了H2O和ATP的合成，可以为线粒体内膜；图2生物膜参与的是跨膜运输过程，且细胞产生了乳酸，最可能为无氧呼吸产物为乳酸的细胞的细胞膜；图3生物膜上发生的是水的光解和ATP的合成，可以为叶绿体类囊体膜。细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，图中三种生物膜仅包括部分细胞器膜和细胞膜，A错误；图中三种生物膜的基本支架均为磷脂双分子层，三种膜的功能不同，所以膜中所含的蛋白质的种类与数量存在差异，B正确；线粒体内膜和细胞膜既可以存在于动物细胞中，也可以存在于植物细胞中，C正确；生物膜的功能主要由膜蛋白的种类和数量决定，而膜蛋白差异的根本原因是相应基因所含的遗传信息不同，D正确。
思维提升
运用结构与功能观理解生物膜系统结构和功能的统一性
命题点2 分泌蛋白的合成、加工和分泌过程分析
3.[2022广东]酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是（ D ）
A.线粒体、囊泡B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质D.内质网、囊泡
解析 分泌蛋白的合成和分泌经过的细胞结构依次是核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡和细胞膜，最后分泌到细胞外；由于该突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中，则在细胞外检测不到分泌蛋白，还可能检测到分泌蛋白的结构包括内质网、内质网形成的囊泡，D符合题意。
4.[2022浙江6月]动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（ C ）
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
解析 消化酶是分泌蛋白，在核糖体上合成，A错误；核糖体无膜结构，不能形成包裹该酶的小泡，B错误；高尔基体具有分拣和转运蛋白质的作用，C正确；消化酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。
命题变式
[结论拓展型]题干条件不变，下列说法错误的是（ D ）
A.核糖体和内质网可以对该酶分别进行合成和加工
B.内质网和高尔基体均能形成包裹该酶的小泡
C.该酶的合成、加工及运输过程均主要消耗线粒体提供的能量
D.该酶分泌到细胞外需要细胞膜上转运蛋白的协助
解析 该消化酶的化学本质是蛋白质，属于分泌蛋白，核糖体和内质网可以对该酶分别进行合成和加工，A正确；核糖体无膜结构，能形成包裹该酶的小泡的结构是内质网和高尔基体，B正确；该酶的合成、加工和运输的过程需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体，C正确；该酶分泌到细胞外的方式为胞吐，不需要转运蛋白的协助，D错误。
思维提升
1.辨析与分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”
2.明确四类常见的分泌蛋白
命题点3 以囊泡运输为依托考查科学思维能力
5.[2023浙江6月改编]囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是（ A ）
A.囊泡与靶膜的识别与结合具有特异性
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
解析 由题干信息“没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态”可知，囊泡和靶膜的识别和结合具有特异性，A正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性——具有一定的流动性，C错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。
命题变式
[结论拓展型]题干信息不变，下列说法错误的是（ A ）
A.囊泡的产生依赖于生物膜上磷脂双分子层的疏水性
B.囊泡从出芽到融合是一个定向转运的生命活动过程
C.囊泡运输在一定程度上可以实现膜成分部分更新
D.囊泡运输受到干扰可能导致蛋白质在细胞质内堆积
解析 囊泡的产生依赖于生物膜上磷脂双分子层的流动性，A错误；囊泡转运是指囊泡以出芽的形式，从一种细胞器膜产生、脱离后又定向与另一种细胞器膜融合的过程，B正确；囊泡的形成与融合在一定程度上可以实现膜成分部分更新，C正确；囊泡可运输蛋白质，当其受到干扰可能导致蛋白质在细胞质内堆积，D正确。
6.[2021山东]高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是（ C ）
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
解析 由题意可知，如果含有短肽序列RS的蛋白质被错误转运到高尔基体，高尔基体可通过囊泡运输的方式将该类蛋白运回内质网，推测正常情况下含有短肽序列RS的蛋白质留在内质网，并不需要进入高尔基体内加工，所以该类蛋白应该属于胞内蛋白，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，A正确；该类蛋白通过囊泡运输的方式被运回内质网，囊泡运输的过程消耗ATP，B正确；由于RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱，所以高尔基体膜上的RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；RS功能的缺失会导致高尔基体内该类蛋白不能被RS受体特异识别并结合，进而使高尔基体不能以出芽的形式形成囊泡将该类蛋白运回内质网，故该类蛋白在高尔基体内的含量可能增加，D正确。
多角度归纳与囊泡运输有关的知识
生物膜
膜主要成分
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质（％）
49
18
64
62
78
脂质（％）
43
79
26
28
22
糖类（％）
8
3
10
10
少