2024届高考生物一轮复习教案第二单元细胞的结构和生命活动第5课时细胞各部分结构分工合作（苏教版）

这是一份2024届高考生物一轮复习教案第二单元细胞的结构和生命活动第5课时细胞各部分结构分工合作（苏教版），共13页。

1．生物膜
在真核细胞中，细胞质膜、细胞器膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
2．各生物膜之间的联系
(1)在结构上的联系
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，大都具有流动性。
②在结构上具有一定的连续性，如图所示：
(2)在功能上的联系
在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜各部分之间协调配合如图所示：
3．各种细胞器膜的功能
(1)各种细胞器所具有的广阔膜面积为多种酶提供了附着位点。
(2)不同的细胞器使多种化学反应被限制在一定空间内而互不干扰，从而保证了细胞内的多种化学反应能同时、高效、有序地进行。
拓展深化 分泌蛋白分泌过程中放射性同位素及膜面积变化图示
图甲表示分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化；图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序；图丙表示不同细胞器中放射性强度的变化。据图分析，图甲中A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是内质网膜、细胞质膜、高尔基体膜；图乙中1、2所指代的细胞器是内质网、高尔基体；图丙中a、b、c所代表的细胞器分别为核糖体、内质网、高尔基体。
考向一 分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
1．在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，并引导核糖体附着于内质网上，继续蛋白质的合成，这就是信号肽假说(如图所示)。下列有关推测不合理的是( )
A．核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B．核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的
C．信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
D．若在合成新生肽阶段切除信号序列，则不能合成结构正确的分泌蛋白
答案 A
解析 核糖体是无膜细胞器，A错误。
2．(2023·江苏盐城市伍佑中学高三学情调研)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( )
A．图1中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B．图1中构成分泌蛋白的物质X最多有20种，b的产物没有生物活性
C．图2说明高尔基体膜与内质网膜和细胞质膜之间可以相互转换
D．图1、图2所示变化都能体现生物膜具有选择透过性
答案 D
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，因此图1中a、b、c分别代表核糖体、内质网和高尔基体，A正确；图1物质X代表氨基酸，是构成蛋白质的基本单位，最多有20种，b是内质网，能够对蛋白质进行初步加工，再经过高尔基体进一步加工的蛋白质才具有生物活性，B正确；图2显示的是内质网、高尔基体和细胞质膜的膜面积在分泌蛋白的合成和分泌前后的变化，说明该过程中高尔基体膜与内质网膜和细胞质膜之间是可以相互转换的，C正确；图1中的分泌蛋白的运输和转运过程是通过囊泡进行的，图2所示内质网、高尔基体和细胞质膜的膜面积在分泌蛋白的合成和分泌前后的变化，二者都能体现生物膜的结构特点，即生物膜具有一定的流动性，D错误。
科学思维 (1)与分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”
(2)四类常见的分泌蛋白
①消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。
②辅助T细胞合成并分泌的白介素。
③浆细胞合成并分泌的抗体。
④下丘脑、垂体、胸腺、胰岛等合成的相关激素，如生长激素、胰岛素等。
(3)常见的胞内蛋白：呼吸酶、血红蛋白等。
考向二 生物膜的组成和功能
3．下列有关生物膜的叙述，不正确的是( )
A．小肠黏膜、内质网膜和核膜都是生物膜
B．小球藻类囊体膜上附着光合色素，有利于光反应的进行
C．细胞质膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质
D．线粒体内膜上附着与细胞呼吸相关的酶，有利于[H]的彻底氧化
答案 A
解析 小肠黏膜不是生物膜，A错误；小球藻是真核生物，其光合色素分布于类囊体膜上，B正确；细胞质膜上附着的ATP水解酶有利于催化ATP水解，主动运输消耗的能量直接来自ATP的水解，C正确；在有氧呼吸中，[H]的彻底氧化发生在有氧呼吸第三阶段，其场所是线粒体内膜，因此线粒体内膜上附着与有氧呼吸相关的酶，D正确。
1．(2021·山东，1)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A．消化酶和抗体不属于该类蛋白
B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
答案 C
解析 根据题干信息可知，高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网，即这些蛋白质不应该运输至高尔基体，而消化酶和抗体属于分泌蛋白，需要运输至高尔基体并分泌到细胞外，所以消化酶和抗体不属于该类蛋白，A正确；如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则结合能力减弱，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误；如果RS功能缺失，则受体不能和错误的蛋白质结合，并运回内质网，因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加，D正确。
2．(2020·山东，1)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞质膜。下列说法错误的是( )
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
答案 D
解析 S酶仅在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A项正确；据题干可知，溶酶体酶是经内质网加工后再进入高尔基体转化而来的，由此推测附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成，B项正确；S酶功能丧失，影响溶酶体酶的合成，从而影响衰老和损伤的细胞器的分解，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C项正确；若M6P受体基因缺陷，则不能发生识别过程，带有M6P标志的蛋白质会经囊泡运往细胞质膜，D项错误。
3．(2021·天津，5)铅可导致神经元线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张，影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪些生理过程( )
A．无氧呼吸释放少量能量
B．神经元间的兴奋传递
C．分泌蛋白合成和加工
D．[H]与O2结合生成水
答案 A
解析 铅影响线粒体、内质网和高尔基体，而细胞无氧呼吸的场所在细胞质基质，所以这些改变不影响无氧呼吸，A正确；兴奋在神经元之间传递的方式是胞吐作用，由于铅影响了线粒体和高尔基体的功能，所以会影响该过程，B错误；分泌蛋白的合成和加工需要内质网、高尔基体和线粒体的参与，因此会影响该过程，C错误；[H]与O2结合生成水是有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体，所以会影响该过程，D错误。
4．(2022·广东，9)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、细胞质基质
D．内质网、囊泡
答案 D
解析 线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意可知，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。
5．(2018·全国Ⅰ，1)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是( )
A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道
D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
答案 D
解析 线粒体DNA位于线粒体中，而不是线粒体外膜上，可编码参与呼吸作用的酶，D项错误。
一、易错辨析
1．生物膜包括生物体内的所有膜结构( × )
2．生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性( × )
3．CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行( × )
4．细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同( × )
5．蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外( √ )
二、填空默写
1．分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。
2．同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，可用于追踪物质的运行和变化规律。
3．(必修1 P53)在真核细胞中，细胞质膜、细胞器膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
课时精练
一、单项选择题
1．真核细胞中的细胞核膜、内质网、高尔基体、线粒体等膜性结构可以通过相互接触而协同发挥相应的生理功能。下列分析错误的是( )
A．内质网是关联细胞器互作网络的重要结构
B．膜性结构有利于各项生理活动高效、有序地运行
C．线粒体与内质网在结构和生理功能上没有关联
D．内质网与高尔基体之间存在以囊泡运输为主的物质交流
答案 C
2．细胞的各种膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。下列关于膜流的叙述，正确的是( )
A．膜流可参与细胞不同结构间或细胞内外的物质转运
B．膜流的方向只能是内质网→高尔基体→细胞质膜
C．只有具有分泌或胞吞功能的细胞，才有膜流现象
D．高尔基体→细胞质膜的膜流，会使细胞质膜面积一直增加
答案 A
解析 胞吐膜流的方向是内质网→高尔基体→细胞质膜，而胞吞膜流的方向则相反，还可以是与溶酶体联系，或者细胞质膜到各种细胞器膜，B错误；细胞内的生物膜有相同的结构，不具有分泌或吞噬能力的细胞也可以实现生物膜之间的转化，产生膜流，C错误；高尔基体→细胞质膜的膜流，会使细胞质膜面积增加，但细胞质膜具有流动性，同时和内质网直接相连，所以细胞质膜面积不会一直增加，D错误。
3．(2023·南京高三模拟)下图为高等动物胰腺中某种细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。下列说法合理的是( )
A．若原料中含有放射性标记的尿嘧啶，则图中具膜结构a、b、c都能检测到某些放射性大分子物质
B．由图示可知，呼吸酶和解旋酶的形成可能不经过高尔基体
C．⑧过程的产物可能是胰岛素、生长激素、抗体或某些消化酶，其分泌过程需要c供能
D．据图分析，细胞质膜上钠钾泵的形成过程依次是⑤⑥⑧
答案 B
解析 a为核糖体，没有膜结构，A错误；呼吸酶和解旋酶在细胞内发挥作用，属于滞留细胞内的蛋白质，其形成可能不经过高尔基体，B正确；胰腺细胞不能合成生长激素、抗体，C错误；钠钾泵存在于细胞质膜上，不是分泌蛋白，故其形成过程依次是⑤⑥⑦，D错误。
4．(2023·江苏阜宁县东沟中学高三模拟)细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。如图是正常酵母菌和两种突变型酵母菌的蛋白质分泌途径，据图分析下列有关叙述不合理的是( )
A．分泌突变体甲的内质网中积累了大量成熟的蛋白质
B．分泌突变体乙可能伴随着高尔基体的膨大
C．分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与
D．将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可研究囊泡定向运输的分子机制
答案 A
解析 由题图可知，甲型突变体由于内质网异常，因而其中积累了大量的蛋白质，且其中积累的蛋白质不具有活性，A错误；由题图可知，乙型突变体由于高尔基体异常，导致蛋白质在高尔基体堆积，从而导致高尔基体膨大，B正确；将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可从DNA分子水平研究囊泡定向运输的分子机制，D正确。
5．(2023·江苏常熟高三模拟)信号肽假说认为：编码分泌蛋白的mRNA在翻译时，首先合成一段称为信号肽的特殊多肽链，核糖体通过信号肽的作用附着到内质网并合成分泌蛋白(如图所示)。下列有关叙述错误的是( )
A．信号肽能引导新生肽链通过蛋白质转导通道进入内质网腔内
B．信号肽序列在信号肽酶的作用下被切除
C．消化酶、抗体、性激素的产生都需经历该过程
D．游离态的核糖体可转化为附着态的核糖体
答案 C
解析 消化酶、抗体都属于分泌蛋白，它们的合成经过图示过程，而性激素属于脂质不是蛋白质，其合成与图示过程不同，C错误；游离态的核糖体在信号肽的作用下附着到内质网上转化为附着态的核糖体，D正确。
6．真核细胞的结构与功能如图所示，其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。下列关于细胞的结构及膜流的叙述，正确的是( )
A．好氧型生物细胞中均含有结构e
B．所有细胞均能发生膜流现象
C．图中m、p依次指叶绿体内膜、线粒体内膜
D．细胞质膜蛋白的更新与f→h→c途径有关
答案 D
解析 好氧型生物细胞中不一定含有结构e(线粒体)，如好氧细菌，A错误；不是所有细胞都能发生膜流现象，如原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等，B错误；m是指叶绿体的类囊体膜，C错误；细胞质膜蛋白的更新过程即为蛋白质的合成、运输过程，与f(内质网)→h(高尔基体)→c(细胞质膜)途径有关，D正确。
7．有研究证据显示，细胞器中的蛋白质是通过一定的机制保留和回收来维持的，其中一种机制是对逃逸蛋白的回收，使之返回它们正常驻留的部位。驻留在内质网中的可溶性蛋白的羧基端有一段特殊的氨基酸序列称为KDEL序列，如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡，就会从内质网逃逸到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列将他们回收到内质网。据图分析，下列相关说法正确的是( )
A．由图可知，高pH能促进KDEL序列与受体蛋白的结合
B．识别与结合KDEL信号序列的受体可存在于COPⅠ膜泡上
C．附着型核糖体与内质网的结合依赖于其生物膜的流动性
D．内质网驻留蛋白的合成、运输都需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与
答案 B
解析 从图中看到，高pH的时候，KDEL序列在内质网中大量分散分布，低pH时，高尔基体中的KDEL和受体蛋白结合，A错误；核糖体没有膜结构，C错误；内质网驻留蛋白的合成、运输需要核糖体、内质网和线粒体的参与，当该蛋白从内质网逃逸到高尔基体，才需要高尔基体的参与，D错误。
8．在生物体中，细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一，而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节。多数分泌蛋白含有信号肽序列，通过内质网－高尔基体(ER－Glgi)途径分泌到细胞外，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－Glgi途径，称为非经典分泌途径(如图)，下列相关叙述错误的是( )
A．经典分泌和非经典分泌的蛋白质都是在核糖体上合成的
B．非经典分泌途径分泌的蛋白质的肽链中可能没有信号肽序列
C．经典分泌和非经典分泌的过程中都伴随着生物膜的转化
D．非经典分泌途径的存在是对经典分泌途径的必要和有益的补充
答案 C
二、多项选择题
9．(2023·江苏高邮市高三调研)内质网－高尔基体中间体(ERGIC)是脊椎动物细胞中在内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构。ERGIC产生的囊泡可与溶酶体融合完成细胞自噬；含脂膜结构的病毒如新型冠状病毒在ERGIC中组装，最后通过囊泡运输至细胞质膜释放。下列分析正确的是( )
A．构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网
B．ERGIC的功能受细胞内信号分子的精细调控
C．ERGIC能够清除受损或衰老的细胞器
D．特异性抑制ERGIC的功能可以有效治疗新冠感染
答案 ABD
解析 因为膜具有一定的流动性，且ERGIC是内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构，因此构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网，A正确；ERGIC不能清除受损或衰老的细胞器，ERGIC需要与溶酶体结合，由溶酶体发挥清除受损或衰老的细胞器的作用，C错误；新型冠状病毒在ERGIC中组装，若特异性抑制ERGIC的功能，则新型冠状病毒无法组装，可以有效治疗新冠感染，D正确。
10．肝细胞与血浆蛋白的合成分泌、物质代谢及调节等密切相关。下列有关肝细胞的叙述正确的是( )
A．细胞质膜上有多种受体蛋白，能与神经递质、激素、病毒等特异性结合
B．具有发达的内质网和高尔基体，与血浆蛋白的合成分泌有关
C．有丰富的溶酶体，能分解衰老细胞器、杀死侵入细胞的所有病毒
D．细胞核膜上核孔密集，有利于细胞之间物质运输和信息交流
答案 AB
解析 溶酶体不能杀死侵入细胞的所有病毒，故机体会被病毒侵染而患病，C错误；细胞核膜上有核孔密集，有利于核与质之间物质转运和信息交流，D错误。
11．三位科学家由于发现了囊泡准确转运物质的调控机制，共同获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，介导不同途径的运输，在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。以下相关叙述正确的是( )
A．囊泡和细胞质膜的组成成分相似
B．囊泡中神经递质释放到细胞外，该过程体现了细胞质膜的流动性
C．介导不同途径囊泡的运输体现了细胞质膜的识别功能
D．囊泡中的物质在分泌的过程中，需要通过磷脂双分子层
答案 ABC
解析 囊泡的组成成分和细胞质膜的基本相同，A正确；囊泡中神经递质释放到细胞外为胞吐过程，该过程依赖细胞质膜的流动性，B正确；由题意“介导不同途径的运输，在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地”，囊泡上的蛋白质物质会与目标细胞质膜上的特定蛋白质之间发生结合，从而让囊泡可以在正确的位置上释放其所运载的特殊“分子货物，体现的是细胞质膜的识别功能，C正确；囊泡中的物质在分泌的过程中，是通过胞吐作用进行，不需要通过磷脂双分子层，D错误。
12．溶酶体的基本功能是细胞内的消化作用，这对于维持细胞的正常代谢活动及防御微生物的侵染都有重要意义。如图为溶酶体消化作用的3种途径，下列分析错误的是( )
A．图示中3种途径都体现了生物膜结构的流动性
B．在消化衰老的线粒体时，溶酶体与线粒体外膜直接融合
C．通过细胞自噬消化自身衰老的细胞器属于正常现象
D．病原体是通过与细胞质膜上的载体蛋白识别后被吞噬的
答案 BD
解析 病原体是通过与细胞质膜上的受体蛋白识别后被吞噬的，D错误。
三、非选择题
13．自身信号序列是蛋白质分选的依规。正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列，没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工，反面区参与蛋白质的分类和包装。下图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示，胰岛素属于________型分泌，该过程体现了细胞质膜具有____________________的功能。
(2)进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志，与图中所示的高尔基体膜上的M6P受体识别，带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失，细胞中会出现________________________________________的现象。
(3)研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因是_____________________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。为了验证上述结论，请简要写出你的实验思路：______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)调节 进行细胞间信息交流 (2)衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累 (3)分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉 (4)除去内质网蛋白的信号序列后，将信号序列和细胞质基质蛋白重组，观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网
解析 (2)S酶功能丧失的细胞中，某些蛋白质上就不能形成M6P标志，此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶，造成衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累。(4)要验证核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列，则实验的自变量是信号序列的有无，实验思路见答案。
14．下图为真核细胞中几类蛋白质的合成、加工和运输过程的示意图。多肽链中是否有信号序列以及信号序列的种类将影响蛋白质的去向。请回答下列问题：
(1)在游离的核糖体中合成的肽链若存在____________________序列，则这段肽链会与核糖体一起转移到______________上继续合成，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
(2)内质网膜出芽形成的囊泡包裹着蛋白质通过____________(细胞结构)定向运输到高尔基体，高尔基体对蛋白质进行____________________，该过程所需的能量来自____________(生理过程)。
(3)含有核靶向序列的蛋白质能进入细胞核发挥作用，请列举两种此类蛋白：______________。
(4)有同学认为真核细胞中的肽链都必须经过内质网和高尔基体的作用才能形成有活性的蛋白质。你是否认同该观点：________(填“是”或“否”)，请据图说出你的依据：_________________________________________________________________(写出1点即可)。
答案 (1)内质网定向信号 内质网(或粗面内质网) (2)细胞骨架 修饰加工(加工、分类和包装) 细胞呼吸 (3)DNA聚合酶、RNA聚合酶、解旋酶、组蛋白 (4)否 胞质可溶性蛋白质无需经过内质网、高尔基体的作用，也能形成有活性的蛋白质