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第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体
素养测练
对点达标练
知识点1　生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1.下列细胞中,不具有生物膜系统的是( )
A.硝化细菌 B.酵母菌细胞
C.变形虫 D.黑藻细胞
2.组成生物膜系统的生物膜是指( )
A.在结构上直接相连的膜结构
B.细胞内所有的膜结构
C.具有膜结构的细胞器
D.细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质
知识点2　细胞内各结构协调配合,共同执行生命活动
3.下列关于细胞中物质的合成和分泌过程的叙述,错误的是( )
A.包裹在囊泡中的物质不一定被分泌到细胞外
B.核糖体中形成的多肽由囊泡包裹着送到内质网
C.光面内质网合成的磷脂和胆固醇可通过囊泡运输
D.高尔基体合成的果胶物质可通过囊泡参与植物细胞壁的构建
4.下列四种物质中,合成、分泌的路径与胰蛋白酶相同的是( )
A.抗体 B.血红蛋白
C.磷脂 D.RNA
5.下列关于细胞内囊泡的生理功能的叙述,错误的是( )
A.囊泡运输的物质主要有两类
B.囊泡运输物质的过程需要多种信号分子
C.囊泡运输仅包括囊泡形成和运输过程
D.囊泡运输需要细胞骨架的参与
6.(杭州S9联盟高一期中)研究发现,抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9(FGF9)是一种分泌蛋白,含量远高于正常人,FGF9作用于靶细胞,能体现细胞间信息交流的功能。下图表示分泌蛋白的合成和分泌过程,①②表示细胞器。下列有关叙述正确的是( )
核糖体(形成多肽)①(加工、折叠)②细胞膜→细胞外
A.①为高尔基体;②为粗面内质网
B.生物膜系统由①的膜、②的膜和囊泡膜组成
C.囊泡中的物质只能是经过内质网加工的蛋白质
D.图示过程还需要线粒体供能
7.(杭州富阳区实验中学月考)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌不改变质膜的面积
8.细胞就像一个繁忙的工厂,其内部的细胞器在功能上各有分工,共同完成各种生理过程。下图表示有关过程。下列有关叙述错误的是( )
A.图示过程体现了生物膜具有流动性
B.被溶酶体消化后的部分物质通过囊泡运出细胞
C.图示过程说明生物膜在结构上和功能上存在紧密的联系
D.溶酶体中的水解酶的合成始于内质网,需要高尔基体的加工和运输
综合提升练
9.用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的胰腺腺泡细胞,测得核糖体、内质网、高尔基体上的放射性强度的变化曲线(甲图),以及在此过程中生物膜面积的变化曲线
(乙图)。下列分析正确的是( )
甲
乙
A.图中曲线所指代的细胞结构相同的是a和d,b和f,c和d
B.在细胞中e的面积最大,占了整个生物膜的一半左右
C.胰腺腺泡细胞中结构f在植物细胞中与细胞壁的形成有关
D.胰腺腺泡细胞中结构d形成的囊泡沿细胞骨架向e移动
10.酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞溶胶 D.内质网、囊泡
11.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,将来自细胞区室旧的或者受损的蛋白质逮进内部回收利用工厂,并将废物降解,使组件获得重新利用。下列相关叙述正确的是( )
A.“回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是氨基酸或核苷酸
B.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
C.“分子垃圾袋”的边界应主要由磷脂和蛋白质构成,该结构具有流动性的特点
D.细胞膜塑形蛋白在合成过程中,场所由核糖体提供,动力可由内质网提供
12.(A9协作体高一期中)下图中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突变体是部分细胞器膜的结构异常、分泌过程出现障碍的酵母菌,另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需要经内质网和高尔基体加工成熟。下列说法正确的是( )
A.野生型酵母菌的分泌蛋白在游离的核糖体上合成
B.甲型突变体的光面内质网因功能障碍积累大量无活性的蛋白质
C.乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致其膜面积减小
D.丙型突变体中分泌蛋白的合成和分泌过程可能会受到影响
13.(杭州期末)研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离的核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性,具体过程如图所示。回答下列问题:
(1)SP的基本单位是　 　　,SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白　　 　(填“会”或“不会”)聚集在内质网腔中。
(2)核糖体的组成成分是　　　　　,由图可知,游离的核糖体与附着核糖体　　 　(填“可以”或“不可以”)相互转化。
(3)离开内质网的蛋白质通过　　　转移至高尔基体,经过高尔基体的进一步加工分泌到细胞外。被运输的分泌蛋白可能是下列哪几项 　　　
A.抗体 B.消化酶
C.血红蛋白 D.性激素
14.接种流感疫苗是当前预防流感病毒感染的有效途径。下图甲为某人接种流感疫苗后体内某细胞分泌抗流感病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
甲
乙
丙
(1)图甲细胞中合成抗体的结构是　　　 　(填序号),与抗体的加工和分泌有关的具有膜结构的细胞器有　　　　　(填序号),细胞中各种细胞器膜和细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的　　　　　　　,构成这些膜结构的基本骨架是　　　　　　　　。
(2)科学家采用放射性同位素示踪的方法研究图甲所示细胞的抗体合成和分泌路径。用放射性同位素3H标记的　　　 　培养该细胞,含有放射性的标记物被细胞吸收后作为　　　　　　　　被细胞利用。通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中　　　　　 　　　,发现细胞内的各种结构之间相互协调配合,共同执行生命活动。
(3)据图乙分析,在抗体的分泌过程中,　　　　(填细胞器名称)形成的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位,其原因是囊泡膜上的　　 　　(填图乙中的名称)具有特异性识别的能力。囊泡与细胞膜的融合依赖于生物膜的　　　　。
(4)科学家拟利用磷脂分子构成脂质体,把某种针对流感病毒的药物包裹入其中后,将药物送入特定的靶细胞中发挥作用。若该药物为脂溶性药物,则应包裹在图丙所示结构中
　　　　(填“药物1”或“药物2”)所在的位置。 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。
1.归纳、概括生物膜的组成类型,提炼分析生物膜系统的概念,认同细胞中不同膜成分存在结构上的联系,形成结构与功能观。
2.基于辩证性思维,分析细胞中各结构之间的关联,明确细胞结构和功能的统一性,培养科学思维能力。
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1.生物膜系统组成
2.生物膜特点
(1)生物膜中,面积最大的结构是 ,它是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如 、脂质和 的加工或合成基地。
(2)生物膜具有一定的 性,各组分之间可以通过 相互转化。
(3)囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供 来源,从而实现膜成分的 。
(1)生物膜系统是指生物体内的所有膜结构。(　×　)
(2)生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞的内部区域化。(　√　)
(3)各种生物膜的结构基础均为磷脂双分子层。(　√　)
(4)原核细胞有生物膜系统。(　×　)
(5)细胞内不同膜结构的存在,使细胞的内部区域化,保证反应高效、有序地进行。(　√　)
(6)不同生物膜上的蛋白质的种类和数量大体相同,膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。(　×　)
二、细胞内各结构协调配合,共同执行生命活动
1.分泌蛋白
(1)合成场所:在 上产生。
(2)作用场所:分泌到 发挥作用。
(3)实例:如抗体、 和一部分激素。
2.蛋白质的合成与分泌
(1)研究方法: 。
(2)合成与分泌过程:分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是 (用图中字母和箭头表示)。
3.囊泡与物质运输
(1)运输物质类型。
①一类是囊泡膜上的 和脂质等,参与 的组成并完成特定的细胞功能。
②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。
(2)运输特点。
①囊泡运输包括囊泡形成、运输和与 (囊泡定向运输的关键)。
②囊泡运输需要多种信号分子和 的参与。
4.生物膜系统存在的意义
(1)大大提高了细胞内 的效率,加强了各组分间的交流。
(2)使细胞具有 的空间,保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。
(3)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。
(1)抗体和性激素都属于分泌蛋白。(　×　)
(2)在粗面内质网合成的磷脂和胆固醇需要高尔基体的参与,通过囊泡运入其他细胞器。(　×　)
(3)内质网膜与高尔基体膜、细胞膜可以进行相互转化,因为内质网与高尔基体、细胞膜直接相连。(　×　)
(4)分泌蛋白的合成与分泌过程所涉及的细胞器依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,此外还有线粒体。(　×　)
(5)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,其中囊泡形成是囊泡定向运输的关键。(　×　)
生物膜系统在结构和功能上的联系
[典例1](浙江9+1高中联考)下图为真核细胞中生物膜系统部分结构的概念图,其中字母表示结构,数字①②表示分泌蛋白在细胞中的运输过程。下列相关叙述正确的是(　D　)
A.生物膜系统是对生物体内所有膜结构的统称
B.C和G的化学组成和结构相似,两者的蛋白质分子基本相同
C.细胞质同时进行多种反应,经常发生相互干扰
D.J、K、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
[典例2] 图1表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图2表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是(　C　)
图1
图2
A.图1中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图2中g、h、i分别是内质网、高尔基体、细胞膜
C.图1中的a、b、c都通过囊泡相联系
D.图2所示变化能体现生物膜具有流动性
[典例3](精诚联盟高一联考)唾液腺是脊椎动物口腔内分泌唾液的腺体,人或哺乳动物有三对较大的唾液腺,即腮腺、颌下腺和舌下腺,另还有许多小的唾液腺。下图为细胞内蛋白质的分选过程示意图。下列有关说法错误的是(　C　)
A.唾液腺细胞不含有的细胞器是⑤
B.分泌蛋白的运输过程中,内质网通过囊泡与高尔基体实现膜交换
C.图中③的数量比口腔上皮细胞的少
D.上述实例说明了生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体
归纳总结各种生物膜之间的联系
(1)在化学组成上的联系。
①相似性:都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性:功能越复杂的生物膜中,蛋白质的种类和数量就越多,具识别功能的糖蛋白含量也多。
(2)在结构上的联系。
(3)在功能上的联系:分泌蛋白合成、加工、运输的过程,体现了各种细胞器之间的协调
配合。
　　谷蛋白是水稻细胞中的一种重要蛋白质,初步合成后的谷蛋白被运送至液泡,经液泡加工酶的剪切,转换为成熟型的贮藏蛋白并储存。科学家发现,在野生型水稻细胞内,由高尔基体形成的囊泡膜上有GPA3蛋白,此蛋白对谷蛋白准确运输起重要的定位作用。gpa3基因突变体水稻的GPA3蛋白异常,谷蛋白被错误运输至细胞膜(如图)。
(1)谷蛋白运输至液泡的过程,主要由 (细胞器)提供能量。
(2)高尔基体以“出芽”的方式形成囊泡,体现了生物膜的结构特点是具有 。内质网、高尔基体、液泡、囊泡等多种细胞结构都有膜,这些膜结构共同构成细胞的 。图中囊泡膜上的GPA3蛋白的形成依次经过的细胞结构是 (用文字和箭头表示)。
(3)据题意推测,突变体水稻细胞中谷蛋白错误运输至细胞膜的原因是 。第五节　细胞在结构和功能上是一个统一整体
素养测练
对点达标练
知识点1　生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1.下列细胞中,不具有生物膜系统的是(　A　)
A.硝化细菌 B.酵母菌细胞
C.变形虫 D.黑藻细胞
解析:生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜等共同组成,而原核细胞(如硝化细菌)不含细胞器膜和核膜,故不具有生物膜系统,A符合题意;真核生物(酵母菌细胞、变形虫、黑藻细胞)具有生物膜系统,B、C、D不符合题意。
2.组成生物膜系统的生物膜是指(　B　)
A.在结构上直接相连的膜结构
B.细胞内所有的膜结构
C.具有膜结构的细胞器
D.细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质
解析:生物膜系统是由细胞膜、核膜以及多种细胞器膜构成的,包括细胞内所有的膜结构。
知识点2　细胞内各结构协调配合,共同执行生命活动
3.下列关于细胞中物质的合成和分泌过程的叙述,错误的是(　B　)
A.包裹在囊泡中的物质不一定被分泌到细胞外
B.核糖体中形成的多肽由囊泡包裹着送到内质网
C.光面内质网合成的磷脂和胆固醇可通过囊泡运输
D.高尔基体合成的果胶物质可通过囊泡参与植物细胞壁的构建
解析:包裹在囊泡中的物质不一定被分泌到细胞外,如来自高尔基体的囊泡包裹着水解酶形成溶酶体,A正确;在核糖体上合成的一段多肽由信号肽引导直接进入内质网,不需要囊泡包裹,B错误;光面内质网与脂质的合成有关,而细胞内的磷脂和胆固醇属于脂质,由于内质网可以形成囊泡,因此可以通过囊泡运输,C正确;植物细胞壁的形成与高尔基体有关,高尔基体能合成果胶,通过囊泡参与细胞壁的构建,D正确。
4.下列四种物质中,合成、分泌的路径与胰蛋白酶相同的是(　A　)
A.抗体 B.血红蛋白
C.磷脂 D.RNA
解析:抗体和胰蛋白酶都属于分泌蛋白,其合成、分泌的途径均为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,A符合题意。
5.下列关于细胞内囊泡的生理功能的叙述,错误的是(　C　)
A.囊泡运输的物质主要有两类
B.囊泡运输物质的过程需要多种信号分子
C.囊泡运输仅包括囊泡形成和运输过程
D.囊泡运输需要细胞骨架的参与
解析: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,另一类是囊泡包裹的内含物,A正确;囊泡运输一般包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合,C错误;囊泡运输整个过程非常复杂,需要多种信号分子和细胞骨架的参与,B、D正确。
6.(杭州S9联盟高一期中)研究发现,抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9(FGF9)是一种分泌蛋白,含量远高于正常人,FGF9作用于靶细胞,能体现细胞间信息交流的功能。下图表示分泌蛋白的合成和分泌过程,①②表示细胞器。下列有关叙述正确的是(　D　)
核糖体(形成多肽)①(加工、折叠)②细胞膜→细胞外
A.①为高尔基体;②为粗面内质网
B.生物膜系统由①的膜、②的膜和囊泡膜组成
C.囊泡中的物质只能是经过内质网加工的蛋白质
D.图示过程还需要线粒体供能
解析:根据分泌蛋白合成、加工、运输和分泌的过程可知,①表示粗面内质网,②表示高尔基体,A错误;生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构组成的,B错误;囊泡中的物质可以是经过内质网加工的蛋白质或者高尔基体进一步修饰加工的蛋白质,C错误;图示过程中分泌蛋白的合成与分泌过程需要线粒体供能,D正确。
7.(杭州富阳区实验中学月考)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌不改变质膜的面积
解析:光面内质网是合成脂质的场所,合成该酶(蛋白质)的场所是核糖体,A错误;核糖体无膜结构,不能形成小泡包裹该酶,B错误;高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送,具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用,C正确;消化酶是分泌蛋白,在核糖体上合成,需要内质网、高尔基体对其进行加工,最后通过囊泡分泌到细胞膜外,其分泌能改变质膜的面积,D错误。
8.细胞就像一个繁忙的工厂,其内部的细胞器在功能上各有分工,共同完成各种生理过程。下图表示有关过程。下列有关叙述错误的是(　D　)
A.图示过程体现了生物膜具有流动性
B.被溶酶体消化后的部分物质通过囊泡运出细胞
C.图示过程说明生物膜在结构上和功能上存在紧密的联系
D.溶酶体中的水解酶的合成始于内质网,需要高尔基体的加工和运输
解析:图中的囊泡运输等体现了生物膜具有一定的流动性,A正确;据图可知,溶酶体分解后的产物如果对细胞有用,细胞可以再利用,若为废物,则通过囊泡运出细胞,B正确;图中溶酶体的形成、衰老细胞器及内吞物质的分解和废物的排出等过程都体现了内质网、高尔基体、溶酶体及细胞膜在结构上和功能上存在紧密的联系,C正确;溶酶体中的酶的化学本质为蛋白质,其合成始于核糖体,需要内质网、高尔基体的加工和运输,D错误。
综合提升练
9.用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的胰腺腺泡细胞,测得核糖体、内质网、高尔基体上的放射性强度的变化曲线(甲图),以及在此过程中生物膜面积的变化曲线
(乙图)。下列分析正确的是(　C　)
甲
乙
A.图中曲线所指代的细胞结构相同的是a和d,b和f,c和d
B.在细胞中e的面积最大,占了整个生物膜的一半左右
C.胰腺腺泡细胞中结构f在植物细胞中与细胞壁的形成有关
D.胰腺腺泡细胞中结构d形成的囊泡沿细胞骨架向e移动
解析:分析题图可知,图甲中,a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体,图乙中,d是内质网,e是细胞膜,f是高尔基体,故曲线所指代的细胞结构相同的是b和d,c和f,A错误;e是细胞膜,在细胞中c(内质网)的面积最大,占整个生物膜的一半左右,B错误;f是高尔基体,在植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关,C正确;d是内质网,e是细胞膜,胰腺腺泡细胞中,结构d(内质网)形成的囊泡沿细胞骨架向f(高尔基体)移动,D错误。
10.酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是(　D　)
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞溶胶 D.内质网、囊泡
解析:分泌蛋白的合成和分泌经过的细胞结构依次是核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡和细胞膜,最后分泌到细胞外;已知酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,若某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中,则在细胞外检测不到分泌蛋白,还可能检测到分泌蛋白的结构包括内质网、内质网形成的囊泡,D符合题意。
11.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,将来自细胞区室旧的或者受损的蛋白质逮进内部回收利用工厂,并将废物降解,使组件获得重新利用。下列相关叙述正确的是(　C　)
A.“回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是氨基酸或核苷酸
B.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
C.“分子垃圾袋”的边界应主要由磷脂和蛋白质构成,该结构具有流动性的特点
D.细胞膜塑形蛋白在合成过程中,场所由核糖体提供,动力可由内质网提供
解析:溶酶体中的水解酶可以水解细胞中衰老、损伤的细胞器等,可以作为“回收利用工厂”,蛋白质水解的产物为氨基酸,故“组件”是氨基酸,不可能为核苷酸,A错误;中心体没有生物膜结构,故不能形成囊泡,B错误;根据分泌蛋白的形成过程可判断,囊泡(“分子垃圾袋”)由生物膜构成,主要由磷脂和蛋白质构成,具有生物膜流动性的特点,C正确;细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体上合成,合成所需要的能量主要由线粒体提供,D错误。
12.(A9协作体高一期中)下图中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突变体是部分细胞器膜的结构异常、分泌过程出现障碍的酵母菌,另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需要经内质网和高尔基体加工成熟。下列说法正确的是(　D　)
A.野生型酵母菌的分泌蛋白在游离的核糖体上合成
B.甲型突变体的光面内质网因功能障碍积累大量无活性的蛋白质
C.乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致其膜面积减小
D.丙型突变体中分泌蛋白的合成和分泌过程可能会受到影响
解析:野生型酵母菌的分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体上合成,A错误;甲型突变体中大量的无活性的蛋白质会积累在粗面内质网中,B错误;乙型突变体的高尔基体功能障碍导致膜面积异常增大,C错误;丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌,由于线粒体供能出现障碍,因此丙型突变体分泌蛋白的合成和分泌过程可能会受到影响,D正确。
13.(杭州期末)研究发现,游离核糖体能否转变成内质网上的附着核糖体,取决于该游离的核糖体最初合成的多肽链上是否含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性,具体过程如图所示。回答下列问题:
(1)SP的基本单位是　 　　,SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白　　 　(填“会”或“不会”)聚集在内质网腔中。
(2)核糖体的组成成分是　　　　　,由图可知,游离的核糖体与附着核糖体　　 　(填“可以”或“不可以”)相互转化。
(3)离开内质网的蛋白质通过　　　转移至高尔基体,经过高尔基体的进一步加工分泌到细胞外。被运输的分泌蛋白可能是下列哪几项 　　　
A.抗体 B.消化酶
C.血红蛋白 D.性激素
解析:(1)SP是一种信号肽,属于蛋白质,故SP的基本单位是氨基酸,由题干信息“SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工”可知,SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此分泌蛋白不会进入内质网腔中。(2)核糖体是由rRNA和蛋白质组成的,结合题图信息可知,游离的核糖体与附着核糖体是可以相互转化的。(3)离开内质网的蛋白质通过囊泡转移至高尔基体,经过高尔基体的进一步加工分泌到细胞外。分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。抗体由浆细胞产生,分泌到细胞外发挥作用,属于分泌蛋白,A符合题意;消化酶由活细胞产生,分泌到细胞外发挥作用,属于分泌蛋白,B符合题意;血红蛋白是红细胞中的成分,不属于分泌蛋白,C不符合题意;性激素属于脂质,不属于蛋白质,D不符合题意。
答案:(1)氨基酸　不会　(2)RNA和蛋白质　可以　(3)囊泡(运输)　AB
14.接种流感疫苗是当前预防流感病毒感染的有效途径。下图甲为某人接种流感疫苗后体内某细胞分泌抗流感病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
甲
乙
丙
(1)图甲细胞中合成抗体的结构是　　　 　(填序号),与抗体的加工和分泌有关的具有膜结构的细胞器有　　　　　(填序号),细胞中各种细胞器膜和细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的　　　　　　　,构成这些膜结构的基本骨架是　　　　　　　　。
(2)科学家采用放射性同位素示踪的方法研究图甲所示细胞的抗体合成和分泌路径。用放射性同位素3H标记的　　　 　培养该细胞,含有放射性的标记物被细胞吸收后作为　　　　　　　　被细胞利用。通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中　　　　　 　　　,发现细胞内的各种结构之间相互协调配合,共同执行生命活动。
(3)据图乙分析,在抗体的分泌过程中,　　　　(填细胞器名称)形成的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位,其原因是囊泡膜上的　　 　　(填图乙中的名称)具有特异性识别的能力。囊泡与细胞膜的融合依赖于生物膜的　　　　。
(4)科学家拟利用磷脂分子构成脂质体,把某种针对流感病毒的药物包裹入其中后,将药物送入特定的靶细胞中发挥作用。若该药物为脂溶性药物,则应包裹在图丙所示结构中
　　　　(填“药物1”或“药物2”)所在的位置。
解析:据图分析可知,图甲中①是细胞膜,②是核糖体,③是内质网,④是细胞核,⑤是线粒体,⑥是中心体,⑦是高尔基体;图乙为分泌蛋白的分泌过程,囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B结合,将抗体排出细胞。
(1)抗体的本质是蛋白质,合成场所在②(核糖体)上;抗体属于分泌蛋白,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体上由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,再到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量主要由线粒体提供,该过程中的具膜细胞器有③(内质网)、⑦(高尔基体)、⑤(线粒体)。细胞中各种细胞器膜和细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的生物膜系统,这些膜结构的基本骨架是磷脂双分子层。(2)蛋白质的基本组成单位是氨基酸,所以可以用3H标记的氨基酸培养该细胞,含有放射性的标记物被细胞吸收后作为合成蛋白质的原料被细胞利用。通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中放射性出现的位置,发现细胞内的各种结构之间相互协调配合,共同执行生命活动。(3)在分泌蛋白的分泌过程中,高尔基体起到了交通枢纽的作用。根据图示,由于囊泡膜上具有蛋白质A,具有特异性识别的能力,所以囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位。生物膜之间的融合依赖于生物膜具有流动性。(4)磷脂分子的头部具有亲水性,尾部具有疏水性,该药物为脂溶性药物,所以应该包裹在磷脂分子的尾部,即药物2所在的位置。
答案:(1)②　③⑤⑦　生物膜系统　磷脂双分子层
(2)氨基酸　合成蛋白质的原料　放射性出现的位置
(3)高尔基体　蛋白质A　流动性　(4)药物2(共26张PPT)
第二章 细胞的结构
第五节
细胞在结构和功能上是一个统
一整体
课程标准
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。
素养定位
1.归纳、概括生物膜的组成类型，提炼分析生物膜系统的概念，认同
细胞中不同膜成分存在结构上的联系，形成结构与功能观。
2.基于辩证性思维，分析细胞中各结构之间的关联，明确细胞结构和
功能的统一性，培养科学思维能力。
读教材·相信我能行
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1.生物膜系统组成
2.生物膜特点
（1）生物膜中，面积最大的结构是________，它是细胞内除核酸以外一
系列重要的生物大分子如________、脂质和______的加工或合成基地。
（2）生物膜具有一定的______性，各组分之间可以通过______相互转化。
（3）囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供______来源，从而实现膜
成分的______。
内质网
蛋白质
糖类
流动
囊泡
物质
更新
思维点拨
（1）生物膜系统是指生物体内的所有膜结构。( )
×
提示：生物膜系统是指真核细胞内的所有膜结构,是细胞层面的概念。
（2）生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞的内部区域化。( )
√
（3）各种生物膜的结构基础均为磷脂双分子层。( )
√
（4）原核细胞有生物膜系统。( )
×
提示：原核细胞有生物膜，但无生物膜系统。
（5）细胞内不同膜结构的存在,使细胞的内部区域化,保证反应高效、有序
地进行。( )
√
（6）不同生物膜上的蛋白质的种类和数量大体相同,膜中的磷脂分子是由
胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。( )
×
提示：不同生物膜上的蛋白质的种类和数量不同，膜中的磷脂分子不含胆
固醇。
二、细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动
1.分泌蛋白
（1）合成场所：在________上产生。
（2）作用场所：分泌到______发挥作用。
（3）实例：如抗体、________和一部分激素。
核糖体
胞外
消化酶
2.蛋白质的合成与分泌
（1）研究方法：____________________。
（2）合成与分泌过程：分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺
序依次是______________（用图中字母和箭头表示）。
放射性同位素示踪法
3.囊泡与物质运输
（1）运输物质类型。
①一类是囊泡膜上的________和脂质等，参与________的组成并完成特定
的细胞功能。
②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。
（2）运输特点。
①囊泡运输包括囊泡形成、运输和与__________________（囊泡定向运输
的关键）。
②囊泡运输需要多种信号分子和__________的参与。
膜蛋白
细胞器
内含物
特定部位膜的融合
细胞骨架
4.生物膜系统存在的意义
（1）大大提高了细胞内__________的效率，加强了各组分间的交流。
（2）使细胞具有__________的空间，保证了细胞各项生命活动高效、有
序地进行。
（3）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。
物质运输
相对独立
附着位点
思维点拨
（1）抗体和性激素都属于分泌蛋白。( )
×
提示：性激素属于脂质，不属于分泌蛋白。
（2）在粗面内质网合成的磷脂和胆固醇需要高尔基体的参与,通过囊泡运
入其他细胞器。( )
×
提示：磷脂和胆固醇几乎全部都在光面内质网合成。
（3）内质网膜与高尔基体膜、细胞膜可以进行相互转化,因为内质网与高
尔基体、细胞膜直接相连。( )
×
提示：内质网与细胞膜可以直接相连,与高尔基体不直接相连,而是通过囊
泡间接联系。
（4）分泌蛋白的合成与分泌过程所涉及的细胞器依次为核糖体 内质网
高尔基体 细胞膜，此外还有线粒体。( )
×
提示：细胞膜不属于细胞器。
（5）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
囊泡形成是囊泡定向运输的关键。( )
×
提示：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。
攻难点·让我更出色
生物膜系统在结构和功能上的联系
［典例1］ （浙江9+1高中联考）下图为真
核细胞中生物膜系统部分结构的概念图，其
中字母表示结构，数字①②表示分泌蛋白在
D
A.生物膜系统是对生物体内所有膜结构的统称
B.C和 的化学组成和结构相似，两者的蛋白质分子基本相同
C.细胞质同时进行多种反应，经常发生相互干扰
D.、 、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
细胞中的运输过程。下列相关叙述正确的是 ( )
解析：生物膜系统是细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构的统称，而不是生
物体内所有膜结构的统称，A错误；C（叶绿体膜）和 （线粒体膜）的功能
不同，蛋白质分子是不相同的，B错误；生物膜将细胞质分为一个个区室，
使代谢同时进行，互不干扰，C错误；分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体
合成后，经内质网 初步加工，形成具膜小泡包裹后运往高尔基体，成为
高尔基体膜 的一部分，高尔基体对蛋白质进一步修饰加工，再由具膜小
泡包裹运往细胞膜B，小泡膜与细胞膜融合，并将分泌蛋白分泌到细胞外，
可见分泌蛋白的修饰和加工由内质网和高尔基体共同完成，生物膜之间可
通过具膜小泡的转移进行相互转化，实现膜成分的更新，D正确。
［典例2］ 图1表示分泌蛋白的形成过程，其中、、 分别代表不同的
细胞器，图2表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的
是( )
C
图1
图2
A.图1中的、、 分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图2中、、 分别是内质网、高尔基体、细胞膜
C.图1中的、、 都通过囊泡相联系
D.图2所示变化能体现生物膜具有流动性
解析：分泌蛋白的形成依次经过的细胞器是核糖体、内质网和高尔基体，
A正确；图2中变化前后的膜面积减小，表示内质网， 的膜面积基本不
变，表示高尔基体，的膜面积增大，表示细胞膜，B正确；图1中 是核糖
体，没有膜结构，不会形成囊泡，C错误；由上分析可知，图2中三种膜面
积的变化体现了生物膜具有一定的流动性，D正确。
［典例3］ （精诚联盟高一联考）唾液腺是脊椎动物口腔内分泌唾液的腺
体，人或哺乳动物有三对较大的唾液腺，即腮腺、颌下腺和舌下腺，另还
有许多小的唾液腺。下图为细胞内蛋白质的分选过程示意图。下列有关说
法错误的是( )
C
A.唾液腺细胞不含有的细胞器是⑤
B.分泌蛋白的运输过程中，内质网通过囊泡与
高尔基体实现膜交换
C.图中③的数量比口腔上皮细胞的少
D.上述实例说明了生物膜系统使细胞在结构和
功能上成为一个统一的整体
解析：唾液腺细胞为动物细胞，其中不含有的细胞器是⑤（叶绿体），A
正确；内质网通过囊泡将加工后的多肽运至高尔基体，囊泡与高尔基体膜
融合，实现膜交换，B正确；唾液腺细胞要不断分泌唾液，唾液中含有蛋
白质，因此其中涉及与分泌蛋白合成并分泌有关的细胞器要多，图中③是
高尔基体，高尔基体与分泌物的形成有关，因此该细胞器的数量比口腔上
皮细胞多，C错误；唾液淀粉酶合成、加工和运输的过程，说明了生物膜
系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体，D正确。
拓展提升
归纳总结各种生物膜之间的联系
（1）在化学组成上的联系。
①相似性：都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多，具识别
功能的糖蛋白含量也多。
（2）在结构上的联系。
（3）在功能上的联系：分泌蛋白合成、加工、运输的过程，体现了各种
细胞器之间的协调配合。
链生活·实践我在行
谷蛋白是水稻细胞中的一种重要蛋白质，
初步合成后的谷蛋白被运送至液泡，经液泡加
工酶的剪切，转换为成熟型的贮藏蛋白并储存。
科学家发现，在野生型水稻细胞内，由高尔基
体形成的囊泡膜上有 蛋白，此蛋白对谷
蛋白准确运输起重要的定位作用。 基因
突变体水稻的 蛋白异常，谷蛋白被错误运输至细胞膜（如图）。
（1）谷蛋白运输至液泡的过程，主要由________（细胞器）提供能量。
线粒体
（2）高尔基体以“出芽”的方式形成囊泡，体现了生物膜的结构特点是具
有________。内质网、高尔基体、液泡、囊泡等多种细胞结构都有膜，这
些膜结构共同构成细胞的____________。图中囊泡膜上的 蛋白的形
成依次经过的细胞结构是__________________________________________
（用文字和箭头表示）。
流动性
生物膜系统
核糖体 内质网 囊泡 高尔基体 囊泡
（3）据题意推测，突变体水稻细胞中谷蛋白错误运输至细胞膜的原因是_
________________________________________________________________
_____________________________________。
突变体水稻细胞中的蛋白异常，囊泡不能准确识别液泡，谷蛋白向液泡的运输出现障碍而积累在细胞膜附近第五节　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。
1.归纳、概括生物膜的组成类型,提炼分析生物膜系统的概念,认同细胞中不同膜成分存在结构上的联系,形成结构与功能观。
2.基于辩证性思维,分析细胞中各结构之间的关联,明确细胞结构和功能的统一性,培养科学思维能力。
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
1.生物膜系统组成
2.生物膜特点
(1)生物膜中,面积最大的结构是内质网,它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。
(2)生物膜具有一定的流动性,各组分之间可以通过囊泡相互转化。
(3)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。
(1)生物膜系统是指生物体内的所有膜结构。(　×　)
提示:生物膜系统是指真核细胞内的所有膜结构,是细胞层面的概念。
(2)生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞的内部区域化。(　√　)
(3)各种生物膜的结构基础均为磷脂双分子层。(　√　)
(4)原核细胞有生物膜系统。(　×　)
提示:原核细胞有生物膜,但无生物膜系统。
(5)细胞内不同膜结构的存在,使细胞的内部区域化,保证反应高效、有序地进行。(　√　)
(6)不同生物膜上的蛋白质的种类和数量大体相同,膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。(　×　)
提示:不同生物膜上的蛋白质的种类和数量不同,膜中的磷脂分子不含胆固醇。
二、细胞内各结构协调配合,共同执行生命活动
1.分泌蛋白
(1)合成场所:在核糖体上产生。
(2)作用场所:分泌到胞外发挥作用。
(3)实例:如抗体、消化酶和一部分激素。
2.蛋白质的合成与分泌
(1)研究方法:放射性同位素示踪法。
(2)合成与分泌过程:分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是e→c→b→a(用图中字母和箭头表示)。
3.囊泡与物质运输
(1)运输物质类型。
①一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。
②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。
(2)运输特点。
①囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合(囊泡定向运输的关键)。
②囊泡运输需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
4.生物膜系统存在的意义
(1)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)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)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。
(1)抗体和性激素都属于分泌蛋白。(　×　)
提示:性激素属于脂质,不属于分泌蛋白。
(2)在粗面内质网合成的磷脂和胆固醇需要高尔基体的参与,通过囊泡运入其他细胞器。(　×　)
提示:磷脂和胆固醇几乎全部都在光面内质网合成。
(3)内质网膜与高尔基体膜、细胞膜可以进行相互转化,因为内质网与高尔基体、细胞膜直接相连。(　×　)
提示:内质网与细胞膜可以直接相连,与高尔基体不直接相连,而是通过囊泡间接联系。
(4)分泌蛋白的合成与分泌过程所涉及的细胞器依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,此外还有线粒体。(　×　)
提示:细胞膜不属于细胞器。
(5)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,其中囊泡形成是囊泡定向运输的关键。(　×　)
提示: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。
生物膜系统在结构和功能上的联系
[典例1](浙江9+1高中联考)下图为真核细胞中生物膜系统部分结构的概念图,其中字母表示结构,数字①②表示分泌蛋白在细胞中的运输过程。下列相关叙述正确的是(　D　)
A.生物膜系统是对生物体内所有膜结构的统称
B.C和G的化学组成和结构相似,两者的蛋白质分子基本相同
C.细胞质同时进行多种反应,经常发生相互干扰
D.J、K、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
解析:生物膜系统是细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构的统称,而不是生物体内所有膜结构的统称,A错误;C(叶绿体膜)和G(线粒体膜)的功能不同,蛋白质分子是不相同的,B错误;生物膜将细胞质分为一个个区室,使代谢同时进行,互不干扰,C错误;分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成后,经内质网(J)初步加工,形成具膜小泡包裹后运往高尔基体,成为高尔基体膜(K)的一部分,高尔基体对蛋白质进一步修饰加工,再由具膜小泡包裹运往细胞膜(B),小泡膜与细胞膜融合,并将分泌蛋白分泌到细胞外,可见分泌蛋白的修饰和加工由内质网和高尔基体共同完成,生物膜之间可通过具膜小泡的转移进行相互转化,实现膜成分的更新,D正确。
[典例2] 图1表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图2表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是(　C　)
图1
图2
A.图1中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图2中g、h、i分别是内质网、高尔基体、细胞膜
C.图1中的a、b、c都通过囊泡相联系
D.图2所示变化能体现生物膜具有流动性
解析:分泌蛋白的形成依次经过的细胞器是核糖体、内质网和高尔基体,A正确;图2中g变化前后的膜面积减小,表示内质网,h的膜面积基本不变,表示高尔基体,i的膜面积增大,表示细胞膜,B正确;图1中a是核糖体,没有膜结构,不会形成囊泡,C错误;由上分析可知,图2中三种膜面积的变化体现了生物膜具有一定的流动性,D正确。
[典例3](精诚联盟高一联考)唾液腺是脊椎动物口腔内分泌唾液的腺体,人或哺乳动物有三对较大的唾液腺,即腮腺、颌下腺和舌下腺,另还有许多小的唾液腺。下图为细胞内蛋白质的分选过程示意图。下列有关说法错误的是(　C　)
A.唾液腺细胞不含有的细胞器是⑤
B.分泌蛋白的运输过程中,内质网通过囊泡与高尔基体实现膜交换
C.图中③的数量比口腔上皮细胞的少
D.上述实例说明了生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体
解析:唾液腺细胞为动物细胞,其中不含有的细胞器是⑤(叶绿体),A正确;内质网通过囊泡将加工后的多肽运至高尔基体,囊泡与高尔基体膜融合,实现膜交换,B正确;唾液腺细胞要不断分泌唾液,唾液中含有蛋白质,因此其中涉及与分泌蛋白合成并分泌有关的细胞器要多,图中③是高尔基体,高尔基体与分泌物的形成有关,因此该细胞器的数量比口腔上皮细胞多,C错误;唾液淀粉酶合成、加工和运输的过程,说明了生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体,D正确。
归纳总结各种生物膜之间的联系
(1)在化学组成上的联系。
①相似性:都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性:功能越复杂的生物膜中,蛋白质的种类和数量就越多,具识别功能的糖蛋白含量也多。
(2)在结构上的联系。
(3)在功能上的联系:分泌蛋白合成、加工、运输的过程,体现了各种细胞器之间的协调
配合。
　　谷蛋白是水稻细胞中的一种重要蛋白质,初步合成后的谷蛋白被运送至液泡,经液泡加工酶的剪切,转换为成熟型的贮藏蛋白并储存。科学家发现,在野生型水稻细胞内,由高尔基体形成的囊泡膜上有GPA3蛋白,此蛋白对谷蛋白准确运输起重要的定位作用。gpa3基因突变体水稻的GPA3蛋白异常,谷蛋白被错误运输至细胞膜(如图)。
(1)谷蛋白运输至液泡的过程,主要由线粒体(细胞器)提供能量。
(2)高尔基体以“出芽”的方式形成囊泡,体现了生物膜的结构特点是具有流动性。内质网、高尔基体、液泡、囊泡等多种细胞结构都有膜,这些膜结构共同构成细胞的生物膜系统。图中囊泡膜上的GPA3蛋白的形成依次经过的细胞结构是核糖体→内质网(→囊泡)→高尔基体→囊泡(用文字和箭头表示)。
(3)据题意推测,突变体水稻细胞中谷蛋白错误运输至细胞膜的原因是突变体水稻细胞中的GPA3蛋白异常,囊泡不能准确识别液泡,谷蛋白向液泡的运输出现障碍而积累在细胞膜附近。

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