第2课时 细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统.docx

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第2课时细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统

第2课时　细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统

内容标准要求

核心素养对接

学业质量水平

1.结合分泌蛋白的合成、加工和运输理解细胞器之间的协调配合。

2.简述生物膜系统的组成及功能。

1.生命观念——通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。

水平二

2.科学思维——通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输过程相关过程的理解。

水平三

研读教材·梳理探究

细胞器之间的协调配合

———————————————知识梳理———————————————

1.分泌蛋白的概念及实例

（1）概念：

在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。

（2）实例：

消化酶、抗体和一部分激素。

2.分泌蛋白合成和分泌的过程

（1）合成场所：

附着在内质网上的核糖体。

（2）合成、加工、运输过程：

（3）提供能量的细胞器：

线粒体。

（2）酶附着的位点——为生化反应的进行创造条件

（3）把各种细胞器分隔开——保证细胞生命活动高效、有序地进行

———————————————素养提升———————————————

科学思维——细胞器之间的协调配合

1.分泌蛋白的合成和运输

（1）图中甲、乙、丙、丁和戊分别是________、________、________、________和________。

（2）乙的作用是________，然后以囊泡的形式将物质运至丙，丙的作用是________。

然后丙也是以囊泡的形式将物质运至丁，分泌到细胞外。

乙和丙之间、丙和丁之间可以以囊泡的形式运输物质，说明了_____________________________________

_____________________________________________________________________。

提示　

（1）核糖体　内质网　高尔基体　质膜　线粒体

（2）对分泌蛋白进行初步加工和运输　对分泌蛋白进行进一步加工　生物膜具有一定的流动性

2.相关膜面积的变化

下图表示在分泌蛋白合成和运输过程前、后内质网膜、高尔基体膜、质膜三种膜面积大小的变化，请据图回答下列问题。

该过程中，内质网膜、高尔基体膜及质膜的成分均实现了更新

（1）写出序号①②③分别代表的相关结构。

①________；②________；③________。

（2）试依据分泌蛋白的运输过程，分析②发生该变化的原因。

提示　

（1）内质网　高尔基体　质膜

（2）高尔基体先得到了来自内质网的部分生物膜，所以膜面积增大；随后又提供出一部分生物膜形成囊泡运输至质膜，所以膜面积又减少，所以在分泌蛋白合成和运输的整个过程中，高尔基体膜面积几乎不变。

[典例1]下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。

下列叙述错误的是（　　）

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，氨基酸在核糖体上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，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，因为原核细胞中只有核糖体一种细胞器。

答案　D

[变式训练1]下列细胞中，含高尔基体和内质网较多的是（　　）

A.神经细胞　　　　　B.唾液腺细胞　　　　　

C.汗腺细胞　　　　　D.肌细胞

解析　神经细胞进行神经传导，需要较多的能量，线粒体较多，A错误；唾液腺细胞能分泌较多的消化酶，需要内质网和高尔基体的加工和运输，因此含高尔基体和内质网较多，B正确；汗腺细胞分泌汗液，其中不含蛋白质，因此所含高尔基体和内质网相对较少，C错误；肌细胞没有细胞分泌功能，则内质网和高尔基体含量不多，D错误。

答案　B

联想质疑

★分泌蛋白形成的过程图解。

★分泌蛋白的形成与分泌过程体现了细胞器之间的协调配合以及生物膜在结构和功能上的相互联系。

“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工、运输

1.与分泌蛋白形成的“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”分别有哪些？

提示：

①有关细胞器：

线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。

②有关结构：

线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。

③有关膜结构：

线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。

2.线粒体有没有直接参与分泌蛋白的合成、加工和分泌过程？

提示：

没有，线粒体间接为上述过程供能。

　　　　　　　　　　　　　　细胞的生物膜系统

———————————————知识梳理———————————————

1.生物膜的组成和特点

生物体内的膜结构并不都属于生物膜，如眼角膜、视网膜，小肠黏膜等

（1）生物膜系统

细胞内所有的,膜的总称

（2）特点：

①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、协调配合。

———————————————素养提升———————————————

生命观念——生物膜在结构和功能上的联系

（1）结合上图，用箭头表示出三种生物膜在结构上的直接联系。

提示　

（2）分析内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上是如何间接联系的，并说明在功能上有何关系。

①间接联系：

________________________________________________________。

②功能关系：

________________________________________________________。

提示　①通过形成囊泡发生结构上的联系　②功能虽然不同，但需要相互协调，共同完成某项生理过程，如分泌蛋白的加工和运输过程

[典例2]下面为细胞的生物膜系统的概念图，据图判断下列叙述正确的是（　　）

A.图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器

B.若d是叶绿体，则m、n一定是外膜和内膜

C.图中p一定是线粒体的内膜

D.图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜

解析　性激素属于脂质，是在内质网上合成的，由此可确定f是内质网膜，结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定g是囊泡，h是高尔基体膜，c是细胞膜，d和e为叶绿体膜和线粒体膜，b为细胞器膜，a是核膜。

答案　D

[变式训练2]下列有关内质网结构和功能的叙述，错误的是（　　）

A.内质网是由一系列单位膜构成的囊腔和细管组成的

B.通过内质网使细胞膜和核膜连成为一个整体

C.经内质网加工的某些蛋白质被送到溶酶体等细胞内的目的地

D.高尔基体膜和内质网膜可直接联系

解析　内质网向内与细胞核膜相连，向外与细胞膜相连，使细胞膜与核膜连成为一个整体；高尔基体与内质网通过囊泡间接相连。

答案　D

联想质疑

【拓展提升】

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，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）在结构上具有一定的连续性，图示如下：

（2）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。

原核细胞具备生物膜系统吗？

提示：

不具备。

原核细胞只有细胞膜而没有核膜和细胞器膜。

课堂小结

随堂检测

1.内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（　　）

A.扩展细胞内膜面积，为细胞内所有核糖体提供附着场所

B.提供细胞内物质运输的通道

C.内质网由两层膜组成，是蛋白质的合成场所

D.参与细胞内某些代谢反应

解析　有的核糖体游离在细胞质基质中，A错误；内质网外与细胞膜相连，内与核膜相连，方便于细胞内的物质运输，B正确；内质网只有单层生物膜，C错误；内质网虽然参与细胞内的某些代谢活动，但与题干中的与其他生物膜连接无关，D错误。

答案　B

2.下列关于生物膜的叙述，错误的是（　　）

A.功能越复杂的生物膜蛋白质的种类和数量就越多

B.生物膜的化学组成基本相同

C.叶绿体的外膜和内膜都属于生物膜系统

D.溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构

解析　核糖体无生物膜。

答案　D

3.如右图所示，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　内质网膜内连核膜，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

4.“分子伴侣”在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽折叠、

组装或转运。

根据所学知识推测“分子伴侣”主要存在于（　　）

A.核糖体B.内质网

C.高尔基体D.溶酶体

解析　肽链的组装、折叠、转运主要在内质网中进行，而高尔基体则是对蛋白质进行进一步加工、分类和包装。

答案　B

5.如图为细胞中生物膜系统的概念图，A～F为结构，①②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：

________；F：

________。

（2）图中未表现出来的两种具膜细胞器是________、________。

（3）完成过程①和②的膜结构是________，这个过程依赖于生物膜的结构特点是________________。

（4）B主要是由________和________组成。

解析　

（1）分析图示可知：

A为核膜，B为细胞膜，C为叶绿体，D为线粒体，E为内质网，F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，这个过程依赖于生物膜的结构特点是具有一定的流动性。

（4）B（细胞膜）主要是由蛋白质和磷脂组成。

答案　

（1）核膜　细胞膜　高尔基体　

（2）液泡　溶酶体　（3）囊泡　具有一定的流动性　（4）蛋白质　磷脂

课时作业

（时间：

30分钟）

知识点1　分泌蛋白的合成与分泌

1.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　分泌蛋白应先经内质网初步加工，再运往高尔基体进行最终加工。

答案　C

2.黄曲霉素是毒性极强的致癌物质，有关研究发现，它能引起细胞中的核糖体不断地从内质网上脱落下来，这一结果直接导致（　　）

A.中心体被破坏B.高尔基体被破坏

C.细胞膜被破坏D.蛋白质合成受到影响

解析　分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，然后转移到内质网上进行初加工，再进入高尔基体进行进一步加工，最后通过细胞膜分泌出去。

黄曲霉素能引起细胞中的核糖体不断地从内质网上脱落下来，使得分泌蛋白不能进入内质网进行加工，合成受到影响，选D。

答案　D

3.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

解析　性激素的化学本质是脂质，合成场所是光面内质网，而内质网上的核糖体合成的是分泌蛋白，A错误；在分泌蛋白的合成过程中，内质网形成囊泡，向高尔基体运输，B正确；膜蛋白在核糖体上合成，需要内质网和高尔基体的加工和运输，C正确；内质网是有机物的“合成车间”，蛋白质运输的通道，D正确。

答案　A

4.如图表示某分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c、d表示过程。

下列说法不正确的是（　　）

A.物质X可能是细胞呼吸酶

B.磷脂总量最多的细胞器是①

C.③有两层生物膜

D.d过程体现了细胞膜具有流动性的特点

解析　物质X是分泌蛋白，而细胞呼吸酶是胞内蛋白，物质X不可能是细胞呼吸酶，A错误。

答案　A

5.用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图乙所示。

有关叙述错误的是（　　）

A.图甲中a曲线所指的细胞结构是内质网

B.图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体

C.图乙中f曲线表示的细胞结构是高尔基体

D.图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网

解析　分泌蛋白在核糖体上合成，核糖体上的放射性强度首先增大，a曲线所指的细胞结构是核糖体，A项错误。

答案　A

6.一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制，即为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡（分子垃圾袋）形成，将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到了内部“回收利用工厂”，在那里将废物降解，使组件获得重新利用。

下列相关叙述，正确的是（　　）

A.细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供

B.“分子垃圾袋”应主要由磷脂和蛋白质构成

C.“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是氨基酸或核苷酸

D.人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体等

解析　蛋白质合成的场所是核糖体，合成过程需要的能量应由线粒体提供，A错误；“分子垃圾袋”应由细胞内的膜状结构构成，主要成分为磷脂和蛋白质，B正确；溶酶体内含大量水解酶，可将蛋白质水解成氨基酸供细胞重新利用，但没有核苷酸，C错误；中心体与细胞的有丝分裂有关，但与囊泡形成无关，D错误。

答案　B

知识点2　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（　　）

解析　中心体无膜结构，不属于生物膜系统。

答案　B

8.细胞内有三种结构的膜可以相互转化。

这三种结构是（　　）

A.细胞核、高尔基体、线粒体

B.细胞膜、高尔基体、内质网

C.高尔基体、内质网、中心体

D.内质网、高尔基体、核糖体

解析　内质网出芽，形成小泡与高尔基体融合，高尔基体出芽形成小泡，转移到细胞膜，与细胞膜融合，把大分子排出细胞。

答案　B

9.下列关于生物膜系统的叙述，正确的是（　　）

A.原核细胞无核膜及细胞器膜因而不具有生物膜

B.细胞膜功能的复杂程度取决于磷脂的种类和数量

C.内质网膜为多种酶提供了大量的附着位点

D.高尔基体膜与内质网膜在结构上直接联系

解析　原核细胞具有细胞膜这种膜结构，因此具有生物膜，A错误；细胞膜功能的复杂程度取决于蛋白质的种类和数量，B错误；高尔基体膜与内质网膜在结构上没有直接联系，可以通过具膜的囊泡间接相连，D错误。

答案　C

10.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、叶绿体、核糖体等都属于生物膜系统

C.生物膜把细胞质分为多个微小的结构，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

解析　各种生物膜的化学组成相似，基本结构相同，A错误；在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体等，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，核糖体为无膜结构，不属于生物膜系统的组成，B错误；细胞膜是单层膜结构，D错误。

答案　C

11.对细胞内各种生物膜的结构和组成的叙述错误的是（　　）

A.主要由蛋白质、脂质组成

B.磷脂分子是各种生物膜的基本成分

C.不同生物膜的蛋白质的种类和数量不同

D.内质网膜能转化为高尔基体膜，说明两者的化学组成完全相同

解析　各种生物膜主要由蛋白质、脂质组成；磷脂双分子层构成生物膜的基本支架；不同生物膜的蛋白质种类和数量的差异导致了功能的差异；内质网膜能转化为高尔基体膜，说明两者的化学组成相似，但并非完全相同。

答案　D

12.下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，错误的是（　　）

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菌

C.囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜在结构上的间接联系

D.COPⅡ可以帮助偶然掺入到乙中的某些蛋白质回收到甲中

解析　由题图可知，和核膜相连的甲为内质网，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菌；COPⅠ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

13.高尔基体是意大利神经解剖学家高尔基于1898年发现的。

下列有关高尔基体的叙述，正确的是（　　）

①高尔基体与植物细胞、细菌细胞壁的形成有关　②在光学显微镜下能够观察到泡状结构的高尔基体　③神经细胞内分泌物的形成与高尔基体有关　④高尔基体与细胞膜成分的更新密切相关

A.①②B.①③

C.②④D.③④

解析　细菌细胞中没有高尔基体；高尔基体在光学显微镜下观察不到。

答案　D

14.下图甲表示细胞内某种物质的合成和转运过程，图乙表示几种膜结构膜面积的变化。

据图回答下列问题：

（1）图中的C物质是蛋白质，则结构A是________，C物质形成的方式是________。

（2）C、D代表由细胞内有关结构合成的物质，下列物质中属于C、D类物质的分别是________、________。

a.呼吸酶　b.线粒体膜的组成蛋白　c.胰岛素　d.血红蛋白

（3）G是合成D物质的原料，则G物质从细胞外进入细胞形成D物质到排出细胞外所经过的膜结构依次是________________（用“→”和文字表示）。

（4）若图乙表示胰岛素合成和分泌过程中的细胞膜、内质网膜和高尔基体膜的面积变化，则①②③分别表示的结构是________________________________________

__________________________________________________________________。

解析　

（1）、

（2）氨基酸在核糖体上进行脱水缩合合成蛋白质。

C、D分别代表胞内蛋白和分泌蛋白，呼吸酶、线粒体膜的组成蛋白和血红蛋白都是胞内蛋白，胰岛素属于分泌蛋白。

（3）G物质从细胞外进入细胞形成D物质到排出细胞外所经过的膜结构依次是细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜，特别需注意的是G物质进入细胞、D物质排出细胞都要经过细胞膜，不能漏答。

（4）在分泌蛋白的加工过程中，内质网“出芽”形成囊泡融入高尔基体，高尔基体“出芽”形成囊泡融入细胞膜，故最终是内质网的膜面积减小，细胞膜的膜面积增大，而高尔基体的膜面积相对稳定。

答案　

（1）核糖体　脱水缩合　

（2）abd　c

（3）细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜

（4）内质网、高尔基体、细胞膜

15.如图表示腺细胞合成与分泌酶原（一种分泌蛋白）颗粒的大体过程，请据图完成有关问题：

（1）在胰腺细胞内部，消化酶的合成场所是[　]________；对酶进行加工和包装的场所是[　]________和[　]________。

（2）酶以________形式运输到加工的场所。

（3）除囊泡外，参与酶原颗粒分泌过程的非细胞器结构还有________。

（4）酶原颗粒的合成、运输、加工和分泌需要能量，与能量生成极为密切的细胞器是[　]_______________________________________________________________。

解析　

（1）消化酶是分泌蛋白，其合成场所是内质网上的核糖体，加工部位是内质网和高尔基体。

（2）核糖体上合成出的是多肽，运输至内质网进行初步加工。

（3）分泌蛋白的加工和运输过程不仅需要四种细胞器参与，还需要细胞膜参与，细胞膜不属于细胞器。

（4）分泌蛋白的合成、运输、加工和分泌需要能量，能量主要由线粒体提供。

答案　

（1）①　内质网上的核糖体　②　内质网　

④　高尔基体　

（2）多肽　（3）细胞膜　（4）⑧　线粒体