2025版高考生物一轮总复习教案必修1第二单元细胞的基本结构与物质输入和输出第二讲细胞器和生物膜系统考点三细胞器之间的协调配合与生物膜系统

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知|识|巩|固
1．生物膜系统的组成和功能
生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。
2．各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
(2)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，大都具有流动性。
②在结构上具有一定的连续性，如图所示：
3．细胞器之间的协调配合
在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，细胞器之间的协调配合如图所示：
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)消化酶、抗体、激素和神经递质的合成分泌过程都需要核糖体、内质网和高尔基体参与。( × )
(2)肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。( × )
(3)囊泡在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，其中起重要交通枢纽作用的是内质网。( × )
(4)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成，有利于细胞代谢的有序进行。( × )
(5)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。( × )
延|伸|探|究
2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家，因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理，也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。
(1)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会储存在结构⑤中，推断结构⑤是什么？由内质网、高尔基体加工的蛋白质一定是分泌蛋白吗？
提示：结构⑤是溶酶体。由内质网、高尔基体加工的蛋白质不一定是分泌蛋白。
(2)图乙中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外，据图推测可能的原因是什么？此过程体现了生物膜具有什么功能？
提示：囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合。体现了生物膜具有信息交流的功能。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化
分别用直方图和曲线图表示如下：
直方图：
曲线图：
2．从“生命的系统观”角度理解生物膜系统在组成、结构和功能上的联系
精|准|命|题
考向一 围绕分泌蛋白的合成、加工和分泌过程，考查理解能力
》例1 (2021·海南卷，2)分泌蛋白在细胞内合成与加工后，经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是( C )
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．囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换
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．合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞
解析： 根据题意可知，该细胞为真核细胞，所以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，A正确；分泌蛋白在合成与加工的过程中会实现膜组分的更新，B正确；生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜，C错误；分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，D正确。
1．辨析与分泌蛋白形成“有关的结构”“有关的细胞器”和“有关的膜结构”
2．明确四类常见的分泌蛋白
〔变式训练1〕 (2024·广州白云区模拟)细胞中新合成肽的去向由该新生肽末端的信号肽决定。信号肽一般由15～30个氨基酸组成，通常位于分泌蛋白的氨基端，负责把肽引导进具膜结构的细胞器中。已知KDEL序列是位于蛋白质羧基端的四肽序列，凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中，称为内质网驻留蛋白。下列说法错误的是( B )
A．信号肽的组成元素包括C、H、O、N，与内质网膜的组成元素不完全相同
B．信号肽可引导新生成的肽直接转移至高尔基体进行加工、分类、包装
C．内质网驻留蛋白可能参与其他分泌蛋白的折叠、加工
D．若将KDEL序列添加到胰岛素前体的羧基端，则胰岛素将滞留在内质网中无法分泌
解析：信号肽一般是由15～30个氨基酸组成的，其组成元素主要有C、H、O、N，内质网膜含有蛋白质和磷脂分子，其组成元素一定有C、H、O、N、P，两者组成元素不完全相同，A正确；信号肽可引导新生成的肽先转移至内质网进行初步加工，进一步转移至高尔基体，B错误；内质网驻留蛋白是留在内质网中的蛋白质，推断内质网驻留蛋白可能参与其他分泌蛋白的折叠、加工，C正确；根据题干信息“KDEL序列是位于蛋白质羧基端的四肽序列，凡是含此序列的蛋白质都会被滞留在内质网中”，推断若将KDEL序列添加到胰岛素前体的羧基端，则胰岛素将滞留在内质网中无法分泌，D正确。
考向二 借助蛋白质的分泌和囊泡运输，考查解决问题能力
》例2 (2021·山东卷)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： 据题意分析，错误转运到高尔基体含短肽序列RS的蛋白质，才会被运回内质网。消化酶和抗体都属于分泌蛋白，需要转运到高尔基体进一步加工后分泌到细胞外，不属于该类蛋白，A正确；囊泡运输需要消耗能量，由ATP直接供能，B正确；根据题目信息“将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”可知，含RS序列的蛋白质在高尔基体与RS受体结合并在内质网中与RS受体分离，又根据题目信息“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”可知，在高尔基体RS与RS受体结合能力强，高尔基体pH较低，在内质网RS与RS受体结合能力弱，内质网pH较高，C错误；RS功能缺失，错误运输到高尔基体的蛋白质不能运回内质网，该类蛋白质会在高尔基体积累，D正确。
与囊泡运输有关的知识归纳
〔变式训练2〕 (2023·韶关一模)人体细胞内的运输系统是一个非常精密而又复杂的系统。如图表示细胞内物质甲的合成、运输及分泌过程中囊泡的运输机制。细胞内囊泡运输机制一旦失控，会引起很多疾病。下列分析错误的是( C )
A．物质甲可能来自核糖体，该运输过程需要线粒体提供能量
B．内质网膜出芽形成囊泡体现了生物膜的结构特点
C．囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含多糖的种类
D．囊泡运输机制失控的原因可能是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移
解析： 物质甲可能是来自核糖体的多肽，经过内质网的加工过程之后，通过出芽形成囊泡从内质网中运输出去，该运输过程需要线粒体提供能量，A正确；内质网膜出芽形成囊泡说明内质网膜具有流动性，即该过程体现了生物膜的结构特点，B正确；由图可知，囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含蛋白质的种类，C错误；囊泡运输机制是通过囊泡形成、运输、融合、脱落等过程实现的，若该运输机制失控则可能的原因是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移，D正确。
考向三 围绕细胞的生物膜系统，考查生命观念
》例3 (2024·河南名校联盟)生物膜的结构与功能存在着密切的联系。下列叙述错误的是( C )
A．细胞膜是选择透过性膜，细胞衰老时其通透性会发生改变
B．线粒体内膜和叶绿体的类囊体薄膜上都分布有催化ATP合成的酶
C．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
D．神经细胞含有许多突起以增加细胞膜面积，有利于兴奋的传递
解析： 细胞膜是选择透过性膜，细胞衰老时其通透性会发生改变，导致物质运输功能降低，A正确；线粒体内膜和叶绿体的类囊体薄膜能够合成ATP，其上分布有ATP合成酶，B正确；线粒体DNA位于线粒体的基质中，C错误；神经细胞含有大量突起，增加了神经细胞膜的面积，有利于兴奋的传递，D正确。
〔变式训练3〕 (2024·山东聊城调研)生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是( D )
A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，构成细胞膜的脂质中最丰富的是胆固醇
B．性激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞
C．大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构
D．细胞内许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
解析：构成细胞膜的脂质中最丰富的是磷脂，A错误；性激素属于脂类物质，通过自由扩散进入细胞，其受体在细胞内，B错误；生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构组成。大肠杆菌为原核生物，没有生物膜系统，C错误。