SHENGWUXUE細(xì)胞器之間的分工合作第5課時(shí)

課標(biāo)要求1.闡明細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動(dòng)。2.舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。3.活動(dòng)：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。考情分析1.細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能2024·安徽卷，2；2024·浙江6月選考，7；2024·江西卷，1；2023·福建卷，9；2023·浙江1月選考，3；2023·全國甲卷，29；2023·山東卷，2；2023·廣東卷，4；2023·湖南卷，2；2023·天津卷，10～12；2023·重慶卷，1；2023·江蘇卷，2；2022·江蘇卷，1；2022·廣東卷，8；2022·全國甲卷，4；2022·河北卷，22.用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)2024·湖南卷，8；2024·北京卷，14；2023·江蘇卷，15；2022·浙江1月選考，23.細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合2024·黑吉遼卷，12；2024·北京卷，3；2024·浙江1月選考，12；2024·山東卷，3；2023·浙江6月選考，6；2023·海南卷，3；2022·河北卷，2；2022·廣東卷，9；2022·浙江6月選考，74.生物膜系統(tǒng)2024·安徽卷，1；2023·海南卷，31目

錄細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能24實(shí)驗(yàn)：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)關(guān)鍵·真題必刷3細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合及生物膜系統(tǒng)命題點(diǎn)一細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能主干知識(shí)·復(fù)盤關(guān)鍵能力·提升1.細(xì)胞器的分離細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)差速離心法2.細(xì)胞器[認(rèn)知覺醒]

主要細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能(1)圖①________：進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”。(2)圖②________：能進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞所特有，是“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。線粒體葉綠體(3)圖③________________：主要是對(duì)來自________的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”。動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的高爾基體與分泌物的形成有關(guān)，是各種膜成分相互轉(zhuǎn)化的“樞紐”。在植物細(xì)胞中高爾基體還與________的形成有關(guān)。(4)圖④________：廣泛分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)，廣大的膜面積為________提供廣闊的附著位點(diǎn)。分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(附著核糖體)和____________，前者是蛋白質(zhì)大分子物質(zhì)的________、加工場(chǎng)所和__________通道，后者是性激素等脂質(zhì)的合成場(chǎng)所。高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞壁內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酶光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成運(yùn)輸(5)圖⑤________：內(nèi)有__________，可調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。不少液泡內(nèi)含有色素，主要是花青素，可決定花和果實(shí)的顏色。(6)圖⑥________：起源于____________，其中的水解酶由________合成，是細(xì)胞內(nèi)的“消化車間”，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的___________。液泡細(xì)胞液溶酶體高爾基體核糖體細(xì)菌或病毒(7)圖⑦_(dá)_______：“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”，原核細(xì)胞器中唯一的細(xì)胞器，由rRNA和蛋白質(zhì)組成。(8)圖⑧________：與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。由兩個(gè)互相垂直排列的________________組成，存在于動(dòng)物和低等的植物細(xì)胞中。核糖體中心體中心粒及周圍物質(zhì)思維升華歸納比較動(dòng)植物的各種細(xì)胞器3.細(xì)胞骨架蛋白質(zhì)纖維(1)溶酶體的穩(wěn)定性依賴其雙層膜結(jié)構(gòu)。(2024·江西卷，1A)(

)提示溶酶體是單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。(2)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的質(zhì)膜與高爾基體膜之間具有膜融合現(xiàn)象。(2023·海南卷，3C)(

)提示哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有高爾基體等各種細(xì)胞器；哺乳動(dòng)物未成熟紅細(xì)胞的質(zhì)膜不與高爾基體膜直接接觸。(3)線粒體內(nèi)膜含有豐富的酶，是有氧呼吸生成CO2的場(chǎng)所。(2023·湖南卷，2C)(

)提示有氧呼吸生成CO2的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)?！痢痢?4)受損細(xì)胞器的蛋白質(zhì)、核酸可被溶酶體降解。(2022·河北卷，2A)(

)(5)葡萄糖在線粒體中分解釋放大量能量。(2021·福建卷，9A)(

)提示線粒體不能直接利用葡萄糖。(6)線粒體膜上存在運(yùn)輸葡萄糖的蛋白質(zhì)。(2021·遼寧卷，1D)(

)提示葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解成丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體。(7)酵母菌和白細(xì)胞都有細(xì)胞骨架。(2021·河北卷，1A)(

)√××√(8)葡萄糖的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜。(2021·湖北卷，1A)(

)提示水的生成發(fā)生在線粒體內(nèi)膜。(9)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)所含核酸的種類相同。(2020·江蘇卷，3B)(

)提示細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中通常不含DNA。××B題型1細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能(生命觀念)[例1]

(2023·山東卷，1)細(xì)胞中的核糖體由大、小2個(gè)亞基組成。在真核細(xì)胞的核仁中，由核rDNA轉(zhuǎn)錄形成的rRNA與相關(guān)蛋白組裝成核糖體亞基。下列說法正確的是(

)A.原核細(xì)胞無核仁，不能合成rRNAB.真核細(xì)胞的核糖體蛋白在核糖體上合成C.rRNA上3個(gè)相鄰的堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子D.細(xì)胞在有絲分裂各時(shí)期都進(jìn)行核rDNA的轉(zhuǎn)錄解析原核細(xì)胞無核仁，有核糖體，核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成，因此原核細(xì)胞能合成rRNA，A錯(cuò)誤；核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，真核細(xì)胞的核糖體蛋白在核糖體上合成，B正確；mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，C錯(cuò)誤；細(xì)胞在有絲分裂前期染色質(zhì)變成染色體，維持該狀態(tài)至末期，核DNA無法解旋，無法轉(zhuǎn)錄，D錯(cuò)誤。C[例2]

(2023·湖南卷，2)關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞骨架被破壞，將影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和分化等生命活動(dòng)B.核仁含有DNA、RNA和蛋白質(zhì)等組分，與核糖體的形成有關(guān)C.線粒體內(nèi)膜含有豐富的酶，是有氧呼吸生成CO2的場(chǎng)所D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種膜性管道系統(tǒng)，是蛋白質(zhì)的合成、加工場(chǎng)所和運(yùn)輸通道解析

細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和分化等生命活動(dòng)密切相關(guān)，故細(xì)胞骨架被破壞會(huì)影響到這些生命活動(dòng)的正常進(jìn)行，A正確；核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)，B正確；有氧呼吸生成CO2的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，C錯(cuò)誤。D[例3]

(2025·山東棗莊高三模擬)蛋白質(zhì)糖基化是在酶的控制下，蛋白質(zhì)附加上糖類的過程，起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，結(jié)束于高爾基體。在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將糖轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)，和蛋白質(zhì)上的氨基酸殘基形成糖苷鍵；蛋白質(zhì)經(jīng)過糖基化作用，形成糖蛋白。下列關(guān)于糖基化的說法中，錯(cuò)誤的是(

)A.據(jù)題干信息推斷，糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上B.為保護(hù)自身不被酶水解，溶酶體膜蛋白高度糖基化，可推測(cè)溶酶體起源于高爾基體C.若內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能發(fā)生障礙，將影響細(xì)胞膜對(duì)信息分子的識(shí)別D.糖基化的結(jié)果使不同的蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)記，不改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，但有利于蛋白質(zhì)的分選解析根據(jù)題干信息“蛋白質(zhì)經(jīng)過糖基化作用，形成糖蛋白”，而蛋白質(zhì)(糖蛋白)的形成首先是在游離的核糖體上進(jìn)行，再轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行的，所以糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，A正確；蛋白質(zhì)糖基化起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，結(jié)束于高爾基體，溶酶體膜蛋白高度糖基化，可推測(cè)溶酶體起源于高爾基體，B正確；細(xì)胞膜上的糖蛋白具有識(shí)別作用，若內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能發(fā)生障礙，則糖蛋白的合成受阻，將影響細(xì)胞膜對(duì)信息分子的識(shí)別，C正確；糖基化的結(jié)果使不同的蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)記，改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，有利于蛋白質(zhì)的分選，D錯(cuò)誤。C[例4]

(2025·湖北荊州調(diào)研)如圖是陽生植物蒲公英某細(xì)胞器的電鏡照片，下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.結(jié)構(gòu)①有兩層生物膜，內(nèi)膜面積比外膜面積大B.結(jié)構(gòu)②上分布著吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能的光敏色素C.結(jié)構(gòu)③中含有核糖體，能翻譯出與光合作用有關(guān)的酶D.適當(dāng)遮陰后，結(jié)構(gòu)②的數(shù)量和膜面積急劇減少解析結(jié)構(gòu)①有兩層生物膜，但葉綠體的內(nèi)外膜面積幾乎相等，A錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)②是由類囊體堆疊構(gòu)成的基粒，類囊體薄膜上分布著吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能的光合色素；而光敏色素分布于植物的各個(gè)器官中，是植物體自身合成的一種調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；葉綠體是半自主性細(xì)胞器，其結(jié)構(gòu)③葉綠體基質(zhì)中含有核糖體(是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所)，能翻譯出與光合作用有關(guān)的酶，C正確；適當(dāng)遮陰后，光照強(qiáng)度減弱，為適應(yīng)這一變化，結(jié)構(gòu)②(基粒)的數(shù)量和膜面積均會(huì)有所增加，D錯(cuò)誤。A.結(jié)構(gòu)①有兩層生物膜，內(nèi)膜面積比外膜面積大B.結(jié)構(gòu)②上分布著吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能的光敏色素C.結(jié)構(gòu)③中含有核糖體，能翻譯出與光合作用有關(guān)的酶D.適當(dāng)遮陰后，結(jié)構(gòu)②的數(shù)量和膜面積急劇減少1.比較線粒體和葉綠體2.用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)看細(xì)胞器的分布(1)細(xì)胞器的分布與細(xì)胞的功能相適應(yīng)：①線粒體在代謝旺盛的需能部位數(shù)量多，如心肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量較多，又如肌細(xì)胞中由大量的線粒體組成的肌質(zhì)體，有利于為肌肉收縮提供充足的能量；②葉綠體在植物葉片的向光一側(cè)分布較集中；③在分泌旺盛的腺體細(xì)胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的數(shù)量較多；④在分裂旺盛或蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，核糖體的數(shù)量較多。(2)細(xì)胞器的分布也存在一些特殊情況：①哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器；②植物根部細(xì)胞等沒有葉綠體；③成熟植物細(xì)胞才有大液泡；④原核細(xì)胞只有核糖體一種細(xì)胞器。題型2細(xì)胞骨架(生命觀念)[例5]

(2025·山東青島模擬檢測(cè))某些膜蛋白與膜下細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，限制了膜蛋白的運(yùn)動(dòng)。用阻斷微絲形成的藥物細(xì)胞松弛素B處理細(xì)胞后，膜蛋白的流動(dòng)性大大增加。膜蛋白與膜脂分子的相互作用也是影響膜流動(dòng)性的重要因素。下列說法正確的是(

)A.細(xì)胞骨架含有微絲，其組成成分與結(jié)構(gòu)和植物纖維素類似B.使用細(xì)胞松弛素B處理細(xì)胞后，細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力會(huì)受到影響C.提高溫度能夠增加膜的流動(dòng)性，跨膜運(yùn)輸能力也會(huì)明顯提高D.細(xì)胞骨架影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)，但不影響其周圍膜脂的流動(dòng)B解析細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由題干可推出細(xì)胞骨架含有微絲，可以判斷，微絲的組成成分是蛋白質(zhì)，而植物纖維素的組成成分是多糖，A錯(cuò)誤；用細(xì)胞松弛素B處理細(xì)胞后，膜蛋白的流動(dòng)性大大增加，細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力會(huì)受到影響，B正確；適當(dāng)?shù)靥岣邷囟饶軌蛟黾幽さ牧鲃?dòng)性，但并不代表跨膜運(yùn)輸能力提高，C錯(cuò)誤；細(xì)胞骨架影響膜蛋白的運(yùn)動(dòng)，也會(huì)影響其周圍膜脂的流動(dòng)，D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)二

實(shí)驗(yàn)：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)主干知識(shí)·復(fù)盤關(guān)鍵能力·提升[認(rèn)知覺醒]

判斷正誤：(1)黑藻細(xì)胞葉綠體較大，用高倍光學(xué)顯微鏡可觀察到葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)。(

)(2)選用菠菜葉的下表皮要稍帶些葉肉，因?yàn)楸砥ぜ?xì)胞不含葉綠體。(

)(3)切傷一小部分葉片，會(huì)不利于細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的觀察。(

)(4)觀察葉綠體隨著細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的情況發(fā)現(xiàn)，每個(gè)細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)方向都不一致。(

)(5)觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)需要在黑暗條件下進(jìn)行。(

)×√×××

某實(shí)驗(yàn)小組選用菠菜、黑藻為實(shí)驗(yàn)材料，觀察葉綠體的形態(tài)和分布，以及細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)，請(qǐng)思考下列問題：(1)觀察葉綠體時(shí)，臨時(shí)裝片中的材料要隨時(shí)保持有水狀態(tài)的原因是什么？提示保持有水狀態(tài)可以保證葉綠體的正常形態(tài)，并能懸浮在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，否則細(xì)胞會(huì)失水皺縮，將影響對(duì)葉綠體形態(tài)的觀察。(2)選用黑藻的幼嫩葉片而不是幼根為實(shí)驗(yàn)材料觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的原因：___________________________________________________________________________________________________。幼嫩葉片細(xì)胞中存在葉綠體，便于觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)，幼根細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)沒有明顯的參照物，不便于觀察(3)如果將黑藻小葉的裝片放在80℃條件下處理一段時(shí)間(裝片中的小葉保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在顯微鏡下清晰地觀察到細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)A處(如圖1)呈綠色，可能的原因是_______________________________________________________________________。

高溫下細(xì)胞膜、葉綠體膜等膜結(jié)構(gòu)失去選擇透過性，葉綠素等色素進(jìn)入A處(4)如圖2是光學(xué)顯微鏡下觀察的黑藻葉片細(xì)胞，清晰可見葉綠體主要分布在細(xì)胞的________(填“中央”或“周邊”)，其原因是_________________________________________。周邊

細(xì)胞中央有大液泡，將葉綠體推擠到細(xì)胞周邊思維升華細(xì)胞質(zhì)環(huán)流有利于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸，保障了細(xì)胞代謝的正常進(jìn)行。細(xì)胞代謝越快，細(xì)胞質(zhì)環(huán)流越快。題型

用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)(科學(xué)探究)[例1]

(2024·湖南卷，8)以黑藻為材料探究影響細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率的因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新葉、老葉不同區(qū)域的細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率不同，且新葉比老葉每個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)域的細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率都高。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.該實(shí)驗(yàn)的自變量包括黑藻葉齡及同一葉片的不同區(qū)域B.細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值越高，細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率越快C.材料的新鮮程度、適宜的溫度和光照強(qiáng)度是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵D.細(xì)胞質(zhì)中葉綠體的運(yùn)動(dòng)速率可作為細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率的指標(biāo)B解析根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)的自變量有黑藻葉齡、同一葉片的不同區(qū)域，A正確；通常來說，細(xì)胞內(nèi)自由水所占的比例越大，細(xì)胞的代謝就越旺盛，因此，細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值越高，細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)速率越快，B錯(cuò)誤；選擇新鮮的葉片，在適宜的溫度和光照強(qiáng)度下，黑藻細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)速率較快，實(shí)驗(yàn)容易取得成功，C正確；觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)時(shí)，常以細(xì)胞質(zhì)中葉綠體的運(yùn)動(dòng)作為標(biāo)志，D正確。A[例2]

(2023·江蘇卷，15改編)下列中學(xué)實(shí)驗(yàn)需要使用顯微鏡觀察，相關(guān)敘述正確的是(

)A.觀察細(xì)胞中脂肪時(shí)，脂肪顆粒被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色B.觀察酵母菌時(shí)，細(xì)胞核、液泡和核糖體清晰可見C.觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)時(shí)，黑藻葉肉細(xì)胞呈正方形，葉綠體圍繞細(xì)胞核運(yùn)動(dòng)D.觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離時(shí)，在低倍鏡下無法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象解析觀察細(xì)胞中脂肪時(shí)，脂肪顆粒被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，可借助顯微鏡觀察到，A正確；觀察酵母菌時(shí)，細(xì)胞核、液泡清晰可見，但觀察不到核糖體，B錯(cuò)誤；觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)時(shí)，黑藻葉肉細(xì)胞呈長(zhǎng)條形或不規(guī)則形，在顯微鏡下可觀察到葉綠體圍繞大液泡運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離時(shí)，就是在低倍顯微鏡下觀察到的，不僅能觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，也能觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。C[例3]

(2020·山東卷，3改編)黑藻是一種葉片薄且葉綠體較大的水生植物，分布廣泛、易于取材，可用作生物學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.在高倍光學(xué)顯微鏡下，觀察不到黑藻葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)B.觀察植物細(xì)胞的有絲分裂不宜選用黑藻成熟葉片C.質(zhì)壁分離過程中，黑藻細(xì)胞綠色加深、吸水能力減小D.適當(dāng)濃度蔗糖溶液處理新鮮黑藻葉片臨時(shí)裝片，可先后觀察到細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)與質(zhì)壁分離現(xiàn)象解析

質(zhì)壁分離過程中，植物細(xì)胞失水，原生質(zhì)層體積變小，綠色會(huì)加深，而隨著不斷失水，細(xì)胞液的濃度增大，吸水能力增強(qiáng)，C錯(cuò)誤。命題點(diǎn)三

細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合及生物膜系統(tǒng)主干知識(shí)·復(fù)盤關(guān)鍵能力·提升1.細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合——分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸(1)分泌蛋白在游離核糖體上合成短肽，然后游離核糖體和短肽一起轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，經(jīng)高爾基體加工最后分泌到細(xì)胞外起作用的一類蛋白質(zhì)。如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、消化酶、抗體及部分激素。(2)實(shí)驗(yàn)方法：____________________。放射性同位素標(biāo)記法思維升華對(duì)比兩種同位素標(biāo)記(1)放射性同位素(利用同位素的放射性)3H標(biāo)記亮氨酸，研究分泌蛋白的合成與運(yùn)輸過程；14C標(biāo)記CO2，研究暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑；32P標(biāo)記DNA、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，研究噬菌體的遺傳物質(zhì)。(2)穩(wěn)定同位素(利用同位素密度或相對(duì)分子質(zhì)量不同進(jìn)行檢測(cè))18O標(biāo)記H2O、CO2，研究光合產(chǎn)物O2中氧原子的來源；15N標(biāo)記DNA，研究DNA復(fù)制方式。[認(rèn)知覺醒]

信號(hào)肽假說認(rèn)為，編碼分泌蛋白的mRNA在翻譯時(shí)首先合成的是N末端帶有疏水氨基酸殘基的信號(hào)肽。由于信號(hào)肽的引導(dǎo)，新生的多肽就能夠通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)，最終被分泌到胞外。信號(hào)肽位于分泌蛋白的N端。一般由15～30個(gè)氨基酸組成。(1)在真核細(xì)胞內(nèi)，與分泌蛋白合成和加工直接有關(guān)的具膜細(xì)胞器有___________________________。在分泌過程中，以上細(xì)胞器膜面積的變化為________________________________________________。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)減小、高爾基體先增加后減少，面積基本不變(2)研究發(fā)現(xiàn)，核糖體合成的分泌蛋白有信號(hào)序列，而從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出的蛋白質(zhì)不含信號(hào)序列，推測(cè)其原因可能是__________________________。多肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，信號(hào)肽會(huì)被切除，目的是________________________。(3)科研小組將信號(hào)序列和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)蛋白重組，重組蛋白________(填“能”或“不能”)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)。(4)人體進(jìn)食后，血液中的葡萄糖含量升高。葡萄糖可作為信號(hào)分子作用于胰島細(xì)胞，促進(jìn)胰島素的分泌，據(jù)此判斷胰島素的分泌會(huì)導(dǎo)致高爾基體膜面積發(fā)生什么改變？___________________________防止在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)駐留能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，信號(hào)肽被切除高爾基體的膜面積基本不變。

判斷下列說法的正誤：(1)參與有氧呼吸第一階段的酶屬于分泌蛋白。(

)提示有氧呼吸第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，相關(guān)的呼吸酶屬于胞內(nèi)蛋白。(2)胞內(nèi)蛋白不需要分泌到細(xì)胞外，故其形成過程不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。(

)提示有些胞內(nèi)蛋白，如溶酶體中水解酶的形成過程涉及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等。(3)同位素均具有放射性。(

)提示有的同位素具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的同位素不具有放射性，是穩(wěn)定同位素，如15N、18O等?！痢痢?4)高爾基體經(jīng)囊泡分泌的物質(zhì)不一定為分泌蛋白，但分泌蛋白的分泌一定經(jīng)過高爾基體。(

)(5)分泌蛋白最初是在游離核糖體上合成的。(

)提示分泌蛋白的初期合成過程：先在游離核糖體中以氨基酸為原料合成多肽鏈，當(dāng)合成了一段肽鏈后，該肽鏈與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)。√√[深度思考]

經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進(jìn)入高爾基體后，S酶會(huì)在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標(biāo)志。具有該標(biāo)志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識(shí)別，經(jīng)高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉(zhuǎn)化為溶酶體的過程中，帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識(shí)別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運(yùn)往細(xì)胞膜。請(qǐng)回答下列問題：(1)M6P標(biāo)志的形成過程體現(xiàn)了S酶的________(2)M6P標(biāo)志與相應(yīng)的受體識(shí)別，這決定于受體的____________________。(3)若S酶功能喪失，會(huì)導(dǎo)致衰老和損傷的細(xì)胞器在細(xì)胞中________。(4)溶酶體不分解自身的膜，原因可能是什么？_________________________________________________。專一性特殊的空間結(jié)構(gòu)積累溶酶體膜的成分可能被修飾，使酶不能對(duì)其發(fā)揮作用2.生物膜系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)核膜細(xì)胞器膜提醒生物膜系統(tǒng)是指細(xì)胞內(nèi)而不是生物體內(nèi)的全部膜結(jié)構(gòu)，所以口腔黏膜、胃黏膜等不屬于生物膜系統(tǒng)；原核生物沒有核膜和細(xì)胞器膜，沒有生物膜系統(tǒng)。(1)囊泡可來自核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器。(2023·浙江6月選考，6B)(

)提示核糖體無膜結(jié)構(gòu)，不能形成囊泡。(2)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的質(zhì)膜與高爾基體膜之間具有膜融合現(xiàn)象。(2023·海南卷，3C)(

)提示哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有高爾基體等各種細(xì)胞器。(3)人體未分化的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達(dá)，而胰腺外分泌細(xì)胞中則較少。(2020·江蘇卷，3C)(

)提示人體未分化的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不發(fā)達(dá)，而胰腺外分泌細(xì)胞能產(chǎn)生消化酶，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較多?！痢痢?4)高爾基體參與分泌蛋白的合成與加工。(2018·北京卷，2C改編)(

)提示分泌蛋白的合成場(chǎng)所是核糖體。(5)細(xì)胞膜、高爾基體、中心體都屬于生物膜系統(tǒng)。(2017·江蘇卷，21A改編)(

)提示中心體無膜結(jié)構(gòu)，不屬于生物膜系統(tǒng)?！痢令}型1分泌蛋白的合成和運(yùn)輸過程(科學(xué)思維)[例1]

(2024·山東卷，1)植物細(xì)胞被感染后產(chǎn)生的環(huán)核苷酸結(jié)合并打開細(xì)胞膜上的Ca2＋通道蛋白，使細(xì)胞內(nèi)Ca2＋濃度升高，調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)，導(dǎo)致H2O2含量升高進(jìn)而對(duì)細(xì)胞造成傷害；細(xì)胞膜上的受體激酶BAK1被油菜素內(nèi)酯活化后關(guān)閉上述Ca2＋通道蛋白。下列說法正確的是(

)A.環(huán)核苷酸與Ca2＋均可結(jié)合Ca2＋通道蛋白B.維持細(xì)胞Ca2＋濃度的內(nèi)低外高需消耗能量C.Ca2＋作為信號(hào)分子直接抑制H2O2的分解D.油菜素內(nèi)酯可使BAK1缺失的被感染細(xì)胞內(nèi)H2O2含量降低B解析環(huán)核苷酸結(jié)合細(xì)胞膜上的Ca2＋通道蛋白，Ca2＋通過通道蛋白不需要與之結(jié)合，A錯(cuò)誤；環(huán)核苷酸結(jié)合并打開細(xì)胞膜上的Ca2＋通道蛋白，使細(xì)胞內(nèi)Ca2＋濃度升高，Ca2＋內(nèi)流屬于協(xié)助擴(kuò)散，故維持細(xì)胞Ca2＋濃度的內(nèi)低外高是主動(dòng)運(yùn)輸，需消耗能量，B正確；Ca2＋作為信號(hào)分子，調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)，導(dǎo)致H2O2含量升高，不是直接抑制H2O2的分解，C錯(cuò)誤；BAK1缺失的被感染細(xì)胞不能被油菜素內(nèi)酯活化，不能關(guān)閉Ca2＋通道蛋白，不能使被感染細(xì)胞內(nèi)H2O2含量降低，D錯(cuò)誤。[例2]

(2024·黑吉遼卷，12)如圖表示某抗原呈遞細(xì)胞(APC)攝取、加工處理和呈遞抗原的過程，其中MHCⅡ類分子是呈遞抗原的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是(

)DA.攝取抗原的過程依賴細(xì)胞膜的流動(dòng)性，與膜蛋白無關(guān)B.直接加工處理抗原的細(xì)胞器有①②③C.抗原加工處理過程體現(xiàn)了生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的直接聯(lián)系D.抗原肽段與MHCⅡ類分子結(jié)合后，可通過囊泡呈遞到細(xì)胞表面解析攝取抗原的過程是胞吞，依賴細(xì)胞膜的流動(dòng)性，與膜蛋白有關(guān)，A錯(cuò)誤；由圖可知，②沒有直接加工處理抗原，且①不是細(xì)胞器，B錯(cuò)誤；抗原加工處理過程需要囊泡參與，體現(xiàn)了生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的間接聯(lián)系，C錯(cuò)誤；由圖可知，在溶酶體內(nèi)水解酶的作用下，可以將抗原降解為很多的小分子肽，其中具有免疫原性的抗原肽段會(huì)與MHCⅡ類分子結(jié)合形成復(fù)合物，由囊泡呈遞于APC表面，D正確。A.攝取抗原的過程依賴細(xì)胞膜的流動(dòng)性，與膜蛋白無關(guān)B.直接加工處理抗原的細(xì)胞器有①②③C.抗原加工處理過程體現(xiàn)了生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的直接聯(lián)系D.抗原肽段與MHCⅡ類分子結(jié)合后，可通過囊泡呈遞到細(xì)胞表面題型2生物膜系統(tǒng)組成(生命觀念)[例3]

(2024·安徽卷，1)真核細(xì)胞的質(zhì)膜、細(xì)胞器膜和核膜等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。下列敘述正確的是(

)A.液泡膜上的一種載體蛋白只能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)一種分子或離子B.水分子主要通過質(zhì)膜上的水通道蛋白進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞C.根尖分生區(qū)細(xì)胞的核膜在分裂間期解體，在分裂末期重建D.[H]與氧結(jié)合生成水并形成ATP的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜上B解析液泡膜上載體蛋白能轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類分子或離子，A錯(cuò)誤；水分子更多的是借助質(zhì)膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞，B正確；根尖分生區(qū)細(xì)胞的核膜在分裂前期解體，C錯(cuò)誤；[H]與氧結(jié)合生成水并形成ATP的過程發(fā)生在有氧呼吸的第三階段，場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜，D錯(cuò)誤。[例4]

(不定項(xiàng))(2025·黑龍江模擬預(yù)測(cè))運(yùn)輸時(shí)的磕碰、切開后放置過久都會(huì)導(dǎo)致果蔬發(fā)生酶促褐變，其原理是細(xì)胞內(nèi)的多酚氧化酶(PPO)會(huì)催化無色的單酚發(fā)生系列氧化反應(yīng)，其原理如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(

)ACDA.高CO2、缺氧時(shí)，直接導(dǎo)致膜系統(tǒng)損傷的物質(zhì)可能是酒精B.將蘋果、荔枝等用沸水處理后，高溫會(huì)破壞膜系統(tǒng)，加速褐變C.PPO的作用是降低單酚轉(zhuǎn)化為有色物質(zhì)的系列反應(yīng)所需的活化能D.生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性和細(xì)胞中物質(zhì)區(qū)域化分布可有效阻止褐變解析高CO2、缺氧時(shí)，細(xì)胞會(huì)進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，直接導(dǎo)致膜系統(tǒng)被破壞的物質(zhì)可能是酒精，A正確；將蘋果、荔枝等用沸水處理后，高溫除了會(huì)破壞膜系統(tǒng)外還會(huì)使多酚氧化酶(PPO)失活，不會(huì)加速褐變，B錯(cuò)誤；PPO是酶，其作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，C正確；生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性和細(xì)胞中物質(zhì)區(qū)域化分布可有效阻止PPO的作用，有效阻止褐變，D正確。A.高CO2、缺氧時(shí)，直接導(dǎo)致膜系統(tǒng)損傷的物質(zhì)可能是酒精B.將蘋果、荔枝等用沸水處理后，高溫會(huì)破壞膜系統(tǒng)，加速褐變C.PPO的作用是降低單酚轉(zhuǎn)化為有色物質(zhì)的系列反應(yīng)所需的活化能D.生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性和細(xì)胞中物質(zhì)區(qū)域化分布可有效阻止褐變題型3蛋白質(zhì)的分類(科學(xué)思維)[情境信息·練透]

(學(xué)習(xí)探索情境)[例5]

自身信號(hào)序列是蛋白質(zhì)分選的依據(jù)。正常細(xì)胞中進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)含有信號(hào)序列，沒有進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)不含信號(hào)序列。而高爾基體的順面區(qū)可接受來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的物質(zhì)并轉(zhuǎn)入中間膜囊進(jìn)一步修飾加工，反面區(qū)參與蛋白質(zhì)的分類和包裝。如圖表示高爾基體的結(jié)構(gòu)及發(fā)生在其反面區(qū)的3條分選途徑。(1)根據(jù)圖示，胰島素屬于________型分泌，該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有______________________的功能。(2)進(jìn)入高爾基體的部分蛋白質(zhì)會(huì)在S酶的作用下形成M6P標(biāo)志，與圖中所示的高爾基體膜上的M6P受體識(shí)別，帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶。若S酶功能喪失，細(xì)胞中會(huì)出現(xiàn)________________________________的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)進(jìn)行細(xì)胞間信息交流衰老和損傷的細(xì)胞器在細(xì)胞內(nèi)積累(3)核糖體上合成的蛋白質(zhì)能否進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)取決于蛋白質(zhì)是否有信號(hào)序列。為了驗(yàn)證上述結(jié)論，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出你的實(shí)驗(yàn)思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

除去進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)的信號(hào)序列后，將信號(hào)序列和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)蛋白重組，用重組前的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)蛋白做對(duì)照，觀察重組的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)蛋白與重組前相比能否進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)解析(1)胰島素的分泌受信號(hào)分子的調(diào)節(jié)，該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的功能。(2)S酶功能喪失的細(xì)胞中，某些蛋白質(zhì)上就不能形成M6P標(biāo)志，此類蛋白質(zhì)就不能轉(zhuǎn)化為溶酶體酶，造成衰老和損傷的細(xì)胞器不能及時(shí)清理而在細(xì)胞內(nèi)積累。(3)要驗(yàn)證核糖體上合成的蛋白質(zhì)能否進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)取決于蛋白質(zhì)是否有信號(hào)序列，則實(shí)驗(yàn)的自變量是信號(hào)序列的有無，實(shí)驗(yàn)思路見答案。理解信號(hào)肽與蛋白質(zhì)分選策略的關(guān)系(1)題干信息分析①自身信號(hào)序列是蛋白質(zhì)分選的依據(jù)，正常細(xì)胞中進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)含有信號(hào)序列，沒有進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)不含信號(hào)序列。②高爾基體的順面區(qū)可接受來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的物質(zhì)并轉(zhuǎn)入中間膜囊進(jìn)一步修飾加工，反面區(qū)參與蛋白質(zhì)的分類和包裝。(2)看圖分析：根據(jù)圖中給的3條途徑，再結(jié)合激素的功能和細(xì)胞器的種類可以看出，途徑一主要與溶酶體的形成有關(guān)，途徑二主要與信號(hào)分子有關(guān)，途徑三與蛋白質(zhì)參與的物質(zhì)組成有關(guān)，再結(jié)合問題中所給的信息就可以得出相應(yīng)問題的答案。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路就是先判斷自變量，本題第(4)小題的自變量就是信號(hào)序列的有無，讓沒有信