3-2 細胞器之間的分工合作（第2課時）（教師版）-高一生物同步講義（人教2019必修1）

3.2細胞器之間的分工合作（2）目標導航目標導航1.了解同位素標記法及同位素標記法在生物學研究中的應用。2.通過學習分泌蛋白合成、加工、分泌過程，理解細胞器的分工合作。3.通過學習生物膜系統(tǒng)，了解生物膜系統(tǒng)的組成和功能，從系統(tǒng)觀的角度理解細胞結構之間的聯系。知識精講知識精講知識點01同位素標記法1.同位素是指質子數相同，中子數不同的同一元素的原子，如16O與18O，12C與14C。2.同位素標記法是指用物理性質特殊的同位素來標記化學反應中原子的去向。3.同位素標記法的作用：同位素標記可用于示蹤物質的運行和變化規(guī)律?！咎貏e提醒】同位素并不都具有放射性：具有放射性的，如14C、32P、3H、35S等；不具有放射性的，如15N、18O等。知識點02細胞器之間的協(xié)調配合1.分泌蛋白是在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的一類蛋白質叫作，如消化酶、抗體和一部分激素等?？茖W家研究豚鼠的胰腺腺泡細胞分泌蛋白形成過程時，采用的方法是同位素標記法。2.分泌蛋白的合成和運輸過程：下圖中[6]表示某種分泌蛋白。[6]的合成和運輸過程是：在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成→當合成了一段肽鏈后，肽鏈會與核糖體一起轉移到[⑤]粗面內質網上繼續(xù)合成→邊合成邊轉移到內質網腔內，→經過加工、折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質→[②]囊泡→進入[③]高爾基體對蛋白質進一步修飾加工→[②]囊泡→與細胞膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。分泌蛋白的合成、加工、運輸的過程中消耗的能量主要由[⑦]線粒體提供?！疽族e提示】①內質網產生的具膜小泡和高爾基體融合成為高爾基體的一部分，高爾基體產生的具膜小泡和細胞膜融合成為細胞膜的一部分。②高爾基體可完成分泌蛋白的加工，但不能進行蛋白質的合成。高爾基體不能完成分泌蛋白的合成與加工。③在核糖體上合成的消化酶需要經過內質網和高爾基體的加工才具有生物活性。消化酶在粗面內質網上的核糖體合成后還沒有生物活性。知識點03細胞的生物膜系統(tǒng)1.組成由細胞膜、核膜、具膜細胞器的膜共同構成。2.特點各種生物膜的組成成分和結構相似，在結構和功能上緊密聯系，進一步體現了細胞內各種結構之間的協(xié)調與配合。3.功能①使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質運輸、能量轉化和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。②廣闊的膜面積為多種酶提供了附著位點。③把各種細胞器分隔開，使得細胞內能夠同時進行多種化學反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。【特別提醒】①囊泡是生物膜。視網膜、腸黏膜不是生物膜。②原核細胞除細胞膜外無其他膜結構，因此沒有生物膜系統(tǒng)。能力拓展能力拓展考法01同位素標記法放射性同位素標記法在生物化學和分子生物學領域應用極為廣泛，它為揭示體內和細胞內理化過程的秘密，闡明生命活動的物質基礎起了極其重要的作用。闡明生物體內物質處于不斷更新的動態(tài)平衡之中，是放射性同位素標記法對生命科學的重大貢獻之一。體內存在著很多種物質，究竟它們之間是如何轉變的，如果在研究中應用適當的同位素標記物作標記劑分析這些物質中同位素含量的變化，就可以知道它們之間相互轉變的關系，還能分辯出誰是前身物，誰是產物，分析同位素標記劑存在于物質分子的哪些原子上，可以進一步推斷各種物質之間的轉變機制?！镜淅?】下列有關同位素標記法的敘述，錯誤的是（）A．同位素標記法可用于示蹤物質的運行和變化規(guī)律B．14C、32P、3H、35S、15N、18O都是同位素標記法常用的同位素C．生物學研究中，同位素標記法常用的同位素都具有放射性D．研究分泌蛋白的合成和運輸可向細胞中注射3H標記的氨基酸【答案】C【解析】同位素標記法可用于示蹤物質的運行和變化規(guī)律，A正確；14C、32P、3H、35S、15N、18O都是同位素標記法常用的同位素，B正確；生物學研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，如15N、18O等，C錯誤；研究分泌蛋白，可以將合成蛋白的原料氨基酸進行標記，可以用氫原子的同位素，D正確?？挤?2細胞器之間的協(xié)調配合1.在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸，檢測放射性依次出現的部位。放射性最先出現在附著在內質網上的核糖體中，然后依次出現在內質網、高爾基體和細胞膜等結構上。如下圖所示：2.在分泌蛋白的合成、加工、運輸過程中，生物膜系統(tǒng)各部分之間協(xié)調配合如下圖所示：3.分泌蛋白加工和運輸過程中，內質網膜面積減小，高爾基體膜面積基本不變，細胞膜面積相對增大。如下圖所示：【典例2】如圖表示細胞中某種生物大分子的合成及運輸路線。下列相關敘述正確的是()A.該生物大分子可能是抗體或性激素B.①可能是核糖體也可能是中心體C.該物質經“②→③→④”的運輸過程需要囊泡D.該物質運輸過程體現了生物膜具有選擇透過性【答案】C【解析】結合圖示分析，該生物大分子最可能是分泌蛋白，其中①為核糖體、②為內質網、③為高爾基體，性激素為小分子物質，A錯誤；中心體無物質合成功能，B錯誤；該物質從內質網到高爾基體到細胞膜的過程中通過囊泡進行運輸，C正確；該物質的運輸過程體現了生物膜的流動性，D錯誤?？挤?3細胞的生物膜系統(tǒng)1.在化學成分上的聯系：各種生物膜組成成分相似，主要由脂質、蛋白質和少量糖類組成，但每種成分所占的比例不同。2.在結構上的聯系：內質網膜與細胞膜、核膜直接相連，內質網膜與高爾基體膜、高爾基體膜與細胞膜間接相連。如下圖所示：【典例3】下列有關細胞的生物膜系統(tǒng)，說法錯誤的是()A.原核細胞有生物膜，但不具有生物膜系統(tǒng)B.類囊體膜不屬于生物膜系統(tǒng)C.細胞中不同生物膜在成分上是有差別的D.細胞的生物膜系統(tǒng)之間存在結構和功能上的聯系【答案】B【解析】原核細胞只有細胞膜一種生物膜，沒有細胞器膜和核被膜，不具有生物膜系統(tǒng)，A項正確；類囊體膜也是生物膜，它屬于生物膜系統(tǒng)，B項錯誤；細胞中不同生物膜的功能不同，推測不同生物膜在成分上有差別，C項正確；細胞的生物膜系統(tǒng)之間存在結構和功能上的聯系，分泌蛋白的合成、加工和運輸過程可以證明，D項正確。分層提分分層提分題組A基礎過關練1.下列物質不屬于分泌蛋白的是()A.唾液淀粉酶B.胰島素C.抗體 D.血紅蛋白1.【答案】D【解析】血紅蛋白存在于紅細胞中，不屬于分泌蛋白。2.下列結構中不屬于生物膜系統(tǒng)的是（）A.細胞膜B.核膜C.溶酶體膜D.中心體膜2.【答案】D【解析】組成生物膜系統(tǒng)的是細胞膜、核膜和細胞中具有膜的細胞器。中心體沒有膜結構，不屬于生物膜系統(tǒng)。3.下列關于細胞結構和功能的敘述，正確的是()A.有內質網的細胞不一定是真核細胞B.有中心體的細胞一定是動物細胞C.有高爾基體的細胞不一定有分泌功能D.有核糖體的細胞合成的蛋白質一定是分泌蛋白3.【答案】C【解析】有內質網的細胞一定是真核細胞，原核細胞沒有內質網；有中心體的細胞可能是低等植物細胞，也可能是動物細胞；高爾基體普遍存在于高等動、植物細胞中，無論細胞有無分泌功能；有核糖體的細胞合成的蛋白質不一定是分泌蛋白。4.科學家用含3H標記的亮氨酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)豚鼠的胰腺腺泡細胞，下表為在腺泡細胞幾種結構中最早檢測到放射性的時間統(tǒng)計表。下列敘述正確的是()細胞結構附著有核糖體的內質網高爾基體靠近細胞膜的囊泡時間/min317117A.形成分泌蛋白的多肽最早在粗面內質網內合成B.高爾基體膜向內與內質網膜相連,向外與細胞膜相連C.高爾基體具有合成分泌蛋白的作用D.靠近細胞膜的囊泡可由高爾基體形成4.【答案】D【解析】形成分泌蛋白的多肽最早在核糖體上合成，高爾基體并不直接與內質網和細胞膜相連，而是通過囊泡間接相連，在形成分泌蛋白時對蛋白質進行分類、包裝等。5.下列有關細胞的生物膜系統(tǒng)的說法,正確的是()A.細胞膜、葉綠體的內膜與外膜、內質網膜以及小腸黏膜都屬于生物膜系統(tǒng)B.所有的酶都在生物膜上，沒有生物膜生物就無法進行各種代謝活動C.生物膜的組成成分和結構都是一樣的，在結構和功能上緊密聯系D.細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，使細胞內的化學反應不會互相干擾5.【答案】D【解析】小腸黏膜不屬于細胞的生物膜系統(tǒng)，有些酶分布在細胞質基質中；生物膜的組成成分基本相同，但是含量存在一定差異；生物膜使細胞內區(qū)室化，從而使細胞內的多種化學反應不會互相干擾。6.研究表明細胞膜、內質網膜和高爾基體膜中具有一些相同的蛋白質，而且這類蛋白質在細胞膜中含量較少，在內質網中含量較多，在高爾基體中含量介于兩者之間。據此可說明()A.細胞膜是由內質網直接轉化而來的B.同一細胞中不同生物膜的成分、結構相同C.高爾基體能夠對蛋白質進行合成D.生物膜在結構上具有統(tǒng)一性和差異性6.【答案】D【解析】根據題意，相同的蛋白質在內質網、高爾基體和細胞膜中都有，說明生物膜在結構上具有統(tǒng)一性，但它們蛋白質的含量不同，說明生物膜在結構上具有差異性。題組B能力提升練7.高爾基體具有極性，靠近細胞核的一面稱為形成面，接近細胞膜的一面稱為成熟面。從形成面到成熟面，膜的厚度和化學成分逐漸發(fā)生改變。下列敘述正確的是()A.形成面更似核膜，成熟面更似內質網膜B.形成面更似內質網膜，成熟面更似細胞膜C.形成面更似核膜，成熟面更似細胞膜D.形成面更似內質網膜，成熟面更似核膜7.【答案】B【解析】高爾基體具有對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝及發(fā)送的作用。在分泌蛋白的合成、分泌過程中，內質網通過出芽形式形成囊泡，運輸到高爾基體的形成面，通過膜融合將未成熟的蛋白質送入到高爾基體內，經過高爾基體的進一步加工、分類后，在其成熟面以出芽的形式形成成熟的囊泡，運輸到細胞膜，再分泌到細胞外。因此，高爾基體的形成面更似內質網膜，成熟面更似細胞膜。8．下列有關生物膜系統(tǒng)的敘述，錯誤的是（）A．磷脂雙分子層是生物膜的基本支架B．各種生物膜之間在結構和功能上緊密聯系C．小腸黏膜是生物膜系統(tǒng)的一部分D．原核生物有生物膜，無生物膜系統(tǒng)8.【答案】C【解析】磷脂雙分子層構成了生物膜的基本骨架，A正確；各種生物膜之間在結構和功能上緊密聯系，進一步體現了細胞內各種結構之間的協(xié)調與配合，B正確；生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、細胞器膜與核膜，而小腸黏膜屬于消化道內的膜，其不屬于生物膜系統(tǒng)，C錯誤；原核生物有細胞膜，無核膜和各種細胞器膜，故其有生物膜，無生物膜系統(tǒng)，D正確。9.在動物細胞中，一些蛋白合成后被分泌到細胞外起作用，如胰島B細胞分泌胰島素通過血液運輸到靶細胞降低血糖濃度，這些蛋白被統(tǒng)稱為分泌蛋白。下面與分泌蛋白合成或運輸無關的細胞器是()A.核糖體B.中心體C.高爾基體 D.內質網9.【答案】B【解析】分泌蛋白的合成發(fā)生在核糖體，在核糖體合成后進入內質網，經內質網初步加工后經囊泡運輸到高爾基體進一步修飾加工后以囊泡形式運輸到細胞膜，囊泡和細胞膜融合把分泌蛋白釋放到細胞外。核糖體、內質網和高爾基體都與分泌蛋白合成或運輸有關，中心體與分泌蛋白合成或運輸無關。10．如圖表示用含3H標記的氨基酸培養(yǎng)液培養(yǎng)某細胞過程中蛋白質的合成和分泌示意圖，則該細胞中出現3H的部位依次為()A.⑤→③→②→④→⑤ B.⑤→②→③→④→⑤C.⑤→①→②→④→⑤D.⑤→①→③→④→⑤10.【答案】B【解析】①是核膜，②是核糖體，③是內質網，④是高爾基體，⑤是細胞膜。3H標記的氨基酸要首先由培養(yǎng)液經細胞膜進入細胞，在核糖體脫水縮合，然后依次進入內質網和高爾基體，高爾基體出芽產生的囊泡與細胞膜融合分泌到細胞外。11.下圖表示幾種細胞器的模式簡圖,據圖回答下面的問題。（1）能進行光合作用的細胞器是[]。

（2）細胞生命活動所需的能量,大約有95%來自[]。

（3）[]是細胞內蛋白質合成、加工的場所和運輸通道。

（4）對蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”是[]。11.【答案】（1）C葉綠體（2）A線粒體（3）D內質網（4）B高爾基體【解析】題圖中A為線粒體，B為高爾基體，C為葉綠體，D為內質網。（1）能進行光合作用的細胞器是葉綠體。

（2）細胞生命活動所需的能量,大約有95%來自線粒體。

（3）內質網是細胞內蛋白質合成、加工的場所和運輸通道。

（4）對蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”是高爾基體。12.回答下面的問題：結構名稱高爾基體功能。膜的主要成分。功能舉例參與豚鼠胰腺腺泡細胞分泌蛋白的形成過程12.【答案】（1）對蛋白質進行加工修飾（2）脂質和蛋白質【解析】（1）在分泌蛋白的合成和分泌過程中，高爾基體對來自內質網的蛋白質進行加工修飾后，“出芽”形成囊泡，最終將蛋白質分泌到細胞外。（2）生物膜的主要成分是脂質和蛋白質。題組C培優(yōu)拔尖練13.（2016·海南）下列有關分泌蛋白的敘述，錯誤的是（）A.分泌蛋白在細胞內的合成需要核糖體的參與B.線粒體能為分泌蛋白的合成和運輸提供能量C.分泌蛋白先經過高爾基體再經過內質網分泌到細胞外D.分泌蛋白從細胞內排出時，囊泡的膜可與細胞膜融合13.【答案】C【解析】分泌蛋白在細胞內的核糖體合成，A正確；分泌蛋白的合成和運輸所需要的能量主要由線粒體提供，B正確；分泌蛋白經內質網加工后通過囊泡轉移到高爾基體進一步加工，并通過囊泡與細胞膜融合分泌到細胞外，C錯誤；分泌蛋白從細胞內排出時，高爾基體形成的囊泡的膜可與細胞膜融合，將分泌蛋白釋放到細胞外，D正確。14.（2020·山東卷）經內質網加工的蛋白質進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質轉化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識別過程的蛋白質經囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是A.M6P標志的形成過程體現了S酶的專一性B.附著在內質網上的核糖體參與溶酶體酶的合成C.S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內積累D.M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質會聚集在高爾基體內14.【答案】D【解析】溶酶體內的酶是水解酶類，推測不是任何蛋白質都可進入溶酶體，體現S酶有專一性，另根據題意“S酶會在其中的某些蛋白質上形成M6P標志”，也可推斷S酶具有專一性，A正確；溶酶體內的酶是水解酶類，本質是蛋白質，需到高爾基體重加工形成，因此推斷是內質網上的核糖體中經翻譯過程合成，B正確；S酶功能喪失的細胞中，溶酶體中缺乏水解酶，分解損傷細胞器功能缺失，B正確；M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質不能進入高爾基體，或依據題意“不能發(fā)生此識別過程的蛋白質經囊泡運往細胞膜”，都可以確認D錯誤。15.（2020·江蘇卷）下列關于真核細胞的結構與功能的敘述，正確的是（）A．根據細胞代謝需要，線粒體可在細胞質基質中移動和增殖B．細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質所含核酸的種類相同C．人體未分化的細胞中內質網非常發(fā)達，而胰腺外分泌細胞中則較少D．高爾基體與分泌蛋白的合成、加工、包裝和膜泡運輸緊密相關15.【答案】A【解析】線粒體是細胞的“動力車間”，根據細胞代謝的需要，線粒體可以在細胞質基質中移動和增殖，A正確；細胞質基質中含有RNA，不含DNA，而線粒體基質和葉綠體基質中含有DNA和RNA，所含核酸種類不同，B不正確；內質網是蛋白質等大分子物質合成、加工的場所和運輸通道，在未分化的細胞中數量較少，而胰腺外分泌細