2023年高考生物一輪復習（全國版） 第2單元 第3課時　細胞器之間的協調配合

第3課時細胞器之間的協調配合目標要求舉例說明細胞各部分結構之間相互聯系、協調一致，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動。細胞的生物膜系統(1)生物膜系統的組成和功能易錯提醒生物膜系統是指細胞內而不是生物體內的全部膜結構，所以口腔黏膜、胃黏膜等不屬于細胞內的生物膜系統；原核生物和病毒等無生物膜系統。(2)各種生物膜之間的聯系①在成分上的聯系②在結構上的聯系a．各種生物膜在結構上大致相同，都是由磷脂雙分子層構成基本支架，蛋白質分子分布其中，大多數具有流動性。b．在結構上具有一定的連續(xù)性，如圖所示：③在功能上的聯系在分泌蛋白的合成、加工、運輸過程中，生物膜系統各部分之間協調配合如圖所示：思考延伸分泌蛋白分泌過程中放射性同位素及膜面積變化圖示圖甲表示分泌蛋白合成及分泌過程中膜面積的變化；圖乙表示放射性顆粒在不同結構出現的先后順序；圖丙表示不同細胞器中放射性強度的變化。據圖分析，圖甲中A、B、C三條曲線所指代的膜結構分別是內質網膜、細胞膜、高爾基體膜；圖乙中1、2所指代的細胞器是內質網、高爾基體；圖丙中a、b、c所代表的細胞器分別為核糖體、內質網、高爾基體?？枷蛞环置诘鞍椎暮铣?、加工和分泌過程1．在分泌蛋白的合成過程中，游離核糖體最初合成的一段氨基酸序列作為信號序列，被位于細胞質基質中的信號識別顆粒(SRP)識別，并引導核糖體附著于內質網上，繼續(xù)蛋白質的合成，這就是信號肽假說(如圖所示)。下列有關推測不合理的是()A．核糖體與內質網的結合依賴于生物膜的流動性B．核糖體的“游離態(tài)”與“附著態(tài)”是相對的C．信號肽需借助DP和SRP的識別結合才能轉移至內質網膜上D．若在合成新生肽階段切除信號序列，則不能合成結構正確的分泌蛋白答案A解析核糖體是無膜細胞器，A錯誤。2．為了研究酵母菌細胞內蛋白質的合成，研究人員將3H標記的亮氨酸注射入細胞后，測得與分泌蛋白的合成和分泌相關的一些細胞器上放射性的變化，其相關結構如圖。則下列有關說法不正確的是()A．分泌蛋白合成和分泌過程中相關的一些細胞器上出現放射性的順序依次是②③④B．在②上合成的呼吸酶可以分泌到細胞外C．在分泌蛋白的合成與分泌過程中④的膜面積變化不大D．在此圖中與分泌蛋白合成和分泌相關的細胞器共有4種答案B解析題圖中，①為游離的核糖體，②為附著在內質網上的核糖體，③為內質網，④為高爾基體；①上合成的呼吸酶是胞內蛋白，不分泌到細胞外；②上合成的蛋白質可以分泌到細胞外；合成分泌蛋白過程中，④既融合內質網形成的囊泡，自身又形成囊泡，因此膜面積變化不大；與分泌蛋白合成和分泌有關的細胞器除了②③④外還有線粒體?？茖W思維(1)與分泌蛋白合成、運輸、分泌“有關的細胞器”“有關的結構”和“有關的膜結構”(2)四類常見的分泌蛋白①消化腺(如唾液腺、胃腺、腸腺等)細胞合成并分泌的消化酶。②T細胞合成并分泌的淋巴因子。③漿細胞合成并分泌的抗體。④下丘腦、垂體、胸腺、胰島等合成的相關激素，如生長激素、胰島素等。(3)常見的胞內蛋白：呼吸酶、血紅蛋白等?？枷蚨锬は到y的組成和功能3．(2022·江西高三模擬預測)生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一種動態(tài)的結構，具有膜脂的流動性和膜蛋白的運動性。下列關于生物膜的敘述，正確的是()A．細胞膜的主要成分是蛋白質和脂質，構成細胞膜的脂質中最豐富的是膽固醇B．性激素隨血液到達全身各處，與靶細胞膜表面受體結合，將信息傳遞給靶細胞C．大腸桿菌的細胞膜是其生物膜系統的組成部分，與動物細胞膜具有相似的結構D．細胞內許多化學反應在生物膜上進行，廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點答案D解析構成細胞膜的脂質中最豐富的是磷脂，A錯誤；性激素屬于脂類物質，通過自由擴散進入細胞，其受體在細胞內，B錯誤；生物膜系統由細胞膜、細胞器膜和核膜等結構組成。大腸桿菌為原核生物，沒有生物膜系統，C錯誤。4．研究顯示：囊泡是由單層膜所包裹的膜性結構，主要用于細胞內不同膜性細胞器之間的物質運輸，稱之為囊泡運輸，一般包括出芽、錨定和融合等過程(如圖所示)，需要貨物分子、運輸復合體、動力蛋白和微管等的參與以及多種分子的調節(jié)。下列有關說法不正確的是()A．囊泡運輸體現了生物膜在結構上的間接聯系B．溶酶體的形成過程也有圖示的囊泡運輸過程C．若供體膜是高爾基體則受體膜可以是細胞膜D．破傷風芽孢桿菌通過囊泡運輸過程把毒素釋放到細胞外答案D解析破傷風芽孢桿菌是原核生物，無生物膜系統，不會形成囊泡，D錯誤。歸納提升三個角度理解生物膜系統結構和功能的統一性重溫高考真題演練1．(2021·山東，1)高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結合含有短肽序列RS的蛋白質，以出芽的形式形成囊泡，通過囊泡運輸的方式將錯誤轉運到高爾基體的該類蛋白運回內質網并釋放。RS受體與RS的結合能力隨pH升高而減弱。下列說法錯誤的是()A．消化酶和抗體不屬于該類蛋白B．該類蛋白運回內質網的過程消耗ATPC．高爾基體內RS受體所在區(qū)域的pH比內質網的pH高D．RS功能的缺失可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加答案C解析根據題干信息可知，高爾基體產生的囊泡將錯誤轉運至高爾基體的蛋白質運回內質網，即這些蛋白質不應該運輸至高爾基體，而消化酶和抗體屬于分泌蛋白，需要運輸至高爾基體并分泌到細胞外，所以消化酶和抗體不屬于該類蛋白，A正確；如果高爾基體內RS受體所在區(qū)域的pH比內質網的pH高，則結合能力減弱，所以可以推測高爾基體內RS受體所在區(qū)域的pH比內質網的pH低，C錯誤；如果RS功能缺失，則受體不能和錯誤的蛋白質結合，并運回內質網，因此可能會使高爾基體內該類蛋白的含量增加，D正確。2．(2020·山東，1)經內質網加工的蛋白質進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質轉化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識別過程的蛋白質經囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是()A．M6P標志的形成過程體現了S酶的專一性B．附著在內質網上的核糖體參與溶酶體酶的合成C．S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內積累D．M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質會聚集在高爾基體內答案D解析S酶僅在某些蛋白質上形成M6P標志，體現了S酶的專一性，A項正確；據題干可知，溶酶體酶是經內質網加工后再進入高爾基體轉化而來的，由此推測附著在內質網上的核糖體參與溶酶體酶的合成，B項正確；S酶功能喪失，影響溶酶體酶的合成，從而影響衰老和損傷的細胞器的分解，衰老和損傷的細胞器會在細胞內積累，C項正確；若M6P受體基因缺陷，則不能發(fā)生識別過程，帶有M6P標志的蛋白質會經囊泡運往細胞膜，D項錯誤。3．(2021·天津，5)鉛可導致神經元線粒體空泡化、內質網結構改變、高爾基體擴張，影響這些細胞器的正常功能。這些改變不會直接影響下列哪些生理過程()A．無氧呼吸釋放少量能量B．神經元間的興奮傳遞C．分泌蛋白合成和加工D．[H]與O2結合生成水答案A解析鉛影響線粒體、內質網和高爾基體，而細胞無氧呼吸的場所在細胞質基質，所以這些改變不影響無氧呼吸，A符合題意；興奮在神經元之間傳遞的方式是胞吐作用，由于鉛影響了線粒體和高爾基體的功能，所以會影響該過程，B不符合題意；分泌蛋白的合成和加工需要內質網、高爾基體和線粒體的參與，因此會影響該過程，C不符合題意；[H]與O2結合生成水是有氧呼吸第三階段，場所在線粒體，所以會影響該過程，D不符合題意。4．(2020·江蘇，3)下列關于真核細胞的結構與功能的敘述，正確的是()A．根據細胞代謝需要，線粒體可在細胞質基質中移動和增殖B．細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質所含核酸的種類相同C．人體未分化的細胞中內質網非常發(fā)達，而胰腺外分泌細胞中則較少D．高爾基體與分泌蛋白的合成、加工、包裝和膜泡運輸緊密相關答案A解析細胞質基質中含有RNA，而線粒體基質和葉綠體基質中含有DNA和RNA，B項錯誤；細胞的結構與功能相適應，由于胰腺外分泌細胞分泌胰蛋白酶等分泌蛋白較多，所以其內質網比較發(fā)達，C項錯誤；蛋白質是在核糖體上合成的，高爾基體與分泌蛋白的加工、包裝和膜泡運輸等有關，D項錯誤。5．(2018·全國Ⅰ，1)生物膜的結構與功能存在密切的聯系。下列有關敘述錯誤的是()A．葉綠體的類囊體薄膜上存在催化ATP合成的酶B．溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結構的破壞C．細胞的核膜是雙層膜結構，核孔是物質進出細胞核的通道D．線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參與呼吸作用的酶答案D解析線粒體DNA位于線粒體中，而不是線粒體外膜上，可編碼參與呼吸作用的酶，D項錯誤。一、易錯辨析1．生物膜系統指生物體內的所有膜結構(×)2．生物膜之間通過囊泡的轉移實現膜成分的更新依賴于生物膜的選擇透過性(×)3．CO2的固定、水的光解、蛋白質的加工均在生物膜上進行(×)4．原核細胞的生物膜系統是由細胞膜和細胞器膜組成(×)5．蛋白質類激素經囊泡運輸分泌到細胞外(√)二、填空默寫1．(必修1P48)分泌蛋白：在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的一類蛋白質。2．(必修1P49)生物膜系統：由細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統。3．(必修1P49)細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。課時精練一、選擇題1．(2022·河南高三月考)下列有關細胞生物膜系統的敘述，正確的是()A．不同生物膜的組成成分和結構差異巨大B．生物膜系統是由具膜結構的細胞器組成的C．不同生物膜之間結構和功能上的聯系都通過囊泡實現D．生物膜系統為多種酶提供了大量的附著位點答案D解析不同生物膜都主要由脂質和蛋白質組成，結構均可用流動鑲嵌模型表示，其組成成分和結構差異不大，A錯誤；生物膜系統由細胞膜、細胞器膜和核膜等組成，B錯誤；不同生物膜之間結構和功能上的聯系不是都通過囊泡實現，如內質網膜外連細胞膜，內連核膜，它們之間是直接聯系的，C錯誤。2．下圖為高等動物胰腺中某種細胞內蛋白質合成、加工及定向轉運的主要途徑示意圖，其中a～f表示相應的細胞結構，①～⑧表示相應的生理過程。下列說法合理的是()A．若原料中含有放射性標記的尿嘧啶，則圖中具膜結構a、b、c都能檢測到某些放射性大分子物質B．由圖示可知，呼吸酶和解旋酶的形成可能不經過高爾基體C．⑧過程的產物可能是胰島素、生長激素、抗體或某些消化酶，其分泌過程需要c供能D．據圖分析，細胞膜上鈉鉀泵的形成過程依次是⑤⑥⑧答案B解析a為核糖體，沒有膜結構，A錯誤；呼吸酶和解旋酶在細胞內發(fā)揮作用，屬于滯留細胞內的蛋白質，其形成可能不經過高爾基體，B正確；胰腺細胞不能合成生長激素、抗體，C錯誤；鈉鉀泵存在于細胞膜上，不是分泌蛋白，故其形成過程依次是⑤⑥⑦，D錯誤。3．(2022·陜西漢中高三月考)下列有關真核細胞生物膜的融合及其轉化的敘述，正確的是()A．高爾基體膜能轉化為囊泡膜B．囊泡膜能轉化為中心體膜C．生物膜的融合、轉化與線粒體無關D．生物膜的融合、轉化主要體現了膜結構的選擇透過性答案A解析單層膜的高爾基體膜可以轉化成單層膜的囊泡膜等，A正確；中心體屬于無膜的細胞器，B錯誤；線粒體可以為內質網和高爾基體發(fā)生膜的交換提供能量，C錯誤；生物膜的融合、轉化體現了膜的結構具有一定的流動性，D錯誤。4．如圖表示某高等植物細胞部分結構和功能，①～⑥表示細胞內相關結構。下列相關說法錯誤的是()A．結構③和⑥直接相連有利于細胞中能量的供應與利用B．圖中屬于生物膜系統的有①③④⑤⑥⑦，其中膜面積最大的是③C．若該細胞分裂旺盛，則破壞結構⑤會導致其子細胞內染色體加倍D．結構⑦具有物質運輸、信息交流等功能，其功能的復雜性與膜蛋白的數量和種類有關答案B解析分析題圖可知，④為核糖體，沒有生物膜，不屬于生物膜系統，B錯誤。5．真核細胞中的細胞核膜、內質網、高爾基體、線粒體等膜性結構可以通過相互接觸而協同發(fā)揮相應的生理功能。下列分析錯誤的是()A．內質網是關聯細胞器互作網絡的重要結構B．膜性結構有利于各項生理活動高效、有序地運行C．線粒體與內質網在結構和生理功能上沒有關聯D．內質網與高爾基體之間存在以囊泡運輸為主的物質交流答案C6．細胞的各種膜結構間相互聯系和轉移的現象稱為膜流。下列關于膜流的敘述，正確的是()A．膜流可參與細胞不同結構間或細胞內外的物質轉運B．膜流的方向只能是內質網→高爾基體→細胞膜C．只有具有分泌或胞吞功能的細胞，才有膜流現象D．高爾基體→細胞膜的膜流，會使細胞膜面積一直增加答案A解析胞吐膜流的方向是內質網→高爾基體→細胞膜，而胞吞膜流的方向則相反，還可以是與溶酶體聯系，或者細胞膜到各種細胞器膜，B錯誤；細胞內的生物膜有相同的結構，不具有分泌或吞噬能力的細胞也可以實現生物膜之間的轉化，產生膜流，C錯誤；高爾基體→細胞膜的膜流，會使細胞膜面積增加，但細胞膜具有流動性，同時和內質網直接相連，所以細胞膜面積不會一直增加，D錯誤。7．(2022·陜西榆林模擬)小窩是細胞膜上呈多種形態(tài)的凹陷結構，參與胞吞、胞內運輸以及多種途徑的信號轉導等。小窩蛋白是小窩的標志蛋白，其肽鏈中段位于磷脂雙分子層中，首尾兩段均位于細胞質基質中。下列相關敘述正確的是()A．小窩蛋白的中段和磷脂分子的尾部都具有親水性B．借助高倍光學顯微鏡可以清晰地觀察到細胞膜上的小窩C．小窩蛋白是在核糖體上通過轉錄和翻譯過程合成的D．內質網和高爾基體都參與了小窩蛋白的加工與轉運答案D解析小窩蛋白的中間區(qū)段位于磷脂雙分子層中，而磷脂分子的尾部具有疏水性，在內側，故中間區(qū)段的氨基酸殘基也具有疏水性，A錯誤；細胞膜上的小窩屬于亞顯微結構，亞顯微結構需要在電子顯微鏡下才能觀察到，B錯誤；小窩蛋白的本質為蛋白質，是經過轉錄和翻譯過程形成的，其中轉錄的場所主要是細胞核，而翻譯的場所是核糖體，C錯誤；小窩蛋白屬于膜蛋白，膜蛋白首先在核糖體上合成，后經內質網和高爾基體加工后再轉移到膜上，故內質網和高爾基體都參與了小窩蛋白的加工與轉運，D正確。8．細胞生物學家帕拉德等選用豚鼠胰腺作為實驗材料，研究了水解酶的合成、加工及分泌途徑。用含3H標記的亮氨酸培養(yǎng)豚鼠的胰腺，然后通過電鏡放射自顯影技術進行計時追蹤。模式圖甲、乙、丙、丁是與該水解酶合成加工有關的細胞器。下列相關敘述，錯誤的是()A．亮氨酸是水解酶的基本單位之一B．首先觀察到3H標記的細胞器是甲C．水解酶分泌前需依次經丁、丙加工D．甲、丙、丁所需全部能量都來自乙答案D解析有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體，甲、丙、丁所需的能量主要來自乙，少部分來自細胞質基質，D錯誤。9．在生物體中，細胞間的信息傳遞是細胞生長、增殖、分化、凋亡等生命活動正常進行的條件之一，而蛋白分泌是實現某些細胞間信息傳遞途徑的重要環(huán)節(jié)。多數分泌蛋白含有信號肽序列，通過內質網－高爾基體(ER－Golgi)途徑分泌到細胞外，稱為經典分泌途徑；但真核生物中少數分泌蛋白并不依賴ER－Golgi途徑，稱為非經典分泌途徑(如圖)。下列相關敘述錯誤的是()A．經典分泌和非經典分泌的蛋白質都是在核糖體上合成的B．非經典分泌途徑分泌的蛋白質的肽鏈中可能沒有信號肽序列C．經典分泌和非經典分泌的過程中都伴隨著生物膜的轉化D．非經典分泌途徑的存在是對經典分泌途徑的必要和有益的補充答案C10．微粒體來源于內質網的囊狀小泡。研究發(fā)現，將分泌蛋白的mRNA在無細胞體系中進行翻譯時，若不加微粒體，獲得的翻譯產物比從細胞中分泌出的蛋白質的氨基酸序列長；若添加微粒體，翻譯的產物長度與從活細胞分泌的蛋白質相同。下列相關分析正確的是()A．微粒體膜和內質網膜都具有兩層磷脂雙分子層，膜上有多種蛋白質B．無細胞體系進行翻譯時，在核糖體或微粒體中發(fā)生氨基酸脫水縮合C．微粒體可能對合成的分泌蛋白進行加工，行使了內質網的部分功能D．分泌蛋白的結構和功能與mRNA的序列有關，與細胞器的功能無關答案C解析微粒體膜和內質網膜都由單層磷脂雙分子層構成，膜上含有多種蛋白質，A錯誤；氨基酸脫水縮合的場所是核糖體，B錯誤；在無細胞體系中添加微粒體后，翻譯的產物長度與從活細胞分泌的蛋白質相同，說明微粒體可能對分泌蛋白進行加工，切除了多肽鏈的部分氨基酸序列，C正確；將分泌蛋白的mRNA在無細胞體系中進行翻譯時，如果不加微粒體，獲得的翻譯產物比從活細胞中分泌出來的蛋白質的氨基酸序列長，說明分泌蛋白的結構和功能與mRNA的序列有關，也與內質網的功能有關，D錯誤。11．(2022·棗莊高三期末)胰島素是一種含51個氨基酸的蛋白質類激素，在糖類代謝中起重要作用。下圖表示胰島B細胞中胰島素的合成與加工過程，下列分析錯誤的是()場所核糖體內質網高爾基體合成、加工過程A.信號肽和C肽分別在內質網和高爾基體內被切除與兩種細胞器所含酶的種類有關B．前胰島素原切除信號肽及C肽產生一分子胰島素的過程，至少消耗3分子水C．成熟的胰島素中有5個游離的羧基，那么組成胰島素的氨基酸中有54個羧基D．在糖類代謝中，胰島素具有調節(jié)和催化的作用答案D解析在糖類代謝中，胰島素具有促進組織細胞加速攝取、儲存和利用葡萄糖，調節(jié)和維持血糖濃度的平衡，胰島素分子無催化作用，D錯誤。12．利什曼原蟲(會引起利什曼病的寄生蟲)的親水性?；砻娴鞍譈(HASPB)是通過細胞質中的游離核糖體合成的一類脂蛋白。利什曼原蟲分泌的HASPB結合于細胞膜外側，與宿主細胞的感染密切相關。HASPB在細胞膜內某個區(qū)域積累，當達到一定濃度時，誘導細胞膜外翻、泡化、脫落，從而將包裹在其中的HASPB釋放到細胞外。下列有關敘述錯誤的是()A．HASPB的分泌是某些細胞間信息傳遞的重要環(huán)節(jié)B．HASPB的分泌過程中伴隨著生物膜之間的轉化C．HASPB的分泌不需要內質網和高爾基體的參與D．HASPB可能成為開發(fā)治療利什曼病藥物的靶標答案B解析HASPB在細胞膜內某個區(qū)域積累，當達到一定濃度時，誘導細胞膜外翻、泡化、脫落，從而將包裹在其中的HASPB釋放到細胞外，說明HASPB的分泌過程僅有細胞膜的脫落，沒有伴隨著生物膜之間的轉化，不需要內質網和高爾基體的參與，B錯誤，C正確。二、非選擇題13．自身信號序列是蛋白質分選的依規(guī)。正常細胞中進入內質網的蛋白質含有信號序列，沒有進入內質網的蛋白質不含信號序列。而高爾基體的順面區(qū)可接受來自內質網的物質并轉入中間膜囊進一步修飾加工，反面區(qū)參與蛋白質的分類和包裝。下圖表示高爾基體的結構及發(fā)生在其反面區(qū)的3條分選途徑。(1)根據圖示，胰島素屬于________型分泌，該過程體現了細胞膜具有_______的功能。(2)進入高爾基體的部分蛋白質會在S酶的作用下形成M6P標志，與圖中所示的高爾基體膜上的M6P受體識別，帶有M6P標志的蛋白質會轉化為溶酶體酶。若S酶功能喪失，細胞中會出現________________________________________的現象。(3)研究發(fā)現，核糖體合成的分泌蛋白有信號序列，而從內質網輸出的蛋白質不含信號序列，推測其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)核糖體上合成的蛋白質能否進入內質網取決于蛋白質是否有信號序列。為了驗證上述結論，請簡要寫出你的實驗思路：______________________________________________。答案(1)調節(jié)進行細胞間信息交流(2)衰老和損傷的細