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第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体
举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。 构建并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动。(生命观念、科学思维、科学探究)
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1．生物膜系统的概念
(1)意义
真核细胞内存在着丰富的膜结构，它们将细胞内部划分成相对独立的区室，保证多种生命活动高效、有序地进行。
(2)特点
这些膜结构又是可以相互转化的，在结构和功能上构成一个统一整体。
(3)组成
细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
2．内质网在生物膜系统中的作用
(1)生物膜中，内质网的面积最大，占了整个细胞生物膜的一半左右。
(2)内质网是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。这些生物大分子被合成后可在内质网完整、封闭管道中快速运输。
3．囊泡的形成、移动
(1)囊泡相互转化的基础
由于生物膜具有一定的流动性。
(2)转化的途径
内质网以出芽的形式形成囊泡，囊泡移动到高尔基体并与其融合。高尔基体同样以囊泡的形式与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成囊泡回到细胞质中。
(3)囊泡的移动的意义
囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。
二、细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动
1．分泌蛋白的概念
机体中有一类在细胞内产生，分泌到胞外发挥作用的蛋白质，称为分泌蛋白，如抗体、消化酶和一部分激素。
2．小资料　蛋白质的合成与分泌
(1)实验材料与研究方法
科学家以豚鼠胰腺腺泡细胞为材料，采用放射性同位素示踪的方法，探究胰蛋白酶的合成和分泌路径。
(2)实验过程与实验结果
研究者用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞，然后分别在3 min、17 min和117 min获得细胞，置于特定环境下观察。研究发现，3 min取出的腺泡细胞，被标记的蛋白质出现在附着核糖体的粗面内质网中，17 min时出现在高尔基体中，117 min时出现在靠近细胞膜的囊泡及细胞外。
(3)实验结论
胰蛋白酶的合成和分泌是在多种细胞结构的参与下进行的。首先，氨基酸在核糖体(附着于内质网上)中形成多肽，之后通过内质网的加工和运输，随囊泡转移至高尔基体。随后，高尔基体形成的囊泡包裹着蛋白质向细胞膜移动，将蛋白质分泌至胞外。
进一步研究可知，在光面内质网合成的磷脂和胆固醇同样需要与高尔基体的联系，通过囊泡运入其他细胞器。
3．囊泡运输的机制
(1)生物大分子合成或加工后的去向
许多生物大分子在内质网和高尔基体等细胞器内合成或加工后，不能直接穿过生物膜，而是被包裹在囊泡里，并被运至特定部位。
(2)通过囊泡运输的物质类型
通过囊泡运输的物质主要有两类：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能；另一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等，这些物质有的被分泌到细胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解等。
(3)影响囊泡运输的因素
一般来说，囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
4．囊泡运输对细胞在代谢中的作用
细胞在代谢过程中产生的残渣、功能异常的大分子以及衰老的细胞器等，被内质网或其他膜结构形成的囊泡包裹着，与溶酶体融合，进而被消化分解，产生的小分子物质有的被细胞重新利用，有的被排出细胞。
三、生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体
1．生物膜系统大大提高了细胞内物质运输的效率，加强了各组分间的交流。
2．由生物膜形成的各区室使细胞具有相对独立的空间，保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。
3．细胞内广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，为多种化学反应顺利进行提供了有利条件。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体和呼吸酶等。 (　　)
2．分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜。 (　　)
3．内质网膜向内与核膜连接，向外与细胞膜连接。 (　　)
4．生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。 (　　)
5．内质网是细胞内生物分子如葡萄糖、氨基酸和核苷酸的合成基地。 (　　)
6．细胞核与细胞质及细胞膜的紧密联系，大大提高了物质交换的效率。 (　　)
提示：1．×　呼吸酶是胞内酶。
2．×　核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
3．√
4．×　细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
5．×　内质网是细胞内生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。
6．√
　生物膜系统
1．生物膜系统组成、功能的整合
2．区分与生物膜有关的两个“≠”
(1)生物膜≠生物体内的膜
生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。
(2)膜结构≠细胞器
①细胞的膜结构指细胞膜、核膜、细胞器膜等具有生物膜的结构。
②细胞器和膜结构均属于细胞结构的一部分。
1．生物膜系统的概念辨析
结合生物膜系统的概念，判断下列哪些属于生物膜系统，判断的依据是什么？
①核膜　②液泡膜　③细胞膜　④小肠黏膜　⑤高尔基体形成的囊泡
属于生物膜系统的是：_________________________________________________。
判断依据：__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：①②③⑤　生物膜系统由核膜、细胞膜和细胞器膜组成，内质网、高尔基体形成的囊泡都属于细胞器膜。小肠黏膜不是一层生物膜，而是一层上皮组织
2．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：核膜内质网细胞膜
(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
1．真核细胞内多种多样的细胞结构既有功能上的分工，又有结构上的联系。其中连接沟通核膜、高尔基体膜、细胞膜，使三者相互联系，构成一个有机整体的结构是(　　)
A．核糖体 　B．内质网 　C．中心体 　D．液泡
B　[内质网内连核膜，外连细胞膜，与细胞膜和核膜构成直接联系；并且内质网上能够形成囊泡，该囊泡会与高尔基体融合，与高尔基体形成间接联系，显然，连接沟通核膜、高尔基体膜、细胞膜，使三者相互联系，构成一个有机整体的结构是内质网，即B正确。]
2．下列有关生物膜的叙述，错误的是(　　)
A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B．不同的细胞器或细胞结构的生物膜之间是可以相互转化的
C．生物膜的研究已经深入分子水平
D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生命活动
A　[各种生物膜的化学组成和结构很相似，并非完全相同。不同的生物膜可以相互转化；研究发现，生物膜主要由蛋白质和脂质构成，即研究已深入分子水平；细胞内的生物膜在结构和功能上紧密联系，体现了各结构之间的协调配合。]
　细胞内各结构协调配合
1．图解法解读分泌蛋白的合成与运输过程
上述过程中各种细胞器的功能各不相同，依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合完成该生命活动。
2．分泌蛋白的合成与运输曲线模型解读
(1)甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况，依据放射性元素出现的先后顺序判断，a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。
甲　　　　　　　　　　乙
丙
(2)乙图表示一定时间内，细胞结构的膜面积随时间变化，d的膜面积减少，e的膜面积增加，f的膜面积先增加后减少，可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体。
(3)丙图表示前后两个时间点，细胞结构的膜面积变化对比。前后比较发现，g的膜面积减少、h的膜面积基本不变、i的膜面积增加，可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。
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　细胞膜　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
1．下列与胃蛋白酶的合成和分泌有关的叙述中，错误的是(　　)
A．细胞核为胃蛋白酶的合成提供遗传信息
B．核糖体为胃蛋白酶的合成提供场所
C．高尔基体与胃蛋白酶的合成和加工有关
D．线粒体为胃蛋白酶的合成和分泌提供能量
C　[胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，由细胞核内的相关基因控制合成，A项正确；核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，B项正确；胃蛋白酶属于分泌蛋白，其合成与分泌过程需要依次经核糖体合成、内质网和高尔基体加工、线粒体提供能量，C项错误、D项正确。]
2．图甲表示内质网结构放大图，图乙表示胰岛素的合成和分泌过程，图丙表示胰岛素合成分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜膜面积的变化。结合图示分析下列说法正确的是(　　)
图甲
图乙　　　　　　　　　　　图丙
A．图甲所示的内质网结构图，能够在高倍显微镜下观察到
B．细胞内与细胞呼吸有关的酶，都是通过图乙所示过程合成的
C．图乙中细胞结构①②④的膜之间存在直接联系
D．图丙中f代表高尔基体膜面积的变化
D　[图甲所示的内质网结构为亚显微结构，需用电子显微镜观察，A错误；细胞内与细胞呼吸有关的酶为胞内酶，不属于分泌蛋白，B错误；图乙中细胞结构②为高尔基体，与其他膜之间存在间接联系，C错误；据图丙分析可知，图丙中f膜面积最终几乎不变，代表高尔基体膜面积的变化，D正确。]
　“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工、运输
2013年10月7日，诺贝尔生理学或医学奖被授予发现囊泡转运机制的詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·苏德霍夫3位科学家。
囊泡转运过程的第一步是膜通过出芽方式形成一个囊泡，这些囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。披网格蛋白小泡穿梭于外侧高尔基体和细胞膜之间，COPⅠ被膜小泡则主要介导蛋白质从高尔基体运回内质网。COPⅡ被膜小泡则介导非选择性运输。
三种囊泡介导不同途径的运输，为了让囊泡朝着正确的方向前进，细胞会布置坚固的微丝和微管为囊泡构筑“快速运输通道”。在这些细胞骨架之上，一些特别的分子马达，如动力蛋白和驱动蛋白会背负着囊泡一步一步向目的地迈进。
细胞物流的精髓便在于精确地转运和投放货物。要实现这一点，膜融合的过程就必须精确进行。囊泡与靶位点膜结构的融合过程包括两个事件：首先，囊泡必须特异性地识别目标膜。例如运输溶酶体酶的囊泡就只能把货物转运到溶酶体。其次，囊泡必须与目标膜发生融合，从而释放内容物。
通过对囊泡运输机制的了解，认识到细胞内各结构的协调配合离不开囊泡运输，进一步加强对细胞是一个统一整体的理解，培养生命观念与科学思维。
(1)蛋白质的合成与分泌过程中，囊泡运输的路径是什么？(生命观念)
提示：内质网→高尔基体→细胞膜。
(2)你能从上述情境材料中找出细胞是一个统一整体的部分实例吗？(科学思维)
提示：三类囊泡分别联系不同细胞结构；细胞骨架为囊泡运输提供通道；分子马达驱动囊泡运输。
(3)囊泡的成分是固定不变的吗？生物膜系统呢？(科学思维)
提示：不是。各种具膜细胞结构通过囊泡相互联系，在出囊泡和接受囊泡的过程中实现了各自成分的更新。
[课堂小结]
1．细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
2．内质网是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子，如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。
3．内质网以出芽的形式形成囊泡，囊泡移动到高尔基体并与其融合。高尔基体同样以囊泡的形式与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成囊泡回到细胞质中。囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。
4．机体中有一类在细胞内产生，分泌到胞外发挥作用的蛋白质，称为分泌蛋白，如抗体、消化酶和一部分激素。
5．通过囊泡运输的物质主要有两类：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能；另一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等，这些物质有的被分泌到细胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解等。
6．一般来说，囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
1．生物膜系统在结构和功能上紧密联系，对细胞的生命活动具有重要的作用。下列说法正确的是(　　)
A．生物膜的组成成分和结构很相似，主要由磷脂分子和糖类组成
B．细胞膜在细胞的物质运输、能量转换和信息传递过程中起重要作用
C．囊泡可以联系中心体、内质网和高尔基体，更新这些结构的膜成分
D．原核细胞不存在细胞核和多种具有膜的细胞器，不具有生物膜
B　[生物膜的组成成分和结构很相似，生物膜主要由磷脂分子和蛋白质组成，A错误；细胞膜在细胞的物质运输、能量转换和信息传递过程中起决定性作用，B正确；囊泡可以联系内质网、高尔基体和细胞膜，更新这些结构的膜成分，中心体是无膜结构，C错误；原核细胞不存在细胞核和多种具有膜的细胞器，但是具有细胞膜，因此具有生物膜，D错误。]
2．下列与内质网有关的叙述中，不恰当的是(　　)
A．是维持细胞形态的重要支架
B．提供核糖体附着的支架
C．参与细胞内某些代谢反应
D．扩展膜面积，有利于酶的附着
A　[维持细胞形态重要支架是细胞骨架，A错误；提供核糖体附着的支架，B正确；参与细胞内脂质的合成，C正确；扩展膜面积，有利于酶的附着，D正确。]
3．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
C　[分泌蛋白在核糖体上合成，然后依次经过内质网、高尔基体、细胞膜排出细胞外，在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。该过程需要线粒体提供能量。]
4．“囊泡”在细胞中来回穿梭，囊泡上的蛋白质会与目标细胞膜上的特定蛋白质发生结合，从而让囊泡可以在正确的位置上释放其所运载的特殊“分子货物”。下列有关囊泡运输的叙述，错误的是(　　)
A．可形成囊泡的细胞结构有内质网、高尔基体和细胞膜
B．通过囊泡运输的“分子货物”都是大分子物质，且需要消耗能量
C．分泌蛋白从细胞内排出细胞外的过程中，实现了细胞膜成分的更新
D．通过囊泡实现物质的定向运输依赖于蛋白质之间的特异性识别和结合
B　[可形成囊泡的细胞结构有内质网、高尔基体和细胞膜，A正确；通过囊泡运输的“分子货物”需要消耗能量，不一定都是生物大分子，例如有些小分子神经递质也是通过囊泡运输的，B错误；分泌蛋白从细胞内排出细胞外的过程中，囊泡膜与细胞膜融合，实现了细胞膜成分的更新，C正确；通过囊泡实现物质的定向运输依赖于蛋白质之间的特异性识别和结合，D正确。]
5．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(图甲)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(图乙)，请回答下列问题。
图甲　　　　　　　　图乙
(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)导致曲线f先增加后减少的原因：___________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)根据分析，图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次分别是核糖体、内质网、高尔基体。高尔基体在此过程中所起的作用是对来自内质网的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。(2)根据分析，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分别是：内质网、细胞膜、高尔基体。(3)导致曲线f先增加后减少的原因是：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，导致高尔基体膜面积减少。
答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体　高尔基体对来自内质网的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　(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；高尔基体进一步修饰加工蛋白质，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
课时分层作业(8)　细胞在结构和功能上是一个统一整体
题组一　生物膜系统的组成、功能
1．下列对生物膜系统的描述，错误的是(　　)
A．生物膜系统是由细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成的
B．不同生物膜的组成成分和结构相似，但其上附着的酶不同
C．生物膜把各种细胞器分隔开，保证了生命活动高效有序
D．不同生物膜之间在结构和功能上联系都必须通过囊泡实现
D　[生物膜系统是由细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成的，A正确；不同生物膜的组成成分和结构相似，但其上附着的酶不同，例如类囊体膜上附着的酶与光反应有关，线粒体内膜上附着的酶与需氧呼吸的第三阶段有关，B正确；细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得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高效、有序地进行，C正确；不同生物膜之间在结构和功能上的间接联系是通过囊泡实现的，D错误。]
2．下列细胞结构属于生物膜系统的是(　　)
A．中心体　 B．核糖体　 C．染色体　 D．内质网
D　[中心体是没有膜结构的细胞器，A错误；核糖体是没有膜结构的细胞器，B错误；染色体主要成分是DNA和蛋白质，不含膜结构，C错误；内质网是具有单层膜的细胞器，D正确。]
3．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．细胞质中囊泡与核糖体膜融合
B．内质网通过“出芽”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合
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
A　[核糖体不具有膜结构，A错误；内质网通过“出芽”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合体现了细胞内生物膜在结构上具有一定连续性，B正确；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，当内吞发生时，细胞膜先向内凹陷形成囊泡，然后囊泡离开细胞膜回到细胞质中，C正确；内质网膜通过囊泡与高尔基体膜融合，高尔基体膜也通过囊泡与细胞膜融合，D正确。]
4．下列有关生物膜的叙述，不正确的是(　　)
A．生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
B．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
C．各种生物膜的结构和化学组成相似
D．膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜
B　[生物膜把各种细胞结构分开，既各司其职，又相互协作，使细胞的各种生理活动高效、有序地进行，共同完成细胞的生理功能，A正确；有的信息传递不需要经过细胞膜上的受体，如植物的胞间连丝具有信息传递的功能，B错误；各种生物膜的化学组成和结构相似，主要组成成分都是蛋白质和磷脂，结构都是磷脂双分子层构成基本骨架，C正确；内质网可以以囊泡的形式移向高尔基体与高尔基体膜融合，高尔基体膜又可以以囊泡的形式移向细胞膜与细胞膜融合，D正确。]
题组二　细胞各结构之间的密切合作
5．在胰岛B细胞合成、分泌胰岛素的过程中，具有降血糖作用的胰岛素最可能出现在(　　)
A．内质网腔中
B．内质网产生的囊泡中
C．高尔基体腔中
D．高尔基体产生的囊泡中
D　[胰岛素合成与分泌的过程从核糖体合成多肽开始，然后进入内质网进行初加工，形成不成熟的蛋白质，接着“出芽”形成囊泡跟高尔基体融合，进入高尔基体进行进一步加工、包装，成为成熟的蛋白质，高尔基体通过“出芽”形成囊泡与细胞膜融合，从而分泌到细胞外，D项正确。]
6．下列关于细胞内囊泡参与运输的物质和生理功能的叙述，错误的是(　　)
A．囊泡包裹的内含物参与细胞内大分子的降解
B．囊泡运输物质的过程需要多种信号分子
C．囊泡运输的物质主要有膜蛋白和脂质两类
D．囊泡运输需要细胞骨架的参与
C　[囊泡包裹的内含物可能为水解酶，能参与细胞内大分子的降解，A正确；囊泡运输一般包括出芽、锚定和融合等过程，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种信号分子的参与，B正确；囊泡运输的物质主要有两类，一类是囊泡膜上蛋白和脂质，另一类是囊泡所包裹的内含物，C错误；囊泡运输需要细胞骨架的微管和马达蛋白的参与，D正确。]
7．为研究膜蛋白的形成过程，研究人员向胰腺腺泡细胞内注射一定量3H标记的亮氨酸后，观察放射性在细胞内的分布情况，正确的是(　　)
A．3H标记可以从高尔基体转运到细胞膜外
B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C．高尔基体是首先观察到3H标记的细胞器
D．培养一段时间后，细胞膜上能观察到3H标记
A　[高尔基体可以通过“出芽”形成囊泡的方式将加工好的蛋白质转运到细胞膜外，A正确；核糖体是首先观察到3H标记的细胞器，B、C错误；3H标记的亮氨酸是合成分泌蛋白的原料，因此培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记，细胞膜上观察不到，D错误。]
8．组成生物体的蛋白质大多数是在细胞质中的核糖体上合成的，各种蛋白质合成之后要分别运送到细胞中的不同部位，以保证细胞生命活动的正常进行。如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①、②、③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是(　　)
A．胃蛋白酶、血红蛋白都属于分泌蛋白
B．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
C．①、②、③分别是内质网、高尔基体和线粒体
D．该过程可以说明生物膜在结构和功能上的密切联系
A　[胃蛋白酶属于分泌蛋白，血红蛋白是细胞内的结构蛋白，A错误；a表示氨基酸脱水缩合形成多肽，b表示内质网对肽链进行加工，形成较成熟的蛋白质，c表示高尔基体对蛋白质进一步加工及运输过程，B正确；由图可知，①、②、③分别是内质网、高尔基体和线粒体，C正确；分泌蛋白合成过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系，D正确。]
9．如图表示细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。囊泡甲、乙均是被膜小泡。下列与图示信息相关的叙述中，正确的是(　　)
A．溶酶体、囊泡均起源于高尔基体
B．囊泡甲与囊泡乙膜的主要成分不同
C．囊泡乙与细胞分泌物的合成有关
D．高尔基体膜通过囊泡可转化为细胞膜
D　[据图可知，囊泡起源于高尔基体和细胞膜，A错误；囊泡甲与囊泡乙膜的主要成分相同，都是磷脂和蛋白质，B错误；囊泡乙与细胞分泌蛋白的加工和分泌有关，C错误；据图可知，高尔基体膜通过囊泡可转化为细胞膜，D正确。]
10．胰岛素是人体内唯一的一种能降低血糖浓度的激素，是由胰岛B细胞产生的一种分泌蛋白。图示为胰岛B细胞中胰岛素的合成过程，请回答下列问题。
(1)在胰岛B细胞中，完成过程①的细胞器是________________，完成过程②的细胞器是________________。将胰岛素直接分泌到细胞外的细胞器是____________。为过程①、②提供ATP的细胞器是____________。
(2)在过程①中，氨基酸脱水缩合所形成的化学键称作________________，产物水中的氧原子来自氨基酸的________________。
(3)在过程②中，分泌小泡与细胞膜融合。在结构上生物膜都由____________构成膜的基本骨架，且构成膜的物质分子具有__________，这是分泌小泡与细胞膜融合的基础。分泌小泡只与细胞膜融合，而不与其他生物膜融合，这是由生物膜具有的____________功能决定的。
解析：(1)过程①是氨基酸经过脱水缩合形成多肽，能完成此过程的细胞器是核糖体，②是对多肽经过加工，能完成②过程的细胞器是内质网与高尔基体。胰岛素是一种分泌蛋白，分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。故将胰岛素直接分泌到细胞外的细胞器是高尔基体。为过程①、②提供ATP的细胞器是线粒体。(2)过程①中，氨基酸脱水缩合所形成的化学键是肽键，产物水中的氧原子来自氨基酸的羧基。(3)分泌小泡与细胞膜融合，体现了生物膜具有一定的流动性，在结构上生物膜都由磷脂双分子层构成膜的基本骨架。分泌小泡只与细胞膜融合，而不与其他生物膜融合，这是由生物膜具有的信息交流功能决定的。
答案：(1)核糖体　内质网与高尔基体　高尔基体　线粒体　(2)肽键　羧基(或—COOH)　(3)磷脂双分子层　一定的流动性　信息交流
11．下图表示细胞内部分蛋白质合成和其去向的模式图，其中数字表示细胞结构或物质。请据图回答下列问题。
(1)细胞的________________构成生物膜系统，图中②③⑥⑦⑧等由生物膜围成小室，其作用是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)若用含18O标记的氨基酸培养液培养该图细胞，该细胞在合成分泌蛋白过程中出现18O的部位依次为________________(填序号)。
(3)丙与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外的现象体现了细胞膜具有________________的功能。
(4)图中⑧______________能吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或病菌，是因为内部含有____________，分解后产生的氨基酸可以转运进入细胞溶胶继续使用，与其运输方式密切相关的两种细胞器是__________(填序号)。
解析：(1)细胞器膜、细胞膜、核膜共同构成了生物膜系统，图中②内质网、③高尔基体、⑦线粒体、⑧溶酶体等由生物膜围成小室，使细胞内能够同时高效地进行多种化学反应且不会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。(2)图中细胞在合成分泌蛋白的过程中，用18O标记的氨基酸进入细胞后首先出现在①核糖体上，合成的多肽相继进入到②内质网中进行加工，然后以“出芽”形式形成囊泡转运到③高尔基体内进一步加工、分类包装，形成成熟的蛋白质，包裹在囊泡中，通过囊泡与④细胞膜融合，将其内的蛋白质分泌到细胞外，即该细胞在合成分泌蛋白过程中出现18O的部位依次为①②③④。(3)图中丙即③高尔基体以“出芽”形式形成的囊泡，囊泡通过与细胞膜融合，将分泌蛋白以胞吐的方式排到细胞外，这体现了细胞膜具有控制物质进出的功能。(4)图中⑧是溶酶体，内部含有多种水解酶，能吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或病菌，分解后产生的氨基酸转运进入细胞溶胶继续使用。其转运方式是主动转运，与该运输方式密切相关的细胞器是核糖体和线粒体。
答案：(1)细胞器膜、细胞膜、核膜　使细胞内能够同时高效地进行多种化学反应且不会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行　(2)①②③④　(3)控制物质进出　(4)溶酶体　多种水解酶　①⑦
12．下图为真核细胞中普遍存在的分泌蛋白通过囊泡向细胞内外运输和分泌的机理示意图，下列有关分析错误的是(　　)
A．分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在结构和功能上的协调配合
B．在化学成分上，内质网膜和高尔基体膜具有相似性
C．破伤风杆菌分泌外毒素(一种蛋白质)也离不开上述过程
D．若囊泡转运机制发生缺陷，可能使内质网与高尔基体间积累大量囊泡
C　[由分析可知，分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在结构和功能上的分工合作，A正确；内质网膜与高尔基体膜可以通过囊泡进行转化，说明在化学成分上，内质网膜和高尔基体膜具有相似性，B正确；破伤风杆菌属于原核生物，其细胞中没有内质网、高尔基体，可知外毒素的分泌与上述过程无关，C错误；若囊泡转运机制发生缺陷，可能会使内质网与高尔基体间积累大量囊泡，D正确。]
13．下图是溶酶体发生过程及其“消化”功能示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．e起源于高尔基体，b来自内质网
B．d是衰老的线粒体，不能为生命活动供能
C．溶酶体的作用是消化侵入细胞的病菌、病毒和自身衰老、损伤的细胞器
D．囊泡融合的过程体现了生物膜的流动性
A　[据图可知，e起源于内质网，b来自高尔基体，A错误；从图中可以看出，d线粒体是准备被分解的，故不能再行使正常的功能，不能提供能量，B正确；溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，C正确；b和e融合为f的过程体现了生物膜具有一定的流动性，D正确。]
14．瘦肉精是一种可以用来提高瘦肉率的药物，其作用机理是抑制脂肪合成、促进脂肪分解和转化、促进蛋白质合成。据此推测，瘦肉精最终对细胞的作用很可能是(　　)
A．使核糖体的活动减弱，使某些内质网的活动加强
B．使核糖体的活动加强，使某些内质网的活动减弱
C．使高尔基体的活动减弱，使叶绿体的活动加强
D．使高尔基体的活动加强，使叶绿体的活动减弱
B　[分析题意“瘦肉精作用机理是抑制脂肪合成、促进脂肪分解和转化、促进蛋白质合成”，蛋白质的合成场所是核糖体，因此核糖体的活动加强；脂肪是在内质网上合成的，而瘦肉精能够抑制脂肪合成，因此某些内质网的活动减弱，A错误，B正确；高尔基体在动物细胞中与细胞分泌物的形成有关，结合瘦肉精的作用机理，高尔基体与该机理无关；动物细胞中不存在叶绿体，C、D错误。]
15．在家蚕间养过程中发现蚕的丝腺细胞能分泌丝心蛋白，丝腺细胞在初期主要是细胞自身增大，这时细胞质中的核糖体多为游离型，而内质网很少；到后半期，核糖体大多与内质网结合，形成发达的粗面内质网。下列有关叙述正确的是(　　)
A．丝腺细胞在初期开始大量分泌丝心蛋白
B．丝腺细胞后半期合成的主要是结构蛋白
C．丝腺细胞的蛋白质主要在内质网上合成
D．上述事实说明细胞结构和功能是相适应的
D　[由题意可知，在初期，丝腺细胞内的核糖体主要是游离核糖体，合成的蛋白质主要是胞内蛋白；在后期，丝腺细胞内的核糖体与内质网结合形成粗面内质网，合成的蛋白质主要是分泌蛋白，A、B错误；丝腺细胞的蛋白质主要在核糖体上合成，C错误；上述事实说明细胞结构和功能是相适应的，D正确。]
易错点　不能准确获取题干中的信息
16．信号肽假说认为，核糖体是通过信号肽的功能而附着到内质网并合成分泌蛋白的，如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．信号肽可以引导新合成的蛋白质穿过内质网膜进入腔内
B．切下信号肽的酶不会破坏新合成的蛋白质分子，体现酶的专一性
C．内质网通过囊泡将新加工的蛋白质分子运输到高尔基体
D．抗体、消化酶和呼吸酶等物质的合成都经过该过程
D　[题图显示：信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶切下，由于它的引导，新合成的蛋白质通过内质网膜进入腔内，A正确；信号肽酶能够切信号肽，而对新合成的蛋白质分子无破坏作用，体现了酶的专一性，B正确；新合成的蛋白质进入内质网被加工后，以“出芽”的形式形成囊泡，囊泡包裹着新加工的蛋白质分子运输到高尔基体，C正确；抗体和消化酶均属于分泌蛋白，二者的合成都经过该过程，但呼吸酶在细胞内发挥作用，其合成不经过该过程，D错误。]
重点突破练(一)　细胞的组成、结构与功能加强练
一、选择题
1．下列有关细胞的分子组成的叙述，正确的是(　　)
A．油脂、糖原、淀粉、纤维素是细胞内重要的储能物质
B．细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂，此外还有少量糖类
C．同一生物不同细胞含水量相同
D．血钙过高引起抽搐，说明无机盐有维持机体正常的生命活动的作用
B　[油脂、糖原、淀粉都是细胞内重要的储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，不是细胞内的储能物质，A错误；细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂，此外还有少量糖类，B正确；同一生物不同细胞的代谢强弱存在差异，含水量也存在差异，C错误；血钙过低引起抽搐，说明无机盐有维持机体正常的生命活动的作用，D错误。]
2．下列关于核酸的叙述不正确的是(　　)
A．核酸是遗传信息的携带者
B．核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸
C．不同生物具有的DNA和RNA有差异
D．细胞的DNA主要分布在细胞核中
B　[核酸是遗传信息的携带者，细胞生物的遗传物质是DNA，A正确；核酸的基本组成单位是核苷酸，B错误；不同生物核苷酸的排列顺序不同，具有的DNA和RNA有差异，C正确；细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，D正确。]
3．下列有关氨基酸和蛋白质的叙述错误的是(　　)
A．同时具有氨基和羧基的有机物就是构成蛋白质的氨基酸
B．蛋白质由氨基酸脱水缩合而成，其最终水解产物是氨基酸
C．红细胞和心肌细胞功能不同，其中含有不同结构的蛋白质
D．一切生命活动都离不开蛋白质，它是生命活动的主要承担者
A　[组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，A错误；氨基酸脱水缩合形成蛋白质，蛋白质水解的产物是氨基酸，B正确；红细胞和心肌细胞的蛋白质的结构不同，决定了功能不同，C正确；蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者(有运输、结构蛋白、调节、催化、免疫的作用)，细胞的一切生命活动离不开蛋白质，D正确。]
4．细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
D　[细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言，A正确；细胞膜对物质进出具有选择性，由细胞膜本身和其上的各种蛋白质所实现，B正确；细胞膜外侧的蛋白质多与糖类结合形成糖蛋白，载体蛋白一般是指那些贯穿细胞膜两侧的，如在主动转运中起作用的蛋白质，C正确；载体蛋白是镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中的蛋白质，D错误。]
5．苋菜的细胞液中有一些红色的物质，无论用清水怎么洗，清水仍不见红色物质，但若把苋菜放在沸水中一烫，水会立刻变成红色。这个现象是因为(　　)
A．沸水使细胞膜失去流动性
B．沸水中色素分解成小分子物质
C．在清水中没有物质出入
D．沸水使细胞膜失去选择透过性
D　[沸水烫后清水变红说明苋菜细胞内有物质渗出到清水内，这与细胞膜控制物质进出的功能有关，即与细胞膜的选择透过性相关。应用到细胞膜流动性的比如有巨噬细胞的吞噬作用，分泌蛋白的外排等，A错误；把苋菜放入沸水中一烫，水立刻变成红色的原因是生物膜失去选择透过性，细胞中的花青素并未分解，直接进入水中，B错误；在清水中，水分子可以进出细胞，只是一段时间内进入的水分子多于从细胞中出来的水分子，C错误；苋菜放入沸水中一烫，高温使生物膜的选择透过性降低甚至失去选择透过性，苋菜的细胞液中红色的物质进入清水，清水变红，D正确。]
6．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的
B．囊泡可以由内质网向高尔基体转运
C．分泌蛋白的合成和分泌与核糖体、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
A　[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；分泌蛋白的合成过程与核糖体、内质网、高尔基体和线粒体有关，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。]
7．下列关于细胞骨架的叙述中，不正确的是(　　)
A．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构
B．细胞骨架与细胞的物质运输、能量转换无关
C．细胞骨架有维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性的功能
D．胞质环流是细胞骨架运动的表现之一
B　[细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构，A项正确；细胞骨架与细胞的物质运输、能量转换有关，B项错误；细胞骨架有维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性的功能，C项正确；胞质环流是细胞骨架运动的表现之一，D项正确。]
8．如图表示细胞核的结构，下列关于细胞核结构的说法，错误的是(　　)
A．蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥数量较多，④数量也较多
B．⑤与核糖体的形成有关
C．③能够将核内物质与细胞质分开
D．②与③的膜成分相似
A　[蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥核孔数量较多，④染色质数量不变，A错误；⑤是核仁，与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关，B正确；③是核膜，能够将核内物质与细胞质分开，C正确；②与③可以直接相连，膜的成分比较相似，D正确。]
9．下列有关细胞各部分结构与功能的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞溶胶能为细胞代谢提供水、无机盐、脂质、核苷酸和氨基酸等物质
B．在核糖体上合成的肽链在内质网中经过加工后能形成一定的空间结构
C．在低等植物细胞中，中心体与其细胞有丝分裂有关
D．人体不同组织细胞内各种细胞器的数量相差不大
D　[细胞溶胶能为细胞代谢提供水、无机盐、脂质、核苷酸、氨基酸等物质，A正确；内质网能对核糖体上合成的肽链进行加工，使之形成一定的空间结构，B正确；在低等植物细胞中，中心体与细胞的有丝分裂有关，C正确；人体不同组织细胞内各种细胞器的数量相差较大，D错误。]
10．图中是某细胞在某项生命活动的前后，几种生物膜面积的变化图。该过程中最可能合成(　　)
A．呼吸酶　 B．抗体
C．性激素 D．胆固醇
B　[分析题图可知，与该项生理活动之前相比，该项生理活动之后，内质网膜面积减少，高尔基体的膜面积基本不变，细胞膜的膜面积增加。呼吸酶位于细胞内，不是分泌蛋白，A错误；抗体本质是分泌蛋白，在此变化过程中是最可能合成的物质，B正确；性激素是脂质类物质，不是分泌蛋白，C错误；胆固醇是脂质类物质，不是分泌蛋白，D错误。]
11．青蒿素被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体，可用有机溶剂(乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可与某种蛋白结合，作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统遭到破坏。以下说法不正确的是(　　)
A．青蒿素可用乙醚提取，推测青蒿素属于脂溶性物质
B．青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性
C．青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜
D．青蒿素不会影响疟原虫的线粒体功能
D　[根据题干中“用有机溶剂(乙醚)进行提取青蒿素”，可知青蒿素属于脂溶性物质，A正确；根据题干中“青蒿素作用于疟原虫的膜结构，使核膜及质膜破坏”，可知青蒿素可以裂解疟原虫，破坏疟原虫细胞的完整性，B正确；根据题干中“青蒿素作用于疟原虫的膜结构，使核膜及质膜破坏”，可知青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜等，C正确；线粒体具有膜结构，青蒿素的抗疟机理会破坏线粒体的功能，D错误。]
12．一项来自康奈尔大学的研究揭示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。下列叙述正确的是(　　)
A．细胞膜塑形蛋白的合成场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供
B．“分子垃圾袋”主要由脂质和蛋白质构成
C．“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是核苷酸
D．人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、核糖体和中心体等
B　[细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供，动力可由线粒体提供，叶绿体产生的能量只能供给自身的碳反应，不供给其他生命活动，A错误；“分子垃圾袋”是细胞膜塑形蛋白促进形成的囊泡，其主要由磷脂和蛋白质构成，B正确；根据题干信息“将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到内部回收利用工厂，在那里将废物降解，使“组件”获得重新利用”，可知“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是氨基酸，C错误；核糖体、中心体无膜结构，不能形成囊泡，D错误。]
二、非选择题
13．如图所示是关于细胞生物膜系统的概念图，请回答下列问题。
(1)科学家用____________模型解释了生物膜的结构。
(2)已知h为高尔基体膜。依次指出图中g、p所示膜结构名称：___________________________________________________________________。
(3)细胞器e除图示功能外还具有的一项功能是__________________________；发生f→g→h→g→j过程的结构基础是___________________________________。
(4)生物膜系统是由________________、________________和________________在结构和功能上相互联系、相互影响而形成的统一整体。
解析：(1)生物膜的流动镶嵌模型解释了生物膜的组成成分和相互之间的位置关系。(2)在分泌蛋白的合成与运输过程中，内质网以“出芽”方式形成的囊泡与高尔基体融合，g是囊泡；细胞中能够合成ATP的膜结构只有线粒体和叶绿体，m中水分解产生氧气，是叶绿体，所以d是线粒体，p、q是线粒体的内膜和外膜，产生ATP的是线粒体内膜。(3)细胞器e能够分解衰老、损伤的细胞器，是溶酶体，除此功能外溶酶体还可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌；f→g→h→g→j过程是分泌蛋白的合成与运输过程，涉及“出芽”方式形成囊泡和膜融合，结构基础是生物膜具有一定的流动性。(4)生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜在结构和功能上相互联系、相互影响而形成的统一整体。
答案：(1)流动镶嵌　(2)囊泡膜、线粒体内膜　(3)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌　生物膜具有一定的流动性　(4)细胞膜　细胞器膜　核膜
14．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。图中①～⑤表示不同的细胞结构，请分析回答以下问题。
甲　　　　　　　　　　乙
(1)囊泡膜的主要成分是________________。细胞代谢的控制中心是[　]________________。
(2)图甲中囊泡X由内质网经“出芽”形成，到达高尔基体，并与之融合成为其一部分。囊泡Y内“货物”为水解酶，由此推测结构⑤是________________。
(3)图乙中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是__________________________，此过程体现了细胞膜具有________________的功能。
解析：(1)囊泡膜的主要成分和细胞膜相同，主要成分是脂质和蛋白质；图甲中的①细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。(2)图甲中囊泡X由③内质网经“出芽”形成，到达④高尔基体并与之融合成为高尔基体膜的一部分，囊泡Y内“货物”为水解酶，由此推测结构⑤是溶酶体。(3)图乙中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合(或识别)，此过程说明了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能(或信息传递或信息交流)。
答案：(1)脂质和蛋白质　①　细胞核　(2)溶酶体　(3)囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合(或识别)　控制物质进出细胞(或信息传递或信息交流)
15．通过研究发现，分泌蛋白在内质网上合成是由蛋白质的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网上信号识别受体三种因子协助完成。下图表示某动物细胞内分泌蛋白合成部分过程，回答下列问题。
(1)蛋白质的信号肽需借助________________和________________转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜________________的功能。
(2)科学家利用________________法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过________________转运至高尔基体中进一步加工。
(3)若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，会导致胰岛素不能正常分泌，据图分析其原因是___________________________________________________。
解析：(1)分析题图，蛋白质的信号肽需与核糖体结合后，再信号识别颗粒(SRP)结合形成新生肽，新生肽与信号识别受体结合后，转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜具有信息交流(控制物质进出)的功能。(2)科学家利用同位素示踪法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过囊泡转运至高尔基体中进一步加工，即分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。(3)胰岛素为分泌蛋白，若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，信号肽发生异常可导致多肽链不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞，从而会导致胰岛素不能正常分泌。
答案：(1)信号识别受体　信号识别颗粒(SRP)　信息交流(控制物质进出)　(2)同位素示踪　囊泡　(3)胰岛素为分泌蛋白，信号肽发生异常可导致多肽链不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞
20/27第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体
举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。 构建并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动。(生命观念、科学思维、科学探究)
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1．生物膜系统的概念
(1)意义
真核细胞内存在着丰富的膜结构，它们将细胞内部划分成相对独立的区室，保证多种生命活动________、________地进行。
(2)特点
这些膜结构又是可以________的，在结构和功能上构成一个统一整体。
(3)组成
细胞膜和包括________在内的多种__________共同构成细胞的生物膜系统。
2．内质网在生物膜系统中的作用
(1)生物膜中，内质网的面积________，占了整个细胞生物膜的________左右。
(2)内质网是细胞内除______以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成______。这些生物大分子被合成后可在内质网完整、封闭管道中快速______。
3．囊泡的形成、移动
(1)囊泡相互转化的基础
由于生物膜具有一定的________。
(2)转化的途径
内质网以________的形式形成囊泡，囊泡移动到________并与其融合。高尔基体同样以囊泡的形式与细胞膜融合，成为________的一部分。细胞膜也可以内陷形成______回到细胞质中。
(3)囊泡的移动的意义
囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供________，从而实现膜成分的________。
二、细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动
1．分泌蛋白的概念
机体中有一类在________产生，分泌__________________的蛋白质，称为分泌蛋白，如________、________和一部分激素。
2．小资料　蛋白质的合成与分泌
(1)实验材料与研究方法
科学家以__________________为材料，采用________________的方法，探究胰蛋白酶的合成和分泌路径。
(2)实验过程与实验结果
研究者用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞，然后分别在3 min、17 min和117 min 获得细胞，置于特定环境下观察。研究发现，3 min取出的腺泡细胞，被标记的蛋白质出现在附着核糖体的____________中，17 min 时出现在________中，117 min时出现在靠近________的囊泡及细胞外。
(3)实验结论
胰蛋白酶的合成和分泌是在多种________的参与下进行的。首先，氨基酸在________(附着于内质网上)中形成多肽，之后通过________的加工和运输，随囊泡转移至高尔基体。随后，高尔基体形成的囊泡包裹着蛋白质向________移动，将蛋白质分泌至胞外。
进一步研究可知，在光面内质网合成的磷脂和胆固醇同样需要与________的联系，通过囊泡运入其他细胞器。
3．囊泡运输的机制
(1)生物大分子合成或加工后的去向
许多生物大分子在内质网和高尔基体等细胞器内合成或加工后，不能直接穿过生物膜，而是被包裹在______里，并被运至______。
(2)通过囊泡运输的物质类型
通过囊泡运输的物质主要有两类：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与________的组成并完成特定的细胞功能；另一类是囊泡包裹的________，如一些激素、酶等，这些物质有的被分泌到细胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解等。
(3)影响囊泡运输的因素
一般来说，囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中______________的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种______和______的参与。
4．囊泡运输对细胞在代谢中的作用
细胞在代谢过程中产生的残渣、__________________以及衰老的细胞器等，被内质网或其他膜结构形成的囊泡包裹着，与________融合，进而被消化分解，产生的________有的被细胞重新利用，有的被排出细胞。
三、生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体
1．生物膜系统大大提高了细胞内__________，加强了各组分间的交流。
2．由生物膜形成的各________使细胞具有相对独立的________，保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。
3．细胞内广阔的膜面积为多种酶提供了__________，为多种化学反应顺利进行提供了有利条件。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体和呼吸酶等。 (　　)
2．分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜。 (　　)
3．内质网膜向内与核膜连接，向外与细胞膜连接。 (　　)
4．生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。 (　　)
5．内质网是细胞内生物分子如葡萄糖、氨基酸和核苷酸的合成基地。 (　　)
6．细胞核与细胞质及细胞膜的紧密联系，大大提高了物质交换的效率。 (　　)
　生物膜系统
1．生物膜系统组成、功能的整合
2．区分与生物膜有关的两个“≠”
(1)生物膜≠生物体内的膜
生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。
(2)膜结构≠细胞器
①细胞的膜结构指细胞膜、核膜、细胞器膜等具有生物膜的结构。
②细胞器和膜结构均属于细胞结构的一部分。
1．生物膜系统的概念辨析
结合生物膜系统的概念，判断下列哪些属于生物膜系统，判断的依据是什么？
①核膜　②液泡膜　③细胞膜　④小肠黏膜　⑤高尔基体形成的囊泡
属于生物膜系统的是：______________________________________________。
判断依据：________________________________________________________。
2．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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(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：______________________________________________________。
1．真核细胞内多种多样的细胞结构既有功能上的分工，又有结构上的联系。其中连接沟通核膜、高尔基体膜、细胞膜，使三者相互联系，构成一个有机整体的结构是(　　)
A．核糖体　B．内质网　C．中心体　D．液泡
2．下列有关生物膜的叙述，错误的是(　　)
A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B．不同的细胞器或细胞结构的生物膜之间是可以相互转化的
C．生物膜的研究已经深入分子水平
D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生命活动
　细胞内各结构协调配合
1．图解法解读分泌蛋白的合成与运输过程
上述过程中各种细胞器的功能各不相同，依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合完成该生命活动。
2．分泌蛋白的合成与运输曲线模型解读
(1)甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况，依据放射性元素出现的先后顺序判断，a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。
甲　　　　　　　乙
丙
(2)乙图表示一定时间内，细胞结构的膜面积随时间变化，d的膜面积减少，e的膜面积增加，f的膜面积先增加后减少，可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体。
(3)丙图表示前后两个时间点，细胞结构的膜面积变化对比。前后比较发现，g的膜面积减少、h的膜面积基本不变、i的膜面积增加，可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。
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________________。
1．下列与胃蛋白酶的合成和分泌有关的叙述中，错误的是(　　)
A．细胞核为胃蛋白酶的合成提供遗传信息
B．核糖体为胃蛋白酶的合成提供场所
C．高尔基体与胃蛋白酶的合成和加工有关
D．线粒体为胃蛋白酶的合成和分泌提供能量
2．图甲表示内质网结构放大图，图乙表示胰岛素的合成和分泌过程，图丙表示胰岛素合成分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜膜面积的变化。结合图示分析下列说法正确的是(　　)
图甲
图乙　　　　　　　　　　图丙
A．图甲所示的内质网结构图，能够在高倍显微镜下观察到
B．细胞内与细胞呼吸有关的酶，都是通过图乙所示过程合成的
C．图乙中细胞结构①②④的膜之间存在直接联系
D．图丙中f代表高尔基体膜面积的变化
　“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工、运输
2013年10月7日，诺贝尔生理学或医学奖被授予发现囊泡转运机制的詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·苏德霍夫3位科学家。
囊泡转运过程的第一步是膜通过出芽方式形成一个囊泡，这些囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。披网格蛋白小泡穿梭于外侧高尔基体和细胞膜之间，COPⅠ被膜小泡则主要介导蛋白质从高尔基体运回内质网。COPⅡ被膜小泡则介导非选择性运输。
三种囊泡介导不同途径的运输，为了让囊泡朝着正确的方向前进，细胞会布置坚固的微丝和微管为囊泡构筑“快速运输通道”。在这些细胞骨架之上，一些特别的分子马达，如动力蛋白和驱动蛋白会背负着囊泡一步一步向目的地迈进。
细胞物流的精髓便在于精确地转运和投放货物。要实现这一点，膜融合的过程就必须精确进行。囊泡与靶位点膜结构的融合过程包括两个事件：首先，囊泡必须特异性地识别目标膜。例如运输溶酶体酶的囊泡就只能把货物转运到溶酶体。其次，囊泡必须与目标膜发生融合，从而释放内容物。
通过对囊泡运输机制的了解，认识到细胞内各结构的协调配合离不开囊泡运输，进一步加强对细胞是一个统一整体的理解，培养生命观念与科学思维。
(1)蛋白质的合成与分泌过程中，囊泡运输的路径是什么？(生命观念)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)你能从上述情境材料中找出细胞是一个统一整体的部分实例吗？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)囊泡的成分是固定不变的吗？生物膜系统呢？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[课堂小结]
1．细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
2．内质网是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子，如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。
3．内质网以出芽的形式形成囊泡，囊泡移动到高尔基体并与其融合。高尔基体同样以囊泡的形式与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成囊泡回到细胞质中。囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。
4．机体中有一类在细胞内产生，分泌到胞外发挥作用的蛋白质，称为分泌蛋白，如抗体、消化酶和一部分激素。
5．通过囊泡运输的物质主要有两类：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能；另一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等，这些物质有的被分泌到细胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解等。
6．一般来说，囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
1．生物膜系统在结构和功能上紧密联系，对细胞的生命活动具有重要的作用。下列说法正确的是(　　)
A．生物膜的组成成分和结构很相似，主要由磷脂分子和糖类组成
B．细胞膜在细胞的物质运输、能量转换和信息传递过程中起重要作用
C．囊泡可以联系中心体、内质网和高尔基体，更新这些结构的膜成分
D．原核细胞不存在细胞核和多种具有膜的细胞器，不具有生物膜
2．下列与内质网有关的叙述中，不恰当的是(　　)
A．是维持细胞形态的重要支架
B．提供核糖体附着的支架
C．参与细胞内某些代谢反应
D．扩展膜面积，有利于酶的附着
3．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
4．“囊泡”在细胞中来回穿梭，囊泡上的蛋白质会与目标细胞膜上的特定蛋白质发生结合，从而让囊泡可以在正确的位置上释放其所运载的特殊“分子货物”。下列有关囊泡运输的叙述，错误的是(　　)
A．可形成囊泡的细胞结构有内质网、高尔基体和细胞膜
B．通过囊泡运输的“分子货物”都是大分子物质，且需要消耗能量
C．分泌蛋白从细胞内排出细胞外的过程中，实现了细胞膜成分的更新
D．通过囊泡实现物质的定向运输依赖于蛋白质之间的特异性识别和结合
5．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(图甲)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(图乙)，请回答下列问题。
图甲　　　　　　　　图乙
(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)导致曲线f先增加后减少的原因：____________________________________
___________________________________________________________________。
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