高中生物必修一第3章第2节第2课时细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统

1、第2课时细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统一、细胞器之间的协调配合一、细胞器之间的协调配合1. 1. 2.2.分泌蛋白的合成与运输分泌蛋白的合成与运输(1)(1)合成场所合成场所: :附着在内质网上的附着在内质网上的_。(2)(2)加工、运输过程加工、运输过程: :细胞内细胞内消化酶消化酶抗体抗体核糖体核糖体肽链肽链有一定空间有一定空间结构结构内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜(3)(3)提供能量的细胞器提供能量的细胞器:_:_。线粒体线粒体二、细胞的生物膜系统二、细胞的生物膜系统1.1.生物膜系统的组成和特点生物膜系统的组成和特点(1)(1)组成组成(2)(2)特点特点生物膜的生物

2、膜的_很相似。很相似。在在_上紧密联系上紧密联系, ,进一步体现了细胞内各种结构之进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。间的协调配合。_细胞器膜细胞器膜_细胞膜细胞膜核膜核膜组成成分和结构组成成分和结构结构和功能结构和功能2.2.生物膜系统的功能生物膜系统的功能(1)(1)保障细胞具有一个相对稳定的保障细胞具有一个相对稳定的_,_,有利于细胞与外有利于细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递部环境进行物质运输、能量转换和信息传递; ;(2)(2)广阔的膜面积利于广阔的膜面积利于_附着和化学反应进行附着和化学反应进行; ;(3)(3)利于将各种利于将各种_分隔开分隔开, ,能够保证多种

3、化学反应进行能够保证多种化学反应进行, ,保保证了细胞生命活动高效、有序地进行。证了细胞生命活动高效、有序地进行。内部环境内部环境酶酶细胞器细胞器【思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误判断正误(1)(1)消化酶、抗体和各种激素都是分泌蛋白。消化酶、抗体和各种激素都是分泌蛋白。( )( )【分析【分析】只有部分激素是分泌蛋白只有部分激素是分泌蛋白, ,如性激素是脂质。如性激素是脂质。(2)(2)与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。质网、高尔基体和线粒体。( )( )(3)(3)细胞膜把各种细胞器分隔开细胞膜把

4、各种细胞器分隔开, ,使细胞内部区域化。使细胞内部区域化。( )( )【分析【分析】细胞器膜把各种细胞器分隔开细胞器膜把各种细胞器分隔开, ,使细胞内部区域化。使细胞内部区域化。2.2.问题思考问题思考(1)(1)用用3 3h h标记亮氨酸注射到胰岛标记亮氨酸注射到胰岛b b细胞中细胞中, ,请写出放射性依次出请写出放射性依次出现在哪些结构中。现在哪些结构中。提示：提示：核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜。细胞膜。(2)(2)核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构吗核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构吗? ?提示：提示：不是。因为核糖体和中心体没有膜结构。不是。因为核糖体和中心体没有

5、膜结构。一、分泌蛋白的形成过程分析一、分泌蛋白的形成过程分析1.1.胞内蛋白与分泌蛋白的比较胞内蛋白与分泌蛋白的比较胞内蛋白胞内蛋白分泌蛋白分泌蛋白合成场所合成场所游离核糖体游离核糖体附着在内质网上附着在内质网上的核糖体的核糖体作用场所作用场所细胞内细胞内细胞外细胞外实例实例血红蛋白、与有氧血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶呼吸有关的酶消化酶、抗体、消化酶、抗体、胰岛素胰岛素2.2.分泌蛋白合成及分泌过程分泌蛋白合成及分泌过程分析分析: :(1)(1)与该过程有关的细胞器与该过程有关的细胞器: :参与的四种细胞器参与的四种细胞器: :核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

6、。经过的三种细胞器经过的三种细胞器: :核糖体、内质网、高尔基体。核糖体、内质网、高尔基体。(2)(2)细胞器之间的合作细胞器之间的合作: :上述过程中各种细胞器的功能是各不相同的上述过程中各种细胞器的功能是各不相同的, ,但完成某一项生但完成某一项生命活动命活动, ,并不是只靠一种细胞器并不是只靠一种细胞器, ,而是依靠各种细胞器之间的密而是依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。切合作、协调配合才能完成。(3)(3)与该过程相关的图形分析与该过程相关的图形分析: :图甲表示放射性物质在不同时间内不同细胞器上的放射性强图甲表示放射性物质在不同时间内不同细胞器上的放射性强度度, ,则则

7、a a、b b、c c分别代表的是核糖体、内质网、高尔基体。分别代表的是核糖体、内质网、高尔基体。图乙中的膜面积变化表示不同细胞器膜面积随时间的变化图乙中的膜面积变化表示不同细胞器膜面积随时间的变化, ,则则d d、e e、f f分别代表内质网膜、细胞膜和高尔基体膜。分别代表内质网膜、细胞膜和高尔基体膜。【警示钟【警示钟】(1)(1)分泌蛋白的形成过程体现了生物膜之间在功能上的联系分泌蛋白的形成过程体现了生物膜之间在功能上的联系, ,但但参与该过程的细胞结构并不一定都具有膜结构参与该过程的细胞结构并不一定都具有膜结构, ,如核糖体。如核糖体。(2)(2)参与分泌蛋白形成的细胞器参与分泌蛋白形成

8、的细胞器, ,分泌蛋白并不一定经过该细胞分泌蛋白并不一定经过该细胞器器, ,如线粒体。如线粒体。【学而后思【学而后思】分泌蛋白从内质网分泌蛋白从内质网高尔基体高尔基体细胞外这一过程中共穿过多少细胞外这一过程中共穿过多少层生物膜层生物膜? ?提示：提示：0 0层。因为此过程是通过生物膜的融合过程实现的层。因为此过程是通过生物膜的融合过程实现的, ,没有没有穿膜。穿膜。【典例训练【典例训练1 1】如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程程, ,表示细胞器表示细胞器,a,a、b b、c c表示某些过程。下列说法中错表示某些过程。下列说法中错误的是误的是 ( () )

9、a.a.分别是内质网、高尔基体和线粒体分别是内质网、高尔基体和线粒体b.b.该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系c.ac.a表示脱水缩合过程表示脱水缩合过程,b,b、c c表示蛋白质的加工及运输过程表示蛋白质的加工及运输过程d.d.图解中的过程在原核细胞中也可以进行图解中的过程在原核细胞中也可以进行【解题关键【解题关键】解答本题的关键是分析图中解答本题的关键是分析图中所代表的分别所代表的分别是哪种细胞器是哪种细胞器, ,再根据各种细胞器的功能推导出再根据各种细胞器的功能推导出a a、b b、c c所代表所代表的过程的过程, ,结合

10、选项进行分析。结合选项进行分析。【解析【解析】选选d d。由分泌蛋白形成的过程分析。由分泌蛋白形成的过程分析, ,氨基酸经脱水缩合氨基酸经脱水缩合后在核糖体上形成肽链后在核糖体上形成肽链, ,在内质网上进行加工在内质网上进行加工, ,形成囊泡后运输形成囊泡后运输到高尔基体到高尔基体, ,经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡, ,运输到细胞膜运输到细胞膜处处, ,与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外, ,在整个过程中由线在整个过程中由线粒体提供能量粒体提供能量, ,也说明了细胞器之间在功能上的密切合作。图也说明了细胞器之间在功能上的密切合作

11、。图解中的过程在原核细胞中是无法进行的解中的过程在原核细胞中是无法进行的, ,因为原核细胞中没有因为原核细胞中没有复杂的细胞器。复杂的细胞器。 【互动探究【互动探究】中哪种膜结构与细胞膜存在着直接联系中哪种膜结构与细胞膜存在着直接联系? ?提示：提示：。二、生物膜系统的组成和功能二、生物膜系统的组成和功能1.1.各种生物膜间的联系各种生物膜间的联系(1)(1)化学组成化学组成: :各种生物膜组成成分相似各种生物膜组成成分相似, ,都主要由磷脂和蛋白都主要由磷脂和蛋白质组成质组成, ,但每种成分所占的比例不同。但每种成分所占的比例不同。(2)(2)在结构上的联系在结构上的联系: :内质网膜直接与

12、核膜和细胞膜连接内质网膜直接与核膜和细胞膜连接, ,内质网、高尔基体、细胞内质网、高尔基体、细胞膜之间还可以通过囊泡进行膜的交换膜之间还可以通过囊泡进行膜的交换, ,所以细胞膜的成分更新所以细胞膜的成分更新是与高尔基体密不可分的。是与高尔基体密不可分的。(3)(3)在功能上的联系在功能上的联系: :在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中, ,各种细胞器之各种细胞器之间协调配合间协调配合, ,共同发挥作用。共同发挥作用。2.2.生物膜系统的功能生物膜系统的功能(2)(2)【警示钟【警示钟】(1)(1)生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称生物膜系统是细胞中各

13、种膜结构的总称, ,而不是生物体内各而不是生物体内各种膜结构的总称。种膜结构的总称。(2)(2)生物膜系统是真核生物独有的生物膜系统是真核生物独有的, ,原核生物中只有细胞膜这一原核生物中只有细胞膜这一种生物膜种生物膜, ,不存在生物膜系统。不存在生物膜系统。 【学而后思【学而后思】(1)(1)细胞膜的成分中细胞膜的成分中, ,是否含有高尔基体膜的成分是否含有高尔基体膜的成分? ?为什么为什么? ?提示：提示：含有高尔基体膜的成分。因为分泌蛋白在运输过程中含有高尔基体膜的成分。因为分泌蛋白在运输过程中, ,包裹分泌蛋白的囊泡由高尔基体膜形成包裹分泌蛋白的囊泡由高尔基体膜形成, ,最后再与细胞膜

14、融合。最后再与细胞膜融合。(2)(2)医学上用的透析型人工肾利用了生物膜的哪一特性医学上用的透析型人工肾利用了生物膜的哪一特性? ?提示：提示：选择透过性。选择透过性。【典例训练【典例训练2 2】下面为细胞的生物膜系统的概念图下面为细胞的生物膜系统的概念图, ,据图判断下据图判断下列叙述正确的是列叙述正确的是( () )a.a.图中图中a a、c c分别是指细胞膜、细胞器膜分别是指细胞膜、细胞器膜b.b.若若d d是叶绿体是叶绿体, ,则则m m、n n一定是外膜和内膜一定是外膜和内膜c.c.图中图中p p一定是线粒体的内膜一定是线粒体的内膜d.d.图中的图中的f f和和h h分别是指内质网和

15、高尔基体分别是指内质网和高尔基体【解题关键【解题关键】解答本题的关键是准确掌握图中各种膜结构的名解答本题的关键是准确掌握图中各种膜结构的名称。称。【解析【解析】选选d d。性激素属于脂质。性激素属于脂质, ,是在内质网上合成的是在内质网上合成的, ,由此可由此可确定确定f f是内质网膜是内质网膜, ,结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定g g是囊泡是囊泡,h,h是高尔基体膜是高尔基体膜,c,c是细胞膜是细胞膜,d,d和和e e分别为线粒体膜或叶分别为线粒体膜或叶绿体膜绿体膜,b,b为细胞器膜为细胞器膜,a,a是核膜是核膜,a,a项错误项错误,d,d项正确

16、项正确; ;叶绿体内的叶绿体内的膜结构有外膜、内膜和类囊体膜膜结构有外膜、内膜和类囊体膜,b,b项错误。项错误。分泌蛋白合成和分泌过程的曲线类题目分泌蛋白合成和分泌过程的曲线类题目【案例【案例】从某腺体的细胞中从某腺体的细胞中, ,提取出附着有核糖体的内质网提取出附着有核糖体的内质网, ,放放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样, ,并分并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸

17、出现在核糖体和内质网中的情况中的情况, ,结果如图所示。请回答结果如图所示。请回答: :(1)(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积, ,最可能的解释是最可能的解释是 。(2)(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后放射性氨基酸继在核糖体上积累之后, ,在内质网中也出现在内质网中也出现, ,且数量不断增多且数量不断增多, ,最可能的解释是最可能的解释是_ 。(3)(3)实验中实验中, ,培养液相当于细胞中的培养液相当于细胞中的_ 。【审题【审题抓准信息抓准信息快速推断快速推断】关键信息关键信息推断结论推断结论信信息息1 1培养液中含有核糖体和内质培养液中含有核

18、糖体和内质网完成其功能所需的物质和网完成其功能所需的物质和条件条件该培养液模拟的是核糖体和内该培养液模拟的是核糖体和内质网在细胞内的正常生理环境质网在细胞内的正常生理环境, ,也就是细胞质基质也就是细胞质基质信信息息2 2坐标图中显示坐标图中显示: :含放射性标含放射性标记的氨基酸出现在核糖体中记的氨基酸出现在核糖体中比出现在内质网中早比出现在内质网中早含放射性标记的氨基酸首先进含放射性标记的氨基酸首先进入核糖体入核糖体, ,核糖体的功能是将核糖体的功能是将氨基酸合成蛋白质氨基酸合成蛋白质信信息息3 31 min1 min5 min5 min时时, ,内质网上内质网上含放射性标记的氨基酸逐渐含

19、放射性标记的氨基酸逐渐增多增多核糖体上合成的蛋白质逐渐转核糖体上合成的蛋白质逐渐转移进入内质网移进入内质网【答题【答题规范答案规范答案警示失误警示失误】(1)(1)核糖体是将氨基酸合成蛋白质的场所核糖体是将氨基酸合成蛋白质的场所(2)(2)蛋白质进入内质网中蛋白质进入内质网中(3)(3)细胞质基质细胞质基质错答：错答：细胞质。细胞质。错因：错因：没有掌握细胞质和细胞质基质的不同。没有掌握细胞质和细胞质基质的不同。1.(1.(基础理论辨析题基础理论辨析题) )下列说法与分泌蛋白的合成、加工、运输下列说法与分泌蛋白的合成、加工、运输有关的是有关的是( () )a.a.内质网对分泌蛋白进行粗加工内质

20、网对分泌蛋白进行粗加工, ,形成具有一定空间结构的蛋形成具有一定空间结构的蛋白质白质b.b.高尔基体对分泌蛋白进行加工、分类和包装高尔基体对分泌蛋白进行加工、分类和包装c.c.分泌蛋白的运输需要线粒体提供能量分泌蛋白的运输需要线粒体提供能量d.d.抗体等分泌蛋白最终由细胞膜分泌出细胞外抗体等分泌蛋白最终由细胞膜分泌出细胞外e.e.内质网膜与细胞膜和核膜直接相连内质网膜与细胞膜和核膜直接相连【解析【解析】选选a a、b b、c c、d d。在分泌蛋白合成、加工、运输过程中。在分泌蛋白合成、加工、运输过程中, ,内质网对蛋白质进行粗加工内质网对蛋白质进行粗加工, ,高尔基体对蛋白质进行进一步加高尔

21、基体对蛋白质进行进一步加工、分类和包装工、分类和包装, ,由线粒体提供能量由线粒体提供能量, ,最终由细胞膜把分泌蛋白最终由细胞膜把分泌蛋白排出。排出。2.2.下列结构属于生物膜系统的是下列结构属于生物膜系统的是( () )线粒体内膜线粒体内膜叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜细胞壁细胞壁溶酶体膜溶酶体膜核糖体核糖体核膜核膜a.a. b. b.c.c. d. d.【解析【解析】选选d d。细胞中生物膜系统包括细胞器膜。细胞中生物膜系统包括细胞器膜, ,如题干中的如题干中的, ,还有核膜还有核膜以及没有提到的细胞膜。核糖体没有膜结以及没有提到的细胞膜。核糖体没有膜结构构, ,细胞壁不属于生物膜系统

22、。细胞壁不属于生物膜系统。【误区警示【误区警示】生物膜系统包括细胞中所有的膜结构生物膜系统包括细胞中所有的膜结构, ,不仅是细不仅是细胞器的外膜胞器的外膜, ,还包括细胞器的内膜和叶绿体中由膜构成的类囊还包括细胞器的内膜和叶绿体中由膜构成的类囊体。若将生物膜系统误认为只包括细胞膜、核膜和细胞器的外体。若将生物膜系统误认为只包括细胞膜、核膜和细胞器的外膜膜, ,则易误选则易误选c c。3.3.胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的细胞结构是胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的细胞结构是( () )a.a.线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜b.b.内质网、核

23、糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜c.c.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜d.d.细胞膜、内质网、核糖体、高尔基体、中心体细胞膜、内质网、核糖体、高尔基体、中心体【解析【解析】选选c c。在分泌蛋白合成、加工、运输过程中。在分泌蛋白合成、加工、运输过程中, ,核糖体合核糖体合成多肽链成多肽链, ,内质网和高尔基体进行加工内质网和高尔基体进行加工, ,由细胞膜分泌到细胞外由细胞膜分泌到细胞外, ,此过程由线粒体提供能量。此过程由线粒体提供能量。4.4.不同结构的膜之间互相转化不同结构的膜之间互相转化, ,以以“出

24、芽出芽”方式进行的是方式进行的是 ( () )a.a.核膜和内质网膜核膜和内质网膜b.b.内质网膜和高尔基体膜内质网膜和高尔基体膜c.c.内质网膜和细胞膜内质网膜和细胞膜d.d.细胞膜和线粒体膜细胞膜和线粒体膜【解析【解析】选选b b。根据相关内容可知。根据相关内容可知, ,能相互转化的膜是内质网膜、能相互转化的膜是内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。内质网膜与细胞膜是直接相连的高尔基体膜和细胞膜。内质网膜与细胞膜是直接相连的, ,因此因此, ,它们之间的转化是直接转化它们之间的转化是直接转化, ,而内质网膜与高尔基体膜不直接而内质网膜与高尔基体膜不直接相连相连, ,需要一种中间形式需要一种中间形式

25、囊泡来完成转化囊泡来完成转化, ,囊泡需要经过囊泡需要经过“出芽出芽”方式形成。方式形成。5.5.科学家以科学家以3535s s标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞, ,测量细测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化, ,结果如结果如图所示。下列选项表示图所示。下列选项表示a a、b b、c c所代表的膜结构名称以及放射所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序正确的是性标记出现的先后顺序正确的是( () )a.aa.a核糖体核糖体bb内质网内质网cc高尔基体高尔基体b.ab.a内质网内质网bb高尔基

26、体高尔基体cc细胞膜细胞膜c.ac.a高尔基体高尔基体cc内质网内质网bb细胞膜细胞膜d.ad.a内质网内质网cc高尔基体高尔基体bb细胞膜细胞膜【解析【解析】选选d d。结合曲线可知氨基酸首先在核糖体上合成多肽。结合曲线可知氨基酸首先在核糖体上合成多肽, ,接着多肽进入内质网中加工成具有一定空间结构的蛋白质接着多肽进入内质网中加工成具有一定空间结构的蛋白质, ,然然后以囊泡的形式进入高尔基体进行进一步的加工后以囊泡的形式进入高尔基体进行进一步的加工, ,最后又以囊最后又以囊泡的形式与细胞膜结合并将其分泌到细胞外。在这个过程中内泡的形式与细胞膜结合并将其分泌到细胞外。在这个过程中内质网的面积减

27、小质网的面积减小, ,高尔基体的面积先增加后减小高尔基体的面积先增加后减小, ,细胞膜的面积细胞膜的面积则是增加。则是增加。6.6.下图是人体某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的下图是人体某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图变化图, ,在此变化过程中最可能合成的物质是在此变化过程中最可能合成的物质是( () )a.a.纤维素纤维素 b.b.分泌蛋白分泌蛋白 c.c.性激素性激素 d.d.维生素维生素【解析【解析】选选b b。在形成分泌蛋白时。在形成分泌蛋白时, ,是由位于内质网上的核糖体是由位于内质网上的核糖体合成多肽合成多肽, ,在内质网腔中加工在内质网腔中加工, ,由内质

28、网由内质网“出芽出芽”形成囊泡形成囊泡, ,包包裹形成的蛋白质移向高尔基体裹形成的蛋白质移向高尔基体, ,此时此时, ,内质网膜面积就会减小内质网膜面积就会减小( (形成囊泡形成囊泡),),高尔基体膜面积就会增大高尔基体膜面积就会增大( (内质网形成的囊泡移向内质网形成的囊泡移向高尔基体高尔基体) )。在高尔基体中蛋白质被加工成成熟的蛋白质。在高尔基体中蛋白质被加工成成熟的蛋白质, ,再由再由高尔基体高尔基体“出芽出芽”形成囊泡形成囊泡, ,包裹着成熟的蛋白质移向细胞膜包裹着成熟的蛋白质移向细胞膜, ,将蛋白质分泌出细胞将蛋白质分泌出细胞, ,此时此时, ,高尔基体膜面积减小高尔基体膜面积减小, ,细胞膜面积细胞膜面积增大。增大。7.7.下列有关生物膜转化的叙述中下列有关生物膜转化的叙述中, ,正确的是正确的是( () )a.a.内质网膜可以转化为高尔基体膜内质网膜可以转化为高尔基体膜b.b.具膜囊泡可以成为任意细胞结构的膜具膜囊泡可以成为任意细胞结构的膜c.c.线粒体膜可以成