2.功能联系（以分泌蛋白的合成与分泌为例） 细胞内膜系统在功能上的联系可用下图表示
识图析图
两图都是分泌蛋白这一考点中常出现的，A图是细胞的局部，B图则是完整细胞。但考查的知识点基本相同。 考点1：从图上首先识别出相应结构的名称，并熟悉在分泌蛋白中的分工及相应作用。蛋白的有血红蛋白、载体、呼吸酶等。
3H标记亮氨酸，最先出现在A图中②或B图中①。转移的方
考点2：B图中⑦代表分泌蛋白，常考的有消化酶、抗体、蛋白质类激素、血浆蛋白等，常考的不属于分泌考点3：⑦物质进出细胞的方式——外排，该过程体现了细胞膜的流动性。考点4：该过程研究手段——同位素标记，向和途径注意先后顺序。
考点5：图示中构成生物膜系统的细胞器中，注意核糖体不是，特别注意别漏了囊泡。特别提醒 该题型考查多要求用序号回答，且看清有关的是细胞器还是细胞结构。 对应训练
1.在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素先后出现在图中的②、①、③、④、⑤、⑥、⑦部位。请据图回答：
（1）图中①、②、④、⑥分别代表的结构是 、 、 、 。（2）图中⑦是 ，是由② 合成的，请列举⑦的一个具体实例，如 。
（3）①的功能是 。③、⑤都叫 ，分别由图中 和 形成。
（4）由此可看出，细胞内的生物膜在 和 上有一定的连续性。
（5）假如该图代表动物胰岛细胞，⑦分泌的是 、 ，它们
的化学本质是 。这些分泌物的作用是 ，这项生命活动的两种调节方式为 和 。 （6）⑦的合成、加工、运输过程所需大量能量主要是由 供给。 答案 （1）内质网 核糖体 高尔基体 细胞膜 （2）分泌蛋白 核糖体 抗体（或胰岛素）
（3）对蛋白质进行加工、折叠、组装等 囊泡 内质网膜 高尔基体膜 （4）结构 功能
（5）胰岛素 胰高血糖素 蛋白质 调节机体血糖平衡 激素调节 神经调节（或控制激素的间接调节）（6）线粒体
2.假药亮菌甲素注射液，其溶剂二甘醇进入人体后导致急性肾衰竭，临床上用血液透析治疗。血透机工作原理如图，所用的透析管膜应具有的特点是 ( )
A.全透性 B.半透性 C.膜上有载体 D.允许蛋白质通过 答案 B
解析 利用血透机进行血液透析的目的是使血液中的代谢废物排出体内，而人体中的代谢废物属小分子物质，而对于人体比较重要的大分子不能通过，所以其透析管膜应具有半透膜性质。
生物膜系统的概念及研究生物膜的意义
基础梳理 1.生物膜系统
（1）概念： 、 以及内质网等 绕成的细胞器，在结构和功能上是密切联系的统一整体，它们形成的结构体系叫做生物膜系统。 （2）功能
①细胞膜使细胞具有一个相对稳定的 ，同时在细胞与环境之间进行 、能量交换和 的过程中起着决定性作用。
②细胞的许多重要化学反应在 上进行。
③各种生物膜把细胞分隔成一个个 ，使得细胞内同时进行多种化学反应，不会 ，保证了细胞的生命活动 地进行。 2.研究生物膜的意义（2）应用
（1）理论：阐明细胞的生命活动规律。 ①工业：人工模拟生物膜的各种功能。 ②农业：寻找改善农作物品质的新途径。 常生理功能。 归纳深化
1.生物膜的成分与功能的关系
生物膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，机能旺盛的膜，其蛋白质含量较高，因为膜蛋白质是膜功能的主要体现者。其中有的与物质的运输有关，如载体；有的是酶，能催化与膜有关的生化反应；有的与细胞识别有关，如表面抗原。
生物膜的脂质包括：磷脂、胆固醇等。胆固醇只存在于动物细胞中，细菌、蓝藻等原核生物和植物细胞膜中一般没有胆固醇，胆固醇的存在使膜的流动性不至于在温度降低时下降。2.生物膜系统的功能
③医学：用人工合成的膜材料代替人体 行使正
(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
(2)广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点，保证了在生物膜上化学反应的顺利进行。细胞 生命活动高效、有序地进行。 识别与感受等机理
(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分割开，形成一个个的区室，使细胞内能同时进行多种化学反应，保证了3.利用生物膜的基本功能如选择透过性、离子转移、信息
将这些原理应用于工业生产或临床实践中。这方面的进 展在1987年于日本召开的第一届国际生物膜与膜工艺代表大会中得到了充分的反映，如海水淡化、污染治理、生化工程中的分离浓缩器等。其中人工膜分离浓缩器、生物膜传感器等倍受重视。误区警示
1.生物膜系统强调的是细胞内所有膜结构而非生物体内的。判断下列膜结构哪些是生物膜系统？ ①细胞膜 ②细胞器膜 ③核膜 ④囊泡 ⑤小肠黏膜 提示 ①②③④
2.细菌等原核生物只有细胞膜，不构成生物膜系统，病毒也没有。3.不同生物膜成分基本相同，但含量差别较大。
4.膜的功能复杂还是简单取决于膜蛋白质的种类和数量，即蛋白质种类和数量越多功能越复杂，而与膜面积无关。
3.（2008年天津高考）下列有关生物膜的叙述，正确的是 ( ) A.大鼠脾细胞与兔造血干细胞的细胞膜能够发生融合B.用蛋白酶处理生物膜可改变其组成，不改变其通透性
C.在生长激素的合成和分泌过程中，生物膜只发生结构上的联系答案 A
D.兴奋在神经纤维上传导和在神经元间传递时，生物膜发生的变化是相同的
解析 利用一定的手段，不同生物间的细胞可以发生融合，这与细胞膜的流动性有关；蛋白酶可以破坏细胞膜上的载体，影响细胞膜的通透性；分泌蛋白的合成和分泌过程中，与生物膜的结构与功能都有密切关
系；兴奋在神经纤维上是电传导，在神经元之间为递质传递，与膜上的受体有关，二者不同。
有关分泌蛋白合成、运输过程的考查
【例1】科学家用同位素标记研究分泌蛋白的合成及分泌时，做过下列实验：（2）本实验需在培养液中加入标记物，可供选择的物质有：被
（1）选用豚鼠的胰腺细胞作为实验材料，是因为该细胞具有 的功能。
3H标记了的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，尿嘧
啶核糖核苷酸、亮氨酸及葡萄糖，该实验应选择 作标记物，该物质从培养液进入细胞的方式是 ，培养液在这一过程中相当于豚鼠细胞生活的 。细胞培养3分钟后，需向培养液中加入 ，以降低标记物连续渗入对实验结果的影响。
（3）随着时间的变化测定细胞各组分的放射性,结果如上图,根据图中提供的信息可以推测，分泌蛋白是在 上合成的，并沿着 途径向外分泌。
答案 （1）分泌蛋白质 （2）H标记的亮氨酸 主动运输 内环境（细胞外液） 未标记的亮氨酸 （3）附着于内质网上的核糖体 内质网→囊泡→高尔基体→分泌小泡→细胞膜
解析 （1）胰腺细胞能合成并分泌消化酶或胰岛素等，所以该细胞具有分泌蛋白质的功能。（2）题干中给出的几种物质，只有氨基酸是合成蛋白质的基本单位，氨基酸进入细胞的方式是主动运输，培养液在这一过程中相当于动物细胞的内环境或细胞外液。（3）
3H标记的亮氨酸首先在附着在内质网的核糖体上合
成蛋白质，然后进入内质网腔，经内质网初步加工后，才能成为较成熟的蛋白质，再由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体中，并在其中进一步加工。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质释放到细胞外。所以放射性颗粒数依次增加的顺序为附着有核糖体的内质网→囊泡→高尔基体→分泌小泡→细胞膜。 变式训练
3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋
（2007年全国Ⅰ，5）下图表示用( )
3
白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是
答案 C
解析 分泌蛋白的合成顺序是：附着在内质网上的核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→分泌小泡→细胞膜→细胞外，其放射性颗粒数的多少应按此顺序先后增加。 生物膜系统的理解及应用
【例2】生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。请回答：
胞质之间通过 实现生物大分子的转运。
+
（1）细胞核的 使基因的转录和翻译两个过程在时空上分开，细胞核和细（2）脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有 。通常分泌到细胞膜外
的蛋白质需经过 的加工和修饰后，以分泌小泡的形式排出。
+
+
+
（3）红细胞膜内K浓度是膜外的30倍，膜外Na浓度是膜内的6倍，维持这种K、Na分布不均匀是由膜
上的 所控制的；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面的这些糖蛋白是 。 （4）人工生物膜的主要用途有哪些？ （多项选择）材料
答案 （1）核膜 核孔 （2）脂质 内质网和高尔基体（3）载体蛋白 抗原 （4）ACD
解析 生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，是选择透过性膜。细胞内的所有膜结构构成生物膜系统。各种生物膜在结构上有直接或间接的联系，在功能上既有明确分工，又有紧密的联系（如分泌小泡形成过程中，内质网和高尔基体的加工修饰）。细胞膜上的载体控制物质的进出，体现出细胞膜的选择透过性；细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，与细胞的识别等有关。在工农业生产和医学实践等方面，生物膜也有重要用途，如生物膜用于污染处理、海水淡化及作为人造器官的材料等。
1.（2008年海南生物，8）关于动物细胞内蛋白质合成与去向的叙述，正确的是 ( )
A.所有蛋白质的合成都需要能量B.合成的蛋白质都运到细胞外
A.污水处理 B.食品保存 C.海水淡化处理 D.人造器官
C.合成的蛋白质都不能进入细胞核内答案 A
D.合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新
解析 细胞内蛋白质的合成需要酶的催化，需要消耗ATP。细胞合成的蛋白质分为两类，一类是分泌蛋白，一类是细胞自身利用的蛋白质。细胞合成的蛋白质有多种用途：①构成人体组织成分，如肌肉、心、肝、肾等器官含大量蛋白质；②构成体内各种重要物质，如体内的各种酶、抗体等；③供给能量，1 g蛋白质在体内氧化分解可产生约16.7 kJ的能量。
2.（2008年江苏生物，21）科学家用含H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡
3
细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是（多选） ( )
细胞结构 时间/min
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用答案 CD
B.高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
解析 分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质。首先，蛋白质的合成是在核糖体上进行，核糖体又分为固着型和游离型，固着型核糖体上合成的是分泌蛋白，而游离型合成的是细胞自身应用的蛋白质。固着型核糖体合成的蛋白质马上转移到内质网上，然后内质网又转移到高尔基体中，再由高尔基体转移到细胞膜，以外排的方式排到细胞外。路径可以表示为：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，按照次序存在时间差。
3.（2008年山东理综，2）已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列（如图中P肽段）。若P肽段功能缺失，则该蛋白 ( ) A.无法继续合成C.可以被加工成熟答案 D
解析 在核糖体上翻译出的肽链进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把较成熟的蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工，成为成熟的蛋白质。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。现在P肽段缺失，肽链无法进入内质网，也就无法分泌到细胞外。
4.（2007年上海，26）下列细胞内的反应发生在生物膜（细胞膜和细胞内的各种膜）上的是 ( )
A.DNA复制答案 C
B.暗反应
D.氨基酸脱水缩合
C.叶绿素a被激发失去电子
B.可以进入高尔基体
附有核糖体的内质网 3 高尔基体 17 靠近细胞膜的囊泡 117 D.无法被分泌到细胞外
解析 叶绿素a被激发失去电子发生的场所是类囊体结构薄膜，DNA复制主要发生在细胞核内，暗反应场所：叶绿体基质，氨基酸脱水缩合场所：核糖体。
5.（2007年广东，23）为了研究酵母菌胞内蛋白的合成，研究人员在其培养基中添加H标记的亮氨酸后，观察相应变化。可能出现的结果有（多选） ( ) A.细胞核内不出现H标记
33
3
3
B.内质网是首先观察到H标记的细胞器 C.培养一段时间后，细胞膜上能观察到H标记
3
D.若能在高尔基体上观察到H标记，表示可能有分泌蛋白 答案 CD
3
解析 细胞膜上含有蛋白质，分泌蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等细胞器有关。最先观察到含H标记的细胞器为核糖体。
实验手段——同位素标记法
Grimton曾观察到：饥饿的原生动物的粗面内质网减少，或几乎完全消失，高尔基体的形成停止，由于这些细胞于实验期间还继续形成分泌小泡，所以每一个高尔基体的囊的数目减少了，但当给动物重新喂食后，形成了新的粗面内质网，同时产生新的高尔基体，囊的能力也恢复了。高尔基体的构建和数目变化为什么与内质网一致呢？ （
1
）
你
的
假
设： 。 （2）实验设计与实施：
14
①先用含有C的亮氨酸（合成蛋白质的原料）营养液培养饥饿的原生动物，然后用放射自显影技术观察原生动物生物膜放射性出现的先后顺序，结果如下：内质网（2 min）、高尔基体（15 min）、细胞膜（42 min)。 ②用含有
14
C的甘油（合成脂质的原料）营养液培养饥饿的原生动物，请预测你的观察结
。结论
果： 。
（3）你的假设是否正确？
是 。
（4）本实验除了验证你的假设及得出的结论外，对细胞膜的成分你得出的结论是 。
答案 （1）高尔基体膜是由内质网膜转化而来的（2）内质网→高尔基体→细胞膜
（3）正确 高尔基体膜确实是由内质网膜转化而来的（4）细胞膜至少应含有蛋白质和脂质真领会科学实验的方法、步骤。变式训练
解析 本实验是根据Crimton曾观察到的现象及产生的疑问，要求你提出假设、设计实验进行探究。需认
细胞进行有丝分裂时，核膜于前期末解体，到末期又重新形成。对于新形成的核膜的来源有两种不同的意见：一种认为亲代细胞核膜解体后的碎片参加子代细胞核膜的重建；另一种认为是由内质网膜重新形成的。请你以变形虫为实验模型，运用核移植技术和同位素标记示踪实验予以验证。实验设计思路：（1）实验步骤
3H标记的胆碱介质中进行培养，使标记前体掺入到膜脂的磷脂酰胆碱中，这样变形虫
①将变形虫放入含
的细胞膜和核膜均被标记。 。
② ③ 。 (2)
检
测
结
果
及
其
结
论 。 答案 （1）②取出被标记的变形虫的核，把标记的核移植到未标记的去核的变形虫中并培养一段时间 ③检测接受移植的变形虫经有丝分裂所产生的两个子细胞中细胞核的核膜是否带有放射性（只要叙述清楚，其他合理步骤亦可）
（2）①两个子细胞中，细胞核的核膜均带有放射性标记，表明亲代核膜参加了子代核膜的重建。②两个子细胞中，细胞核的核膜均无放射性，表明亲代核膜没有参加子代核膜的重建
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