第2节 细胞器之间的分工合作（第二课时）
【学习目标】
1．通过学习分泌蛋白的合成和运输过程，体会细胞各结构之间的协调配合，认同细胞内部部分与整体、结构与功能的统一。
2．基于“分泌蛋白的合成与运输”的实验数据，能运用归纳、推理等科学思维方法阐述分泌蛋白的合成和运输过程。
【课前学习】 细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白概念：在细胞内合成，分泌到细胞 起作用。如 酶、 和一部分________。
2．分泌蛋白的合成和运输过程：游离的 以氨基酸为原料，开始多肽链的合成。这段肽链会与 一起转移到 内质网上继续合成。并且边合成边转移到内质网 内，再经过加工折叠，形成有一定空间结构的蛋白质。 膜形成的囊泡，包裹着蛋白质，到达高尔基体。与 膜融合，囊泡膜成为 膜的一部分。高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。高尔基体膜形成包裹着蛋白质的 ，转运到细胞膜，与之融合，将蛋白质分泌到细胞外。此过程中消耗的能量，主要由 提供。高尔基体起重要的交通 作用。
【答案】 1． 外 消化酶 抗体 激素 核糖体中 2．核糖体 粗面 腔 内质网 高尔基体 高尔基 囊泡 线粒体 枢纽
细胞的生物膜系统
1．概念： 膜、 膜、 膜，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的组成成分和结构 ，在结构功能上紧密联系 。
2．功能：a细胞膜使细胞有一个相对稳定的 环境，在细胞与外界环境进行 ，能量转换和信息传递中起着 的作用。b许多重要的化学反应需要 的参与。广阔的 为 提供了附着位点。C 把各种细胞器 。使细胞内能够 进行多种化学反应而不互相干扰，保证了细胞生命活动高效有序的进行。
【答案】1．细胞器膜 细胞膜 核膜 很相似 2．内部 物质运输 决定性 酶 膜面积 酶 分隔开 同时
【课上学习】
阅读“分泌蛋白质的合成和运输”的相关资料，完成下列学习任务：
【方法】科学家改进适合蛋白质研究的细胞内同位素标记体系, 发展了放射自显影技术。
学习任务1：阅读资料，了解同位素标记及放射自显影技术的原理。
放射自显影技术：利用放射性同位素放出的电离射线使乳胶感光的作用，对细胞内生物大分子进行定性和定位研究的一种细胞化学技术。
放射性自显影技术的原理如下：在含有放射性核素的组织切片上覆盖一薄层感光乳剂，组织内的放射性物质放出的射线使感光乳剂曝光，在显微镜下通过曝光的银颗粒便可以发现细胞内含有放射性的位点，进而发现放射性物质在组织切片中的分布及数量。
【步骤】
①选择同位素3H标记的亮氨酸进行实验
②将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养（3 min）
③ 将培养后的细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。
④ 不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用放射性自显影技术，追踪被标记亮氨酸的运输路径。
学习任务2：为什么选择亮氨酸作为3H的结合体？为什么将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H亮氨酸的培养液中进行脉冲标记（仅短期培养3min）？
【结果】
随着追踪时间的变化，放射性颗粒数的百分比在不同细胞结构上有规律的变化
学习任务3：分析上图，推测分泌蛋白转移的途径。
【课后练习】
1．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，有关的生物膜面积变化如图乙所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲中 a、b、c 曲线依次表示核糖体、内质网、高尔基体
B．图乙中 d、e、f 曲线依次表示高尔基体、内质网、细胞膜
C．图乙各结构中放射性出现的先后顺序是 d、e、f
D．分泌蛋白的合成与分泌过程中 b 和 e 的膜面积都会增大
2．胰岛细胞中与胰岛素合成和分泌有关的一组细胞器是（ ）
A．线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B．内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C．内质网、核糖体、高尔基体、中心体
D．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
3． 各种细胞器彼此相互独立，又分工合作，针对不同的细胞器有不同的功能表述中，错误的是（ ）
A. 能进行光合作用的细胞都有叶绿体
B. 线粒体能合成部分自身需氧呼吸所需的蛋白质
C. 内质网是运输蛋白质和合成脂质的重要场所
D. 植物细胞高尔基体参与细胞壁的构建
4．一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白质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，场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供
B．分子垃圾袋应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、高尔基体和中心体等
5．下列关于细胞生物膜系统的的叙述，正确的是（ ）
A．真核细胞生物膜系统组成了细胞的网架结构
B．细胞生物膜系统中的细胞膜与细胞核膜都由单层膜组成且都含有两层磷脂单分子层
C．从来源上来说，细胞内运输蛋白质的囊泡膜也属于细胞生物膜系统
D．细胞内的生物膜只能由内质网膜转化为高尔基体膜，再转化为细胞膜，不能反过来
6．各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。下列叙述错误的是（ ）
A．植物细胞中的液泡与维持细胞的渗透压有关
B．内质网和高尔基体与分泌蛋白的加工有关
C．叶绿体、线粒体与细胞内物质和能量的转化有关
D．原核细胞的细胞膜和细胞器膜共同构成了生物膜系统
7．科学方法对于生物学研究有着重要作用，下列关于科学方法的理解有误的是（ ）
A．科学研究中经常运用不完全归纳法，细胞学说的建立主要运用了不完全归纳法
B．在分离细胞中的细胞器时，可采用差速离心法分离不同大小的细胞器
C．在细胞膜结构模型的探索过程中，主要反映了概念模型建立这一科学方法的作用
D．利用同位素标记法，可利用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成过程
8．下图中a、b、c分别是三种生物细胞的结构模式图。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．三种细胞最主要的差别在于有无核膜为界的细胞核
B．a细胞有细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶
C．三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D．a、b细胞内的线粒体使细胞内的膜结构连接成一套复杂的膜系统
9．下列有关生物膜的叙述，正确的是（ ）
A．生物膜的成分主要是脂质和蛋白质，其功能主要取决于蛋白质和磷脂分子
B．原核细胞结构简单，没有线粒体、叶绿体、内质网等细胞器，所以不具有生物膜和生物膜系统
C．生物膜将各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序的进行
D．线粒体内外膜、叶绿体内外膜及内质网膜等为酶提供了大量的附着位点
10．内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（ ）
A．扩展细胞内膜面积，为细胞内所有核糖体提供附着场所
B．内质网由两层膜组成，是蛋白质的合成场所
C．提供细胞内物质运输的通道
D．参与细胞内某些代谢反应
11．如图表示人体中吞噬细胞吞噬、清除衰老红细胞的过程。相关叙述错误的是（ ）
A．吞噬细胞能通过细胞膜识别衰老的红细胞
B．结构①为高尔基体，与蛋白质的加工、包装有关
C．结构②为溶酶体，其中含有多种水解酶
D．图中的各种膜结构所含成分及比例相同
12．下列关于生物膜系统的理解正确的是 （ ）
A．内质网膜和核膜之间可以以囊泡形式相互转化
B．真核生物与原核生物都有生物膜和生物膜系统
C．细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同
D．细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输，能量转化和信息传递过程中起着决定性作用
13．下图A、B是细胞亚显微结构模式图，回答下列问题：
（1）图_______（填“A”或“B"）是植物细胞，结构3的名称是__________（它能支持和保护细胞）。
（2）线粒体是标号[_____]，其功能是细胞进行___________的主要场所。
（3）与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是[ ]____________。
（4）若图A细胞是洋葱的根尖细胞，则图中不该具有的结构是______。（填序号）
（5）若图A是西瓜的红色果肉细胞，则色素主要存在于[ ]_____________。
（6）若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞，测得细胞内三种细胞器上放射性强度发生的变化如图C所示，则图中的Ⅰ、II、Ⅲ所示细胞器的名称依次是________ 、________、____________ 。（填名称）
14．“细胞生物学家帕拉德曾利用豚鼠胰腺腺泡细胞进行实验研究，证实了分泌蛋白的合成、运输及分泌途径，由此获得了1974年诺贝尔生理学或医学奖。请回答问题（[ ]内写图中数字，横线上填文字）。
时间/min 3 17 117
放射性出现的细胞结构 ⑥ ④ ②
（1）帕拉德在细胞中注射了用放射性同位素3H标记的亮氨酸，随着时间的推移，放射性依次出现在细胞中不同结构处（如表所示），由此证明：在⑤核糖体上形成的多肽先进入[ ]______________进行加工，之后运输到[ ]_______________进行进一步的修饰加工，最终，囊泡与①融合，分泌蛋白以_____________的方式分泌到细胞外。
（2）分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程体现了生物膜具有_______________的结构特
参考答案
1．A 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→内质网进行初加工→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，因此a曲线表示的是核糖体，b曲线表示的是内质网，c曲线表示的是高尔基体，A正确；在分泌蛋白的合成与分泌过程中，具有膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体和细胞膜，而线粒体仅为整个过程提供能量，内质网会形成囊泡将蛋白质运输到高尔基体，高尔基体对蛋白质加工、修饰结束后会通过囊泡将蛋白质运输到细胞膜，据此推测，内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变，细胞膜的膜面积增加，故d是内质网，e是细胞膜，f是高尔基体，B错误；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→内质网进行初加工→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，故出现放射性的先后顺序是核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜，对于图乙即d、f、e，C错误；b曲线表示的是内质网，e是细胞膜，分泌蛋白的合成与分泌过程中b的膜面积减小，D错误。
2．D 分泌蛋白合成和运输中无中心体参与，AC错误；分泌蛋白合成和运输中无叶绿体参与，B错误；结合分析可知，分泌蛋白合成和运输中需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体的参与，D正确。
3．A 原核生物蓝细菌也能进行光合作用，但其没有叶绿体。
4．B 细胞膜塑形蛋白的合成场所为核糖体，合成所需动力可由线粒体提供，叶绿体产生的ATP只能供给暗反应，A错误；根据分泌蛋白形成过程等知识，可判断囊泡（分子垃圾袋）由生物膜构成，主要由脂质（磷脂）和蛋白质构成，B正确；回收利用工厂可将废物降解，应该为溶酶体，溶酶体水解废物产生的“组件”可能是氨基酸，但不会是核苷酸，C错误；中心体无膜结构，不能形成囊泡，D错误。
5．C 组成细胞网架结构的是细胞骨架，不是细胞生物膜系统，A错误；细胞膜是单层膜结构，含有两层磷脂分子，细胞核的核膜是双层膜结构，含有四层磷脂分子，B错误；细胞内运输蛋白质的囊泡可由内质网形成，可与高尔基体膜融合，所以也属于细胞生物膜系统，C正确；细胞内的生物膜可相互转化，可由内质网膜转化为高尔基体膜，再转化为细胞膜，也可反过来，D错误。
6．D 液泡能调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，与维持细胞渗透压有关，A正确；内质网是细胞内蛋白质的合成和加工；高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”，与分泌蛋白的加工有关，B正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所细胞的“动力车间”；叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，都与能量转换有关，C正确；生物膜系统指的是细胞内细胞膜、细胞器膜和核膜共同组成，原核细胞无生物膜系统。D错误。
7．C 科学研究中经常运用不完全归纳法，细胞学说通过对植物和动物的研究得出了生物是由细胞构成的，运用了不完全归纳法，A正确；分离细胞器的方法是差速离心法，B正确；研究细胞膜的模型运用了构建物理模型的方法，C错误；用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成过程，运用了同位素标记法，D正确。
8．D ab为真核细胞，c为原核细胞，真核细胞和原核细胞最主要的差别在于有无核膜为界的细胞核，A正确；a是植物细胞，有细胞壁，细胞壁主要成分是纤维素和果胶，B正确；ab为真核细胞，c为原核细胞，真核细胞和原核细胞共有的细胞器是核糖体，C正确；a、b细胞内的内质网使细胞内的膜结构连接成一套复杂的膜系统，D错误。
9．C 生物膜的成分主要是脂质和蛋白质，其功能主要取决于蛋白质分子，A错误；原核细胞具有生物膜(细胞膜)，但没有生物膜系统，B错误；细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序的进行，C正确；线粒体内膜、叶绿体类囊体膜、内质网膜等为酶提供大量的附着位点，保证了细胞内许多化学反应的正常进行，D错误。
10．C 内质网通过折叠成网状并广泛分布于细胞质基质中来增大膜面积，只有粗面内质网上附着有核糖体，A错误；内质网是单层膜结构，蛋白质合成的场所是核糖体，B错误；内质网膜内连核膜，外连细胞膜，形成了细胞内物质运输的通道，C正确；内质网膜与核膜、细胞膜相连，这不能说明内质网参与细胞内某些代谢反应的功能，D错误。
11．D 吞噬细胞能通过细胞膜识别衰老的红细胞并将其清除，A正确；结构①为高尔基体，在人体细胞中与蛋白质的加工、包装有关，B正确；结构②为溶酶体，由高尔基体产生，其中含有多种水解酶，C正确；图中的各种膜结构组成成分主要是脂质和蛋白质基本相同，但比例不相同，D错误。
12．D 内质网内连核膜，外连细胞膜，即内质网可直接与核膜、细胞膜相连，A错误；原核生物不具有生物膜系统，B错误；细胞内各种生物膜的成分和结构相似，C错误；细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输，能量转化和信息传递过程中起着决定性作用，D正确。
13．【答案】（1） A 细胞壁 （2） 5 有氧呼吸 （3）6中心体（4）1（5）2、液泡 （6） 核糖体 内质网 高尔基体
【解析】分析题图，1是叶绿体、2是液泡、3是细胞壁、4是细胞核、5是线粒体、6是中心体；A表示植物细胞，B表示动物细胞。（1）由以上分析知，图A细胞是植物细胞，因为该细胞有3细胞壁、1叶绿体、2液泡等结构。其中3细胞壁具有支持、保护作用。（2）
图中5是线粒体，线粒体是有氧呼吸的主要场所。（3）动物细胞中与有丝分裂有关的是中心体（6）。（4）图A细胞是洋葱的根尖细胞，则图中不该具有的结构有 1叶绿体。（5）
若图A是西瓜的红色果肉细胞，则色素主要存在于大液泡内，即2。（6）氨基酸是蛋白质合成的原料，氨基酸在核糖体上经过脱水缩合反应形成肽链，然后进入内质网、高尔基体进行加工、分类和包装，由细胞膜分泌到细胞外，因此图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是核糖体、内质网、高尔基体。
14．【答案】（1）⑥内质网 ④高尔基体 胞吐 （2）（一定的）流动性 ③线粒体第2节 细胞器之间的分工合作（第一课时）
【学习目标】
1．概述几种主要细胞器的结构和功能。
2．分析白细胞和黑藻叶肉细胞的生命活动，阐明细胞器之间的分工合作
3．通过学习差速离心法等科学方法，体会科学探究需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。
【课前学习】
1．核糖体：有的附于粗面 上，有的游离在细胞质 中，作用：合成 。是“生产 的机器”。
2．内质网：由膜围成的连续的内腔相通的膜性管道系统。包括不附着核糖体的 内质网和附着 的粗面内质网。作用：是 等大分子物质合成、 场所和 通道。
3．高尔基体：主要是对来自内质网的 进行 、 和 的“车间”及“发送站”。
4．溶酶体：主要分布在 细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种 酶，能分解衰老损伤的 ，吞噬并 侵入细胞的病毒或 。
5．中心体：分布在 与 植物细胞中，与细胞的 分裂有关。
6．液泡：主要分布在 细胞中，内有 液，可以 植物细胞内的 ，充盈的液泡还可以使植物细胞保持 。
7．叶绿体：是绿色植物能进行 作用的细胞含有的细胞器。是植物细胞的“ 制造车间”和“ 转换站”。
8．线粒体：是细胞进行 呼吸的 场所。是细胞的“ 车间”。细胞生命活动所需的能量，大约有95%来自线粒体。
【答案】1．内质网 基质 蛋白质 蛋白质 2．滑面 核糖体 蛋白质 加工 运输 3．蛋白质 加工 分类 包装 4． 动物 水解酶 细胞器 杀死 细菌 5．动物 低等 有丝 6．植物 细胞 调节 环境 坚挺 7．光合 养料 能量 8．有氧 主要 动力
【课上学习】
任务一：阅读教材差速离心法，回答问题
①如果要分离细胞内部的结构，首先要做的准备工作是什么？
②如何分离得到各种的细胞结构？
任务二：阅读教材，思考哪些细胞器参与了白细胞吞噬细菌的生命活动，承担什么功能呢？
任务三：观察现象，思考问题
①描述你看到的现象
②能直接看到细胞质在流动吗？
③推测细胞质流动和哪些细胞器有关？有什么意义？
任务四：阅读教材，比较动植物细胞细胞器的特点
【课后练习】
1．可以分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌的细胞器是
A．线粒体 B．溶酶体 C．高尔基体 D．内质网
2．唾液腺细胞中合成淀粉酶的细胞器是
A．线粒体 B．核糖体 C．内质网 D．高尔基体
3．在高等植物地下部分的根毛细胞中，不含有的细胞器是
A．线粒体 B．高尔基体 C．叶绿体 D．液泡
4．下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是 （ ）
A．液泡：含有大量色素，参与植物对光能的吸收
B．中心体：主要成分是磷脂，参与动物细胞的有丝分裂
C．细胞壁：含有纤维素和果胶，主要控制物质进出细胞
D．高尔基体：由单层膜构成，参与植物细胞壁的形成
5．如下图所示，①～④表示某细胞内部分细胞器，有关叙述正确的是（ ）
A．该图是在高倍光学显微镜下看到的结构
B．此细胞不可能是原核细胞，只能是动物细胞
C．②和④是没有膜结构的细胞器
D．①和③是具有双层膜的细胞器
6．从洋葱根尖细胞中分离出X、Y、Z三种细胞器，测定它们有机物的含量如下表所示。下列说法错误的是（ ）
蛋白质/% 脂质/% 核酸/%
X 61 0 39
Y 67 20 微量
Z 59 41 0
A．这三种细胞器均可用光学显微镜观察到
B．细胞器Z可能与蛋白质的分泌有关
C．细胞器Y具有双层膜结构
D．细胞器X的形成可能与核仁有关
7．下图1、2分别是动物细胞和植物细胞模式图。请回答问题。
（1）比较图1和图2中的细胞，它们共有的细胞器是[ ]____________、[ ]____________、[ ]____________ 、[ ]____________。菠菜叶肉细胞特有的细胞器是[ ]____________、[ ]____________，不具有的细胞器是[ ]____________。
（2）图1和图2所示细胞内，无膜结构的细胞器是[ ]____________、[ ]____________，双层膜结构的细胞器是[ ]____________、[ ]____________。
（3）图1和图2所示细胞内，[⑨]____________有两种类型，分别是__________
______和_______________。图1中[⑤]____________分布在动物细胞与__________细胞中，与细胞的____________有关。
（4）若图1为人体的心肌细胞，则该细胞的生理活动需要较多的____________，因而细胞中含有较多的[ ]____________，与该细胞的功能相适应。若图2为菠菜叶肉细胞，则该细胞进行光合作用的场所是[ ]____________。
（5）若图1所示细胞为胰岛细胞，则该细胞中胰岛素的合成、加工和分泌是[ ]____________、 [ ]____________和[ ]____________完成的。
（6）细胞质中，支持细胞器的结构是__________，它是由__________纤维组成的网架结构，对维持细胞的形态，锚定并支撑细胞器等密切相关。
（7）细胞中许多细胞器都有膜，这些膜结构共同构成了细胞的生物膜系统。细胞的生物膜系统中包括的细胞结构有____________（填图中序号）。
答案与解析：
1．B
2．B
3．C 叶绿体是绿色植物所特有的细胞器，但并不是所有的部位都含有叶绿体，而仅仅是能够进行光合作用的部位。比如地下看不见光的部位不含有。
4．D 液泡中含有色素，但不是光合色素，不能参与植物对光能的吸收。中心体的主要成分是蛋白质。细胞膜控制物质的进出，而不是细胞壁。
5． C【解析】该图表示的是细胞的亚显微结构，只能在电子显微镜下才能观察到，A错误；原核细胞中除具有核糖体外，不具备其他细胞器，该细胞中含有中心体，可能是动物细胞或低等植物细胞，B错误；②是中心体，④是核糖体，它们都没有膜结构，C正确；①是线粒体，具有双层膜结构，③是高尔基体，是具有单层膜结构的细胞器，D错误。
6． A【解析】线粒体可用光学显微镜借助染色观察，而其他的两种必须用电子显微镜观察，A错误；细胞器Z中只有含蛋白质和脂质，因此可能为内质网、高尔基体等，可能与分泌蛋白合成有关，B正确；细胞器Y中含有微量核酸还有脂质和蛋白质，因此可能是线粒体，含有双层膜结构，C正确；细胞器X表示核糖体，其形成可能与核仁有关，因为原核细胞没有核仁，但由核糖体，D正确。
7．【答案】（1）②线粒体 ③高尔基体 ⑥核糖体 ⑨内质网
⑩液泡 叶绿体 ⑤中心体
（2）⑥核糖体 ⑤中心体 叶绿体 ②线粒体
（3）内质网 粗面内质网 光面内质网 低等植物 有丝分裂
（4）能量 ②线粒体 叶绿体
（5）⑥核糖体 ⑨内质网 ③高尔基体
（6）细胞骨架 蛋白质
（7）①②③⑦⑨
