高中人教版生物高一必修一配套文档：第3章_第2节_第2课时_细胞器之间的协调配合_word版含解析

第2课时细胞器之间的协调配合
[学习导航] 1.结合教材P48同位素示踪法的实验，掌握分泌蛋白的合成和运输。

2.阅读教材，简述生物膜系统的组成和功能。

3.理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都紧密联系的统一整体。

[重难点击] 1.分泌蛋白的合成和运输。

2.细胞膜系统的结构和功能。

课堂导入方式一：蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大，这时细胞
质中的核糖体多为游离型的，而内质网很贫乏。

但到5龄的后半期，腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时，则核糖体都与内质网结合，形成发达的粗面内质网。

蛋白质的合成场所是什么？核糖体有哪几种存在形式？丝心蛋白的合成场所是哪里？
方式二：蛋白质的种类和功能多种多样，如具有催化作用的酶，具有运输作用的载体，具有调节作用的激素等。

蛋白质有的在细胞内发挥作用，如催化光合作用的酶，有的要到细胞外去发挥功能，如抗体。

分泌到细胞外的蛋白质的合成与哪些细胞器有关呢？
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，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。

2．分泌蛋白的合成、加工和运输
(1)分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链。

(2)肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质。

内质网可以鼓出由膜形成的囊泡，包裹着要运输的蛋白质，离开内质网，到达高尔基体。

(3)囊泡膜与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜。

(4)囊泡膜与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。

(5)分泌蛋白的合成、加工和运输都需要线粒体提供能量。

合作探究
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
答案②④⑥。

2．与此蛋白质合成有关的细胞器有哪些？
答案核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

3．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？
答案曲线a、b、c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。

4．下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？
答案A是内质网，B是细胞膜，C是高尔基体。

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→⑤B．①→②→③→④
C．①→②→④→⑤D．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。

题图示①核膜、②核糖体、③内质网、④高尔基体、⑤细胞膜。

一题多变
(1)上题所示过程中，不同膜结构之间相互转化，以“出芽”方式进行的是____________之间、
________________________之间。

(2)在内质网和高尔基体之间、高尔基体和细胞膜之间起连接作用的结构是________。

答案(1)内质网膜和高尔基体膜高尔基体膜和细胞膜(2)囊泡
2．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，一直贮存在此囊泡中。

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 段切除以及加工成有活性的胰岛素，都是在高尔基体内进行的。

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．结构上的联系
生物膜的组成成分和结构很相似，它们在结构和功能上紧密联系，协调配合。

3．功能
(1)细胞膜给细胞提供了相对稳定的内部环境，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决定性作用。

(2)广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。

(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。

合作探究
1．下表是几种生物膜的化学成分，请分析：
(1)
答案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，但各组分的含量不同。

(2) 研究表明，线粒体的内膜要比外膜的功能复杂得多，据此推断生物膜功能的复杂程度主要取决于哪种成分？
答案功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。

2．下图是生物膜在结构上的联系，据图分析：
(1)图中的甲、乙分别是哪种生物膜？
答案甲是内质网膜，乙是高尔基体膜。

(2)生物膜之间的间接联系是如何实现的？
答案以囊泡的形式。

3．下列有关细胞生物膜系统的叙述，正确的是()
A．生物膜系统广阔的膜面积为多种化学反应所需的酶提供附着位点
B．各种生物膜化学组成和结构完全相同
C．生物膜系统由细胞器膜和细胞膜组成
D．各种细胞器膜之间毫无联系
答案 A
解析生物膜系统广阔的膜面积为多种化学反应所需的酶提供了大量的附着位点。

生物膜系统由细胞器膜、细胞膜和核膜组成，化学组成和结构相似，在结构和功能上紧密联系。

4．内质网膜与核膜、细胞膜相连，有利于与外界环境发生联系。

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，有利于酶的附着
B．提供细胞内物质运输的通道
C．提供核糖体附着的支架
D．参与细胞内某些代谢反应
答案 B
解析内质网是细胞内物质运输的重要通道。

一题多变
如图所示，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
答案 C
解析内质网内连核膜，外连细胞膜；同时能通过囊泡实现与高尔基体等膜的融合。

1．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。

2．下列有关生物膜结构和功能的叙述，不正确的是()
A．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般发达
B．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
C．溶酶体的酶(蛋白质)由内质网形成的囊泡直接运入
D．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中
答案 C
解析溶酶体内的酶是在核糖体上合成肽链，然后经内质网初步加工，再经高尔基体加工后运入的。

3．细胞内不同膜之间互相转化，可以直接转化的是()
A．内质网膜和高尔基体膜
B．高尔基体膜和细胞膜
C．内质网膜和细胞膜
D．核糖体膜与内质网膜
答案 C
解析A、B均是通过囊泡间接转化，D中核糖体无膜。

内质网膜与细胞膜直接相连，可以直接转化。

4．科学家在研究蚕丝腺细胞的亚显微结构时，取得这样的数据(见下表)，其研究结果表明，凡高产品种，丝腺细胞中粗面内质网特别发达，这一事实说明()
A.蛋白质在粗面内质网上合成
B．蛋白质在核糖体上合成
C．粗面内质网与蛋白质的加工、分泌有关
D．高尔基体与蛋白质分泌有关
答案 C
5．如图是动物某分泌细胞，向细胞内注射用放射性同位素3H标记的氨基酸，一段时间后，在细胞外检测到含有放射性的分泌蛋白。

请回答下列问题([]内填序号)：
(1)放射性同位素将出现在图中的细胞结构是______________(填序号)；参与该过程的细胞器是____________(填序号)。

(2)分泌蛋白⑥首先是由附着在[]________上的[]________合成的，该过程的实质是
________________________________________________________________________。

(3)在分泌蛋白的合成、运输和分泌过程中，需要的能量主要是由[ ]________提供的。

(4)图中②是________，在细胞内被形象地称为“深海中的潜艇”。

答案 (1)④⑤③②① ④⑤③⑦ (2)⑤ 内质网 ④ 核糖体 将氨基酸通过脱水缩合形成多肽链 (3)⑦ 线粒体 (4)囊泡
[基础过关]
1．下列物质中全是分泌蛋白的一组是( ) A ．唾液淀粉酶和细胞呼吸酶 B ．胰岛素和性激素 C ．抗体和胰蛋白酶 D ．血红蛋白和血浆蛋白 答案 C
解析 呼吸酶、血红蛋白属于胞内蛋白，性激素属于脂质。

2．下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是( )
答案 B
解析 生物膜系统是指具有膜的结构，B 是中心体，无膜结构，不属于生物膜系统。

3．用3H 标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成含3H 的物质X(一种蛋白质)并分泌到细胞外。

合成的物质X 及运输途径如下图。

其中的①、②分别表示( )
核糖体→①→②物质X,细胞膜――→物质X
细胞外
A ．内质网、高尔基体
B ．内质网、线粒体
C ．高尔基体、中心体
D ．高尔基体、线粒体
答案 A
解析 题图示分泌蛋白形成过程，①为内质网，②为高尔基体。

4．右图是一种细胞在进行某项生命活动前后几种生物膜的面积变化图。

请据图分析，在此变化过程中最可
能合成的物质是( ) A ．与呼吸有关的酶 B ．分泌蛋白 C ．性激素 D ．血红蛋白 答案 B
解析由题图可知，内质网在进行某项生命活动后膜面积有所减少，细胞膜面积稍微增加，而高尔基体的膜面积基本保持不变，由此可知，细胞进行的生命活动是合成一种分泌蛋白。

5．研究表明细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一些相同的蛋白质，而且这类蛋白质在细胞膜中含量较少，在内质网中含量较多，在高尔基体中含量介于两者之间。

据此可说明()
A．细胞膜是由内质网直接转化而来的
B．同一细胞中不同生物膜的成分、结构相同
C．高尔基体能够对蛋白质进行加工
D．生物膜在结构上具有统一性和差异性
答案 D
解析从题干“细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一些相同的蛋白质，而且这类蛋白质在细胞膜中含量较少，在内质网中含量较多，在高尔基体中含量介于两者之间”。

可说明生物膜在结构上具有统一性和差异性。

6．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
解析分泌蛋白最初在内质网上的核糖体上合成，进入内质网加工，然后以“出芽”的方式形成囊泡离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，在其内部进一步加工修饰，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，并移动到细胞膜与其融合，将蛋白质分泌到细胞外。

所以，在此过程中，囊泡在细胞内穿梭往来，高尔基体起重要的交通枢纽作用。

7．下列对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．内质网通过“出芽”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，离开高尔基体膜与细胞膜融合
答案 B
解析核糖体是没有膜结构的。

8．高尔基体是意大利神经解剖学家高尔基于1898 年发现的。

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有关
A．①②B．①③
C．②④D．③④
答案 D
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。

9．高尔基体具有极性，靠近细胞核的一面称为形成面，接近细胞膜的一面称为成熟面。

从形成面到成熟面，
膜的厚度和化学成分逐渐发生改变。

下列叙述正确的是()
A．形成面更似核膜，成熟面更似内质网膜
B．形成面更似内质网膜，成熟面更似细胞膜
C．形成面更似核膜，成熟面更似细胞膜
D．形成面更似内质网膜，成熟面更似核膜
答案 B
解析在分泌蛋白的分泌过程中，内质网形成的囊泡在形成面与高尔基体膜融合，而成熟面形成囊泡与细胞膜融合，故选B项。

10．如图a和b表示两种细胞器，下列叙述正确的是()
A．两种细胞器在动植物细胞中的功能相同
B．b内可进行蛋白质的合成
C．将肝细胞置于含有3H标记的亮氨酸的培养基中培养，放射性先出现在b中后出现在a中
D．a与合成多糖有关，b与合成脂质无关
答案 C
解析生物体结构与功能相适应，从图中看a表示高尔基体，b表示内质网，高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中主要与细胞分泌物的形成有关，所以a与细胞壁中纤维素的合成有关，b与脂质的合成有关；蛋白质的合成场所是核糖体；将肝细胞置于含有3H标记的亮氨酸的培养基中培养，3H标记的亮氨酸先出现在核糖体中参与蛋白质的合成，然后被运入内质网(b)中进行加工运输，再出现在高尔基体(a)中进行进一步的加工。

[能力提升]
11．在一定时间内使用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]、[7]部位。

请据图回答下面的问题：
(1)图中[1]、[4]、[6]分别代表的结构是________、____________、____________。

(2)图中[7]是________，是由[2]________合成的，请举[7]的一个具体实例，如________。

(3)[1]的功能是____________________________。

[3]、[5]都叫________，分别由图中的________和________形成。

(4)[4]的功能是__________________________________________________。

(5)[7]的合成、加工、运输过程所需大量能量由[]________供给。

(6)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)蛋白质的合成、加工及脂质的合成囊泡内质网膜高尔基体膜(4)对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装(5)8线粒体(6)结构功能
解析(1)由图示结构可知，[1]是内质网，[4]为高尔基体，[6]为细胞膜。

(2)图中的[7]为分泌蛋白，是在内质网上的核糖体上合成的，如胰岛素、胃蛋白酶、胰高血糖素等。

(3)内质网是细胞内蛋白质合成、加工及脂质合成的车间，图中[3]、[5]都是囊泡，分别由内质网、高尔基体通过出芽的形式形成。

(4)图中[4]是高尔基体，在分泌蛋白的合成及分泌过程中，对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装。

(5)分泌蛋白合成及分泌过程中，所需能量主要来自于线粒体的有氧呼吸。

(6)从分泌蛋白的合成、运输、分泌过程可看出，细胞内的生物膜在结构和功能上具有一定的连续性。

12．用35S标记一定量的氨基酸，并用来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)，请回答下列问题：
(1)请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是______________________。

高尔基体在此过程中所起的作用是_________________________________________。

(2)请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依次是
________________________________________________________________________。

(3)导致f曲线先增加后减少的原因：__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)核糖体、内质网、高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的加工、分类和包装，然后形成包裹着蛋白质的囊泡(2)内质网、细胞膜、高尔基体(3)内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加；被进一步修饰加工的蛋白质，再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减少
13．下图甲为内质网结构局部放大模式图，图乙为分泌蛋白从合成到排出细胞的全过程，请回答下列问题：
(1)分泌蛋白是在内质网上的核糖体上合成的，而不是在游离的核糖体上合成的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)图乙中①②③均代表细胞的某种结构，它们依次是________、________和________。

答案(1)分泌蛋白的合成和加工不能仅靠核糖体完成
(2)内质网高尔基体囊泡
解析图甲是粗面内质网的局部放大图，核糖体上合成的蛋白质(如分泌蛋白)通过内质网腔运送到高尔基体及细胞的其他部位，蛋白质的具体合成与排出过程可见图乙。

根据两图可知，分泌蛋白的合成需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等参与，其中核糖体的作用是将氨基酸合成肽链，内质网加工肽链形成蛋白质，以囊泡的形式运到高尔基体进行加工修饰，再以囊泡的形式运到细胞膜，与其融合，将蛋白质分泌到细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。

[走进高考]
14．(2015·安徽卷，1)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。

下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是()
答案 D
解析抗体属于分泌蛋白，其合成的场所是附着在内质网上的核糖体，其加工场所为内质网、高尔基体。

15．(2014·江苏卷，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
答案 A
解析A项，性激素的化学本质为脂质，内质网是脂质的合成车间。

B项，在分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程中，由核糖体形成的多肽在内质网中进行初步加工后，被包裹在囊泡中运往高尔基体做进一步的修饰加工。

C项，膜蛋白的形成过程类似于分泌蛋白的形成过程，核糖体上合成的多肽经内质网和高尔基体的加工后，通过囊泡运输到膜上。

D项，内质网既可参与脂质等物质的合成，也参与蛋白质等物质的运输。