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高一生物(2019人教版)必修1同步教案
3.2 细胞器之间的分工合作
第2课时 细胞器之间的协调配合及生物膜系统
学习目标 素养目标
1.掌握分泌蛋白的合成和运输过程。 2.简述生物膜系统的组成和功能。 1.生命观念——建立部分与整体统一的观念。 2.科学探究——运用同位素标记等方法巧妙设计实验方案,探究生命活动过程与规律。
分点突破(一) 细胞器之间的协调配合
基础·
1.分泌蛋白
(1)概念:在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。
(2)实例:消化酶、抗体和一部分激素。
2.研究方法:同位素标记法。
3.分泌蛋白合成和分泌的过程
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1.人胰岛素是一种由两条多肽链(A链和B链)组成的蛋白质。胰岛素合成时,最初在胰岛B细胞内的附着核糖体上形成的是一条单链多肽——前胰岛素原,其进入内质网腔后,信号肽酶切除信号肽形成胰岛素原,后者被运输至高尔基体,在高尔基体中切除连接序列(C链)形成A链和B链,然后通过二硫键将两者结合形成有生物活性的胰岛素。现代技术利用基因工程,将人的胰岛素基因导入大肠杆菌,利用发酵工程让大肠杆菌生产人的胰岛素。据此探究回答下列问题:
(1)参与胰岛素合成的有哪些细胞器?胰岛素空间结构是在哪里形成的?
提示:参与胰岛素合成和加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体。胰岛素的空间结构是在内质网中形成的。
(2)大肠杆菌菌体内能合成有活性的人的胰岛素吗?为什么?
提示:不能。大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体,不能合成有生物活性的(即加工成熟的)胰岛素。
2.将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的结构是什么?它跟分泌蛋白从高尔基体运到细胞膜的结构在来源上相同吗?
提示:囊泡。它们的来源不同。将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的囊泡是由内质网形成的,将分泌蛋白由高尔基体运到细胞膜的囊泡是由高尔基体形成的。
二、在“系统思维”中提能
1.分泌蛋白的合成、加工、运输过程
(1)参与该过程的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。其中不具膜结构的细胞器是核糖体。
(2)该过程中各种膜面积的变化
图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大。
2.分泌蛋白与胞内蛋白
分泌蛋白 胞内蛋白
合成场所 内质网上的核糖体 游离的核糖体
作用场所 细胞外 细胞内
实例 消化酶、抗体、部分激素等 呼吸酶、血红蛋白等
应用·
1.(2021·江苏连云港高一检测)图甲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,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中,错误的是( )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X最多有21种,b的产物没有生物活性
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性
解析:B 由题图可知,a、b、c 分别是核糖体、内质网和高尔基体,A正确;分泌蛋白合成分泌的过程中,高尔基体接受了来自内质网的囊泡之后,又形成新的囊泡运输到细胞膜,这样高尔基体的膜面积前后基本没变,图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间有相互转换,B错误;图甲中构成分泌蛋白的物质 X 即氨基酸最多有21种,b是内质网,其初加工的产物没有生物活性,还需要高尔基体进一步加工,C正确;分泌蛋白合成分泌的过程中内质网、高尔基体、细胞膜之间通过囊泡运输蛋白质,所以图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性,D正确。
2.(2022·山东济南高一月考)图甲表示胰岛素的合成和分泌过程,图乙表示胰岛素合成和分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜面积的变化。请结合图示回答下列问题:
(1)图甲中的结构②的名称为______________________,其在动物细胞中的功能主要为________________________________________________________________________。
(2)图乙中的曲线__________代表图甲中①的变化。d、e、f代表的膜结构中,通过囊泡转化的是______________________。
解析:(1)②之后直接是细胞膜,因此②是高尔基体。高尔基体在动物细胞中的主要功能是对蛋白质进行加工、分类、包装、转运。(2)在一次蛋白质分泌的过程中,内质网的膜面积是减小(产生囊泡)的,高尔基体的膜先增大后减小(得囊泡,产生囊泡),细胞膜的膜面积是增大(得囊泡)的。内质网与高尔基体之间(d和f),高尔基体与细胞膜之间(f和e)是通过囊泡转化的。
答案:(1)高尔基体 对蛋白质加工、分类、包装、转运 (2)d d和f、f和e
分点突破(二) 细胞的生物膜系统
基础·
1.生物膜系统的组成和特点
(1)组成
(2)特点
①生物膜的组成成分和结构很相似。
②在结构和功能上紧密联系、协调配合。
2.生物膜系统的功能
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1.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
提示:属于生物膜系统的是①②③⑤;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,⑤是高尔基体膜形成的,也属于生物膜系统。
2.科学家研制出一种透析型人工肾,它关键的结构是一种人工合成的膜材料——血液透析膜,它能把病人血液中的代谢废物透析掉。其工作原理如图所示,请分析透析型人工肾的生物学原理是什么?
提示:模拟了生物膜的选择透过性。
二、在“系统思维”中提能
1.各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性:各种生物膜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。
(2)差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中,蛋白质的种类和数量就越多。
2.各种生物膜在结构和功能上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性,如图
(3)在功能上的联系:在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中,各细胞器之间协调配合。
应用·
1.(2021·江苏淮安高一期中)下列有关生物膜系统的说法中,正确的是( )
A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜等都属于生物膜系统
B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达
C.各种生物膜的组成成分和结构完全一致,在结构和功能上有一定的联系
D.枯草杆菌也具有生物膜系统,否则就不能进行正常的生命活动
解析:B 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,因此细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜等都属于生物膜系统,但小肠黏膜是由一层上皮细胞构成的上皮组织,不属于生物膜系统,A错误;固醇类激素属于脂质,内质网是“脂质”合成的车间,所以合成固醇类激素的分泌细胞中内质网一般比较发达,B正确;各种生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上有一定的联系,C错误;枯草杆菌为原核生物,没有细胞器膜和核膜,因此不具有生物膜系统,D错误。
2.(2022·山东烟台高一检测)生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要,下列关于生物膜系统的叙述,正确的是( )
A.菠菜叶肉细胞、乳酸菌、草履虫都具有复杂的生物膜系统
B.豚鼠胰腺腺泡细胞的溶酶体膜、囊泡膜均属于生物膜系统
C.人体内的呼吸道黏膜、消化道黏膜等均属于生物膜系统
D.各种生物膜组成成分基本相同,在结构上不具有连续性
解析:B 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;乳酸菌是原核生物,不具有复杂的生物膜系统,A错误;豚鼠胰腺腺泡细胞中的细胞膜、核膜、溶酶体膜、囊泡膜、高尔基体膜、内质网膜等结构,都属于生物膜系统,B正确;细胞的生物膜系统是细胞内的结构,而人体内的呼吸道黏膜、消化道黏膜都是由细胞组成的结构,不属于生物膜系统,C错误;各种生物膜在组成成分上基本相同,都是由脂质和蛋白质组成,在结构上具有一定的连续性,比如内质网可以与核膜和细胞膜直接相连,与高尔基体通过囊泡间接相联系,体现了细胞内各种结构之间的协调与配合,D错误。
3.下列哪一项不属于细胞膜的功能( )
A.控制物质进出细胞
B.进行细胞间的信息交流
C.维持细胞内部的环境相对稳定
D.使细胞内的各种生物化学反应互不干扰
解析:D 细胞膜是细胞的边界。细胞膜有控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流、维持细胞内环境的相对稳定等功能。使细胞内的各种生物化学反应互不干扰,是细胞器膜的功能,不是细胞膜的功能,即D符合题意。
网络构建(一图串尽主干知识)
[课时跟踪检测]
[基础巩固练]
知识点一 细胞器之间的协调配合
1.下列关于胞内蛋白和分泌蛋白的合成部位的叙述,正确的是( )
A.都是细胞质中游离的核糖体
B.都是内质网上的核糖体
C.分别是细胞质中游离的核糖体、内质网上的核糖体
D.分别是内质网上的核糖体、细胞质中游离的核糖体
解析:C 在游离核糖体上合成的蛋白质在细胞内起作用;在内质网上的核糖体中合成的蛋白质则依次进入内质网和高尔基体,经加工、运输后分泌到细胞外。
2.(2021·江苏常州高一期中)多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网—高尔基体(ER Golgi)途径分泌到细胞外,被称为经典分泌途径;但真核生物中少数分泌蛋白并不依赖ER Golgi途径,称为非经典分泌途径(如图)。下列相关叙述不正确的是( )
A.经典分泌途径和非经典分泌途径的蛋白质都是在核糖体上合成的
B.经典的蛋白分泌途径伴随着生物膜的转化,体现了膜的流动性
C.非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中有信号肽序列
D.非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充
解析:C 核糖体是细胞内合成蛋白质的场所,经典分泌途径和非经典分泌途径的蛋白质都是在核糖体上合成的,A正确;经典分泌途径需要内质网加工,然后形成囊泡,囊泡膜和高尔基体融合,高尔基体进行进一步加工,然后形成囊泡,囊泡膜和细胞膜融合,将物质分泌到细胞外,该过程伴随着生物膜的转化,体现了膜的流动性,B正确;多数分泌蛋白含有信号肽序列,通过内质网—高尔基体(ER Golgi)途径分泌到细胞外,非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中没有信号肽序列,不经内质网和高尔基体的加工,C错误;非经典分泌途径的存在,能够使一些特殊结构的蛋白质易于分泌,非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充,D正确。
3.用含有35S标记的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
解析:B 由分泌蛋白形成的过程可知,35S标记的氨基酸出现的顺序为:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。因此35S不经过线粒体,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,为分泌蛋白的合成、运输提供能量。
4.(2021·山东日照高一期末)如图表示某细胞在某项生命活动前后相关几种生物膜面积的变化情况。根据图中信息推测,在此变化过程中最可能合成的物质是( )
A.呼吸酶 B.胰岛素
C.性激素 D.胆固醇
解析:B 从图中信息来看,内质网膜面积减小,细胞膜面积增大,而高尔基体膜面积相对不变,可以推测发生了蛋白质的分泌过程。题中给出的四种物质中,呼吸酶和胰岛素是蛋白质,呼吸酶存在于细胞内。
5.(2021·江苏盐城高一检测)一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制,即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了内部回收利用工厂,在那里将废物降解,使组件获得重新利用。下列相关叙述,正确的是( )
A.细胞膜塑形蛋白在合成过程中,动力可由叶绿体提供
B.“分子垃圾袋”应主要由磷脂和蛋白质构成,该结构具有一定的流动性
C.“回收利用工厂”可能是溶酶体,“组件”可能是氨基酸或核苷酸
D.人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体等
解析:B 细胞膜塑形蛋白在细胞的核糖体内合成,合成所需要的能量由线粒体或细胞质基质提供,而叶绿体形成的ATP只能用于暗反应,A错误;分子垃圾袋属于囊泡,由生物膜构成,主要由磷脂和蛋白质构成,生物膜具有一定的流动性,B正确;溶酶体中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,C错误;中心体没有生物膜结构,故无法形成囊泡,D错误。
6.从某腺体的细胞中提取一些细胞器,放入含有14C标记氨基酸的培养液中,培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件,连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量,图中正确的描述曲线是( )
解析:A 腺体细胞能合成与分泌相应的分泌蛋白,而分泌蛋白首先在核糖体上合成,其次由内质网进行初步加工,然后再由高尔基体进行再加工,因此放射性出现的先后顺序是核糖体、内质网、高尔基体,A正确,B错误;中心体不参与分泌蛋白的合成与分泌过程,C错误;分泌蛋白没有进入线粒体中,D错误。
7.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.⑤→③→②→④→⑤ B.⑤→②→③→④→⑤
C.⑤→①→②→④→⑤ D.⑤→①→③→④→⑤
解析:B ①是核膜,②是核糖体,③是内质网,④是高尔基体,⑤是细胞膜。3H标记的氨基酸要首先由培养液经细胞膜进入细胞,在核糖体脱水缩合,然后依次进入内质网和高尔基体,高尔基体产生的囊泡与细胞膜融合分泌到细胞外。
知识点二 细胞的生物膜系统
8.下列关于生物膜的叙述,错误的是( )
A.功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量就越多
B.生物膜的化学组成基本相同
C.叶绿体的外膜和内膜都属于生物膜系统
D.溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构
解析:D 核糖体无生物膜。
9.(2021·江苏南通高一检测)美国科学家詹姆斯·罗斯曼因发现细胞的囊泡运输调控机制而荣获2013年诺贝尔生理学或医学奖,他提出生物膜之间的融合是通过膜上特异性蛋白复合物的识别和结合实现的。下列相关叙述错误的是( )
A.特异性蛋白复合物可能是位于生物膜上的糖蛋白
B.胰岛素和唾液淀粉酶均通过囊泡运输到细胞外
C.囊泡和细胞膜的识别并特异性结合表明生物膜具有选择透过性
D.细胞的囊泡运输调控机制说明准确的信息传递保证了生命活动的有序性
解析:C 由题意可知,囊泡和其细胞膜上都存在自身的蛋白复合物,只有二者相互识别并特异性结合后方可实现囊泡和细胞膜的融合,因此蛋白复合物可能是位于生物膜上的识别蛋白,A正确;胰岛素和唾液淀粉酶都属于分泌蛋白,通过胞吐作用由囊泡运输到细胞外,B正确;通过囊泡运输和分泌物质的过程属于胞吐,不能表明细胞膜的选择透过性,体现的是膜的流动性,C错误;由题意可知,细胞的囊泡运输是通过信息传递调控的,由此可以说明准确的信息传递保证了生命活动的有序进行,D正确。
[素养提升练]
10.(多选)(2022·湖北武汉高一月考)如图为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.分泌蛋白的运输过程体现了生物膜的流动性
B.分泌蛋白的加工和运输过程不需要消耗细胞代谢产生的能量
C.在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D.分泌蛋白合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越慢
解析:BD 分泌蛋白的运输过程中发生生物膜的融合,体现了生物膜的流动性,A正确;分泌蛋白的加工和运输过程需要消耗细胞代谢产生的能量,B错误;在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜具有相似性,都主要含有磷脂和蛋白质,C正确;高尔基体与分泌蛋白的加工相关,分泌蛋白合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越快,D错误。
11.(多选)生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的整体。生物膜系统与细胞代谢和细胞通讯密切相关。下列有关说法正确的是( )
A.细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等
B.细胞之间的信息交流均依赖于细胞膜上的特异性受体
C.溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组分的更新
D.内质网的膜上附着有多种酶,性腺细胞内质网丰富
解析:ACD 组成细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白、糖脂和胆固醇等物质,A正确;细胞之间的信息交流方式多种多样,有的细胞分泌化学物质,通过化学物质与靶细胞膜表面受体结合传递信息,也有的两个相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息,也有的两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,从而实现信息传递,B错误;溶酶体和高尔基体在行使功能时伴随着膜的融合,所以存在膜组分的更新,C正确;内质网是脂质合成的车间,性腺细胞主要合成和分泌性激素(固醇类激素),故性腺细胞内质网丰富,D正确。
12.(多选)(2021·江苏南京高一检测)线粒体和叶绿体的大多数蛋白质都由细胞核内的基因编码。如图为细胞核控制合成的蛋白质进入线粒体的过程,由图可知( )
A.信号序列与受体蛋白的结合具有特异性
B.信号序列作为向导决定了蛋白质的去向
C.前体蛋白质的成熟过程只是空间结构的改变
D.信号序列与受体结合后内外膜的蛋白转运体才能形成通道
解析:ABD 根据题意可知,信号序列与受体蛋白的结合具有特异性,从而实现了相关蛋白的定向转运,A正确;信号序列与相应受体的特异性结合,决定了蛋白质的去向,B正确;图中显示,前体蛋白质的成熟过程除了空间结构的改变,还有信号序列的切除,C错误;根据图中信息可知,信号序列与受体结合后内外膜的蛋白转运体形成通道,从而前体蛋白质可以进入,D正确。
13.(2021·江苏连云港高一检测)图1为某雌性哺乳动物细胞的亚显微结构模式图;图2是细胞膜内陷形成的囊状结构即小窝,与细胞的信息传递等相关。请据图回答下列问题:
(1)从化学成分角度分析,新型冠状病毒(RNA病毒)与图1中结构________(填结构名称)的化学组成最相似。图1中属于细胞生物膜系统的有________(在①~⑩中选择填空)。
(2)小窝蛋白的合成并具有特定功能的过程类似于分泌蛋白,则图1中参与小窝蛋白形成的细胞器有________(填写序号)。小窝蛋白分为三段,中间区段主要由________(填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成,其余两段均位于图1细胞的________(填写序号)中。
(3)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3。据此分析可得到的结论是小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在___
_____________________________________________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时,小窝蛋白的________结构改变,小窝会变扁平,影响细胞的信息传递功能。
解析:(1)从化学成分角度分析,新型冠状病毒的组成成分是RNA和蛋白质,与图1中核糖体(其组分是蛋白质和RNA)的化学组成最相似。生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,则图1所示结构中,参与生物膜系统构成的有①内质网、⑥线粒体、⑧细胞膜、⑨核膜、 ⑩高尔基体。(2)小窝是细胞膜向内凹陷形成的,小窝蛋白合成的场所是核糖体,在核糖体上氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链依次进入内质网和高尔基体进行加工,由囊泡运输到细胞膜,故参与小窝蛋白形成的细胞器有①内质网、⑤核糖体、⑥线粒体、⑩高尔基体。由题图可知,小窝分为三段,中间由疏水性的氨基酸残基组成,其余两段位于图1细胞的②细胞质中。(3)已知“小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低”,图3中结果显示,在肽段1中加入胆固醇之后荧光强度下降很多,而在肽段2中加入胆固醇之后荧光强度几乎无变化,显然在肽段2中加入的胆固醇并未与肽段2发生结合,因此可推测小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段1中。(4)当小窝中结合的胆固醇过少时,小窝蛋白的空间结构改变,因为结构影响功能和形态,小窝会变扁平,进而影响细胞的信息传递功能。
答案:(1)核糖体 ①⑥⑧⑨⑩ (2)①⑤⑥⑩ 疏水性 ② (3)肽段1 (4)空间
14.如图是某动物细胞的部分亚显微结构示意图,已知该细胞具有分泌抗体的功能。请结合所学知识回答下列有关问题:
(1)图中除核糖体外,不参与构成生物膜系统的细胞器是[ ]________;请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构:______________(仅填标号),为该过程提供能量的场所主要是[ ]____________。
(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。
细胞器 蛋白质/% 脂质/% 核酸/%
甲 67 28 少量
乙 59 40 0
丙 39 0 59
据表分析,甲、丙分别是[ ]________、[ ]________________。
(3)[ ]________具有三大功能:①将细胞与外界环境分开;②__________________;③______________。
解析:(1)该细胞中不参与构成生物膜系统的细胞器有[4]核糖体和[6]中心体。抗体是分泌蛋白,该蛋白质在[4]核糖体上合成后,先后经过[3]内质网和[7]高尔基体的加工,最后通过[5]细胞膜分泌到细胞外,分泌蛋白的合成和分泌所需能量主要通过[1]线粒体提供。(2)与分泌蛋白合成、分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。核糖体的成分为蛋白质和RNA,它没有膜结构,因此不含脂质,故丙表示核糖体;线粒体有双层膜,含有脂质和蛋白质,同时也含有少量核酸,故甲表示线粒体。(3)细胞膜的功能有三个方面,即作为系统的边界将细胞与外界环境分开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。
答案:(1)6 中心体 4、3、7、5 1 线粒体 (2)1 线粒体 4 核糖体 (3)5 细胞膜 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流
15.如图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图,图2表示某细胞的亚显微结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)研究图1分泌蛋白的运输过程一般采用的方法是____________,分泌蛋白从产生到分泌出细胞所经过的细胞器依次为____________________________________________________
_____________________________(填名称),该过程需要图2中________(填标号)提供能量。
(2)蓝细菌与图2细胞在结构上最主要的区别是_________________________,假如图2为高等动物细胞,不应有的结构是________(填标号),应该添加的结构是________(填名称)。
(3)若图1过程中合成了一条含2个天冬氨酸(R基为—C2H4ON)、分子式为CxHyOzN17S2的多肽链,已知氨基酸的平均分子量为126,则该多肽链形成过程中失去的水分子质量最多为________。
解析:(1)研究题图1中分泌蛋白的运输过程一般采用的方法是同位素标记法,即通过追踪示踪元素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程,该方法也叫同位素示踪法;分泌蛋白从产生到分泌出细胞所经过的细胞器依次为核糖体→内质网→高尔基体,该过程需要题图2中的4线粒体提供能量。(2)蓝细菌细胞属于原核细胞,题图2的细胞属于真核细胞,二者在结构上最主要的区别是蓝细菌无以核膜包被的细胞核,假如题图2为高等动物细胞,在1~9各结构中不应有的结构是1细胞壁、3叶绿体和9液泡,应该添加的结构是中心体(中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞中)。(3)天冬氨酸的R基(—C2H4ON)中含有N原子,即分子式中含有两个N原子,若题图1过程中合成了一条含2个天冬氨酸、分子式为CxHyOzN17S2的多肽链,可知该多肽链中最多含有的氨基酸数为17-2=15个,进而推测形成该多肽链最多脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=15-1=14个,因此该多肽链形成过程中失去的水分子质量最多为14×18=252。
答案:(1)同位素标记法 核糖体→内质网→高尔基体 4 (2)蓝细菌无核膜包被的细胞核 1、3、9 中心体 (3)252