高中生物配套课件：3.2.2细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统（人教版必修1）

(共64张PPT)
1.血红蛋白在细胞的什么结构中合成？人体缺铁会导致贫血，据此推测血红蛋白的作用？
提示：血红蛋白在游离于细胞质基质中的核糖体上合成；缺铁会影响血红蛋白的合成，导致细胞内氧气的运输发生障碍，故血红蛋白在红细胞内起运输氧气的作用，属于胞内蛋白。
2.探讨分泌蛋白是如何从内质网转移到高尔基体中，又是如何从高尔基体中转移到细胞膜附近的？
提示：由内质网中分泌出的蛋白质包裹在内质网突起形成的囊泡中，由囊泡运输至高尔基体中，经高尔基体再加工后，再包裹在囊泡中，由其运输至细胞膜附近。
3.探讨在分泌蛋白合成和运输的过程中，内质网、高尔基体、细胞膜这三种细胞结构的膜面积的大小是如何变化的？尝试判断下图中曲线①②③分别代表哪种细胞结构？
提示：内质网出芽形成囊泡与高尔基体膜融合，所以内质网膜面积会减少，而高尔基体膜会先增加，接着高尔基体膜也出芽形成囊泡与细胞膜融合，所以高尔基体膜面积又减少，故高尔基体膜面积在分泌蛋白合成和运输的过程中基本不变，而细胞膜由于获取了高尔基体的膜而导致膜面积增加。故①是内质网，②是细胞膜，③是高尔基体。
胞内蛋白与分泌蛋白
(1)胞内蛋白
①合成场所：游离在细胞质基质中的核糖体。
②发挥作用：细胞内。
③实例：血红蛋白、呼吸酶。
(2)分泌蛋白
①合成场所：附着在内质网上的核糖体。
②加工场所：内质网和高尔基体。
③发挥作用：细胞外。
④实例：消化酶、抗体和一部分激素。
【特别提醒】①分泌蛋白在此过程中没有直接通过细胞膜(或膜结构)。
②蛋白质加上糖侧链是在内质网上进行的。
③细胞器间既有明确的分工，又协调配合，共同完成细胞的生命活动。
典例 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质。请回答下列问题(［ ］内填序号)：
(1)请举例写出3种分泌蛋白：______、_______、_______。
(2)放射性同位素将依次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)。
(3)⑥的分泌蛋白首先是由附着在［ ］_________上的
［ ］__________中合成的,该过程的实质是________。
(4)图中②是___，在细胞内被形象地称为“深海中的潜艇”。
(5)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。
明确分泌蛋白是由核糖体合成的，其分泌过程还需经过内质网、高尔基体、细胞膜等结构；注意该过程需消耗能量。
【规范解答】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，如消化酶、抗体、胰岛素等；在核糖体上合成的肽链，首先在内质网上初步加工形成不成熟的蛋白质，内质网出芽形成囊泡将不成熟的蛋白质运输到高尔基体，经过进一步的加工形成成熟的蛋白质，高尔基体会出芽形成囊泡，将蛋白质运输至细胞膜处，与细胞膜融合而分泌到细胞外。所以依次经历的细胞结构是④⑤③②①，整个过
程需要线粒体提供能量，故参与该过程的细胞器有④⑤③⑦；分泌蛋白与胞内蛋白不同，是由附着在内质网上的核糖体合成的，合成的实质是将氨基酸通过脱水缩合形成多肽链；图中的②是将内质网上的蛋白质运输至高尔基体、将高尔基体上的蛋白质运输至细胞膜处的囊泡。
答案：(1)消化酶 抗体 胰岛素
(2)④⑤③②① ④⑤③⑦
(3)［⑤］内质网 ［④］核糖体 将氨基酸通过脱水缩合形成多肽链
(4)囊泡 (5)［⑦］线粒体
解答分泌蛋白有关问题时，注意区分关键词：是“有关”还是“直接相关”，是“细胞结构”还是“细胞器”，是“合成和运输”的整个过程还是“运输”的过程。
1.结合生物膜系统的概念，思考视网膜属于生物膜吗？
提示：结合生物膜系统的概念可知，细胞中的细胞器膜、细胞膜和核膜属于生物膜，而视网膜不属于三者中的任何一个，因此不属于生物膜。
2.观察教材P49图3-9，思考核膜、内质网膜、细胞膜三者在结构上具有怎样的联系。
提示：据图可知，内质网膜与核膜直接相连，内质网膜与细胞膜直接相连，即内质网膜内连核膜，外连细胞膜。
3.回顾分泌蛋白合成和运输的过程，思考生物膜在结构上能不能相互转化？在功能上有没有联系？
提示：分泌蛋白的合成和运输过程显示内质网膜与高尔基体膜、高尔基体膜与细胞膜之间通过囊泡实现间接的联系，且生物膜在功能上既各自分工，又相互联系，共同完成分泌蛋白的合成和运输。
生物膜概念理解
(1)概念：细胞中的细胞器膜、细胞膜和核膜属于生物膜。
(2)范围：视网膜、肠系膜、膀胱膜不属于细胞中的膜结构，故不是生物体内所有的膜结构均是生物膜。
生物膜系统
1.组成：细胞器膜、细胞膜和核膜等结构。
2.联系：(1)成分上联系：都主要由脂质和蛋白质构成。
(2)结构上联系(以网络图的形式呈现)：
(3)功能上联系:各种生物膜协调配合，共同完成生命活动。
3.作用：(1)维持内部环境稳定，参与物质运输、能量转换和信息传递。(2)为酶提供广阔的附着位点。(3)保证各细胞器独立行使功能、彼此互不干扰。
典例 细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。如图是溶酶体的发生过程和“消化”功能的示意图，b是刚形成的溶酶体，起源于细胞器a,e是由膜包裹着的衰老细胞器d的囊泡，而e的膜来源于细胞器c。相关叙述不正确的是
A.b与e演变成f,证明了组成各种膜的成分有相似性
B.由图判断a、c、d依次是高尔基体、内质网和线粒体
C.由a、b、c、d等细胞器膜、核膜和细胞膜构成了细胞的生物膜系统
D.a和c可直接相连，进而完成膜的转化
各种生物膜在成分上有相似性，可以进行转化，如内质网膜和高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜可通过囊泡实现间接的转化。
【规范解答】选D。由图可知，a是高尔基体，b是溶酶体，c是内质网，d是线粒体。其中b与e可以演变成f,即生物膜可以相互转化，说明各种生物膜的成分相似。生物膜系统包括细胞器膜、细胞膜和核膜三大部分。内质网膜与核膜、细胞膜直接相连，但内质网和高尔基体需要通过形成囊泡间接相连。
内质网膜与核膜和细胞膜直接相连，但与高尔基体膜间接相连。
1.(2011·福州高一检测)需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等共同作用才能形成的有( )
A.维生素D B.唾液淀粉酶
C.血红蛋白 D.性激素
【解析】选B。需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等共同作用才能形成的是分泌蛋白。选项中维生素D和性激素属于脂质，血红蛋白是胞内蛋白，在细胞内起运输氧气的作用，只有唾液淀粉酶属于分泌蛋白。
2.牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质，在奶牛的乳腺细胞中，与上述物质的合成有密切关系的细胞结构是( )
A.核糖体、线粒体、中心体、染色体
B.线粒体、内质网、高尔基体、核膜
C.核糖体、线粒体、叶绿体、高尔基体
D.核糖体、线粒体、内质网、高尔基体
【解析】选D。内质网上的核糖体是合成分泌蛋白的场所，蛋白质合成后在内质网上初加工，再通过囊泡运送至高尔基体，在高尔基体上加工成熟后通过囊泡运输至细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌至细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。
3.将胰岛B细胞中的氨基酸用放射性同位素标记，最后测得细胞分泌带有放射性的胰岛素。如果用仪器追踪上述过程中放射性同位素出现的先后顺序，则放射性同位素最先出现在
( )
A.线粒体 B.细胞膜 C.高尔基体 D.核糖体
【解析】选D。氨基酸先在核糖体上合成多肽，故放射性同位素最先出现在核糖体上。
4.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，包括细胞器膜、核膜和细胞膜
C.生物体内所有具有膜的结构
D.只由蛋白质和脂质组成的膜结构
【解析】选B。生物膜是指细胞中的细胞器膜、细胞膜和核膜，这些膜结构之间有直接的关系也有间接的关系，A错，B正确；生物膜是指细胞中的所有的膜结构，并不是生物体内的膜均是生物膜，比如视网膜、小肠黏膜就不属于生物膜，C错；生物膜主要是由脂质和蛋白质组成，有的有糖类，还有的含有胆固醇等物质，D错。
5.(2011·吉林高一检测)下列有关生物膜的叙述中，错误的是( )
A.细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成
B.核膜和内质网膜在结构上有密切联系
C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子种类和数量是相同的
D.内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可相互转化
【解析】选C。细胞膜主要由蛋白质分子和脂质分子组成，脂质中主要是磷脂，A正确；核膜和内质网膜直接相连，B正确；线粒体膜和叶绿体膜都主要由蛋白质和脂质组成，其中蛋白质的种类和数量与膜的功能的复杂程度有关，故两种膜中蛋白质的含量是不相同的，C错；内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可以通过囊泡的形式相互转化，D正确。
6.泪腺细胞能分泌泪液，泪液中含溶菌酶，泪腺细胞中与泪液溶菌酶合成、分泌直接有关的一组细胞器是( )
A.内质网，中心体 B.核糖体，高尔基体
C.线粒体，核糖体 D.高尔基体，线粒体
【解析】选B。据题知泪液中溶菌酶属于分泌蛋白，其合成的场所是核糖体，与其分泌直接有关的细胞器是高尔基体等结构。
7.如图表示胰腺细胞的亚显微结构及其合成与分泌消化酶的大体过程，请据图回答下列有关问题：
(1)欲研究消化酶的合成和分泌的过程应该采用_________。
(2)消化酶最初是在［ ］_______中合成________，这种物质再进入［ ］_______进行加工，形成有一定空间结构的________，其被分泌到细胞外还要经过的细胞器是［ ］________。在整个过程中需要由［ ］_______提供能量。
(3)如果图示细胞是一个汗腺细胞，则该细胞中比胰腺细胞明显减少的细胞器是____________。
(4)图中3、5、6的膜和1、2等结构共同组成________，它在细胞生命活动中的作用主要有：①细胞膜不仅使细胞具有一个________，同时在细胞与外部环境进行_________的过程中起着决定性作用。②广阔的膜面积为________提供了大量的附着位点。③细胞内的生物膜把_________分隔开，使得细胞内能够同时进行多种反应，而又不会相互干扰。
【解析】本题主要考查分泌蛋白的合成与分泌过程以及生物膜系统的组成和功能。(1)由图可知，1是细胞膜，2是核膜，3是内质网，4是核糖体，5是高尔基体，6是线粒体，7是囊泡。其中1、2、3、5、6是细胞的膜结构，共同构成了生物膜系统。(2)消化酶是胰腺细胞合成的一种分泌蛋白，如果想研究其合成和运输的过程，应该采用同位素标记法，通过研究可以发现首先在核糖体上合成肽链，然后进入内质网加工成具有一定空间结构的蛋白质，最后经高尔基体再加工成成熟的蛋白质并分泌到细胞外，整个过程所需能量由线粒体提供。(3)如果该细胞是汗腺细胞，其分泌水和无机盐，与分泌蛋白质的胰腺细胞相比，明显减少的是核糖体。
答案：(1)同位素标记法
(2)［4］核糖体 肽链 ［3］内质网 蛋白质
［5］高尔基体 ［6］线粒体
(3)核糖体
(4)生物膜系统 相对稳定的内部环境 物质运输、能量转换和信息传递 多种酶 各种细胞器
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)
1.人进食后，下列哪一项在胰腺细胞中不会出现( )
A.线粒体产生的能量增多
B.内质网和高尔基体的联系加强
C.分泌的消化酶减少
D.核糖体的功能增强
【解析】选C。人进食后，胰腺分泌胰液，胰液中有多种消化酶，因此胰腺细胞中核糖体的功能增强，内质网和高尔基体的联系加强，以合成加工消化酶，在合成消化酶的过程中，还需要线粒体提供能量。
2.(2011·徐州高一检测)细胞色素c是动植物细胞中普遍存在的一种由104个氨基酸组成的化合物，在能量转换中起着重要作用。那么，对于叶肉细胞来说，细胞色素c的合成场所及其发挥生理作用的细胞器分别是( )
①线粒体 ②叶绿体 ③内质网
④高尔基体 ⑤核糖体
A.③，①④ B.④，②③ C.⑤，①② D.⑤，①③
【解析】选C。细胞色素c是蛋白质，合成的场所是核糖体。线粒体和叶绿体是与能量转换有关的细胞器，故细胞色素c作用的场所是线粒体和叶绿体。
3.科学家用含3H标记的亮氨酸来培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是( )
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
B.高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连
C.核糖体具有运输分泌蛋白的功能
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
【解析】选D。本题考查了分泌蛋白的合成和运输以及生物膜之间联系的相关问题。形成分泌蛋白的多肽是在核糖体上合成的，内质网将合成的多肽进行初步加工，A错；高尔基体膜与内质网膜、高尔基体膜与细胞膜是通过囊泡实现间接联系的，B错；核糖体是合成分泌蛋白的场所，起运输作用的是内质网和高尔基体，C错；高尔基体可以形成囊泡包裹分泌蛋白至细胞膜处与其融合，从而分泌到细胞外，D正确。
4.(2011·四平高一检测)蝎毒“染色剂”氯代毒素是由蝎子毒液中的一种蛋白质制成的，它可以选择性地绑在癌细胞上使癌症手术更加容易和有效。下列关于这种“染色剂”说法不正确的是( )
A.蝎毒“染色剂”的化学成分中含有C、H、O、N等大量元素
B.可用双缩脲试剂来检测氯代毒素的化学本质
C.患者可以用口服的方法摄入这种“染色剂”
D.这种染色剂的合成加工和分泌涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
【解析】选C。蝎毒“染色剂”氯代毒素是一种蛋白质，所以含有C、H、O、N等大量元素，可用双缩脲试剂来检测，A、B正确；氯代毒素是一种蛋白质，如果口服会被蛋白酶消化分解产生氨基酸，失去药效，C错；蝎毒“染色剂”是蝎子产生的一种分泌蛋白，其合成加工和分泌涉及的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，D正确。
5.如图所示，图中功能多、联系广的细胞结构A是指( )
A.高尔基体膜 B.叶绿体膜
C.内质网膜 D.液泡膜
【解析】选C。内质网膜向内与核膜的外层膜直接相连，向外与细胞膜直接相连，有的细胞的内质网膜与线粒体的外膜相连，内质网膜还通过囊泡间接与高尔基体膜相连。
6.细胞膜、核膜及细胞器膜统称为生物膜，下列对生物膜的叙述不正确的是(多选)( )
A.各种生物膜在化学组成上完全相同
B.细胞内广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点，为多种化学反应的进行提供了条件
C.细胞膜在细胞和环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要作用
D.目前人们还不能在分子水平上对生物膜进行研究
【解析】选A、D。生物膜主要由脂质和蛋白质组成，各种生物膜在化学组成上类似，但不完全相同；目前人们已经明确了细胞膜的组成成分，已经能在分子水平上对生物膜进行研究。
二、非选择题(共2小题，共26分)
7.(13分)下图是三种细胞的亚显微结构示意图，请据图回答：
(1)图一细胞中与合成和分泌抗体有关的细胞器是______(填标号)；其中具有膜结构的细胞器有_______(填标号)；依次经过的细胞结构是_______(填标号)。
(2)图二中能被健那绿染液染成蓝绿色的结构是_____(填标号)，蛔虫中_______(填“没有”或“有”)该结构。
(3)图二中与④的形成有关的结构是________(填标号)，具有膜结构的是_______(填标号)。
(4)图三若是一个心肌细胞，细胞中的细胞器［ ］______较多，这与它不停的节律性的搏动是相适应的；如果是一个唾液腺细胞，细胞中的细胞器［ ］_______和［ ］_______较多，这与其能够大量分泌________是相适应的。
【解析】本题综合考查了动植物细胞的亚显微结构和分泌蛋白的合成和运输以及生物膜系统的相关知识。(1)参与分泌蛋白合成和运输的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，其中有膜结构的细胞器是内质网、高尔基体和线粒体；分泌蛋白合成和运输中依次经过的细胞结构是核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜；(2)图二中能被健那绿染液染成蓝绿色的结构是线粒体，蛔虫营寄生生活，
进行无氧呼吸，无线粒体；(3)图二中④是细胞壁，与其形成有关的细胞器是高尔基体，具有膜结构的是①③⑤⑥⑦⑧⑨；(4)心肌细胞代谢旺盛，线粒体的数量多，唾液腺细胞大量合成唾液淀粉酶，所以核糖体和高尔基体的含量丰富。
答案：(1)③④⑤⑥ ③⑤⑥ ④⑤③②①
(2)⑨ 没有 (3)⑦ ①③⑤⑥⑦⑧⑨
(4)［1］线粒体 ［3］核糖体
［5］高尔基体 唾液淀粉酶
【规律方法】与分泌蛋白合成有关的结构归纳
(1)分泌蛋白在合成和运输的过程中经过的细胞结构：核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜。
(2)分泌蛋白在运输的过程中经过的细胞结构：内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜。
(3)分泌蛋白在合成和运输的过程中经过的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体。
(4)参与分泌蛋白合成和运输的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
(5)参与分泌蛋白合成和运输的具膜结构的细胞器：内质网、高尔基体、线粒体。
【实验·探究】
8.(13分)如图为胰腺细胞分泌某蛋白质前几种生物膜面积的示意图。
(1)请在图中画出该蛋白质分泌后相应几种生物膜面积的示意图。
(2)从该细胞中提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的相对强度，结果如表所示(A、B表示题中2种细胞器)。请回答：
①表中A表示________，B表示__________。
②放射性氨基酸首先在A上大量积累，最可能的解释是：
________________________________________________。
③放射性氨基酸在A上积累之后，在B中也出现，且数量不断增多，最可能的解释是____________________________。
【解析】本题考查了分泌蛋白的合成、运输的知识以及学生的问题分析和探究能力。
(1)分泌蛋白的分泌过程中，内质网形成囊泡到达高尔基体上与之融合，再从高尔基体上形成囊泡到达细胞膜，与细胞膜融合，可见此过程中，内质网膜面积减小，细胞膜面积增大，高尔基体膜面积基本不变。
(2)A中首先出现放射性且强度逐渐增加，所以A为合成蛋白质的核糖体，B中逐渐出现放射性物质且强度逐渐增大，这是核糖体上合成的蛋白质进入了内质网，所以B是内质网。
答案：(1)
(2)①核糖体 内质网 ②核糖体是蛋白质合成的场所
③核糖体上合成的蛋白质进入了内质网