人教版必修1第3章第2节第2课时细胞器之间的协调配合学案

第2课时细胞器之间的协调配合学习目标素养定位.举例说明细胞器之间的协调配合。.分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性.构建分泌蛋白的合成、运输和分泌“生产线”模型，阐明细胞各部分通过分工合作,共同执行细胞的某些生命活动。（科学思维）.运用结构与功能观,分析生物膜之间的联系。（生命观念）.关注人工膜材料的研究进展及在医疗等方面的应用。（社会责任）一、细胞器之间的协调配合.分泌蛋白的概念在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的一类蛋白质,如消化酶、抗体和一部分激素等。.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程（1）研究方法：同位素标记法。⑵分泌过程二、细胞的生物膜系统.生物膜系统组成细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。.生物膜特点（1）各种生物膜的组成成分和结构很相似。.在血液中，胆固醇通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）颗粒进行运输。如图是大多数动物细胞通过受体介导的胞吞作用摄取LDL的途径，下列有关叙述错误的是（D）注:网格蛋白有被小泡是覆盖有网格蛋白衣被的运输小泡，介导从细胞膜和高尔基体开始的小泡运输。A.胞内体属于动物细胞生物膜系统的一部分LDL的摄取及处理过程体现了细胞内各种结构之间的协调与配合LDL受体的形成过程需要内质网、高尔基体等细胞器的参与D.功能越复杂的动物细胞膜胆固醇含量越多解析：由题分析可知,胞内体具有膜结构,属于动物细胞生物膜系统的一部分;LDL的摄取及处理过程需要内质网、高尔基体等多种细胞结构的参与，体现了细胞内各种结构之间的协调与配合;LDL受体属于糖蛋白，形成过程需要内质网、高尔基体等细胞器的参与;功能越复杂的动物细胞膜的蛋白质含量越多。4.研究人员向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,通过检测放射性的聚集和转移情况,研究分泌蛋白的合成和分泌过程。如图表示胰腺腺泡细胞的部分结构和分泌蛋白的分泌过程。请回答下列问题。（1）该实验采用了法进行研究，以追踪相关物质的去向。⑵预测实验结果:放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是（以图中序号作答）。⑶研究人员采用某种方法使胰腺腺泡细胞的高尔基体全部解体，再进行相关实验。结果发现,放射性只在细胞内进行转移,却未出现在细胞外，这表明。（4）生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要，图中序号所示的结构中参与构成生物膜系统的是（填相关序号）。解析：（1）根据题干信息分析可知,该实验采用了同位素标记法进行研究，以追踪相关物质的去向。⑵分泌蛋白合成与分泌过程是核糖体合成肽链一内质网继续合成和加工一内质网“出芽”形成囊泡一高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质一高尔基体“出芽”形成囊泡一细胞膜。因此，放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是③核糖体、⑦内质网、⑤囊泡、②高尔基体、⑤囊泡、①细胞膜。⑶根据题意分析,胰腺腺泡细胞的高尔基体全部解体后,放射性只在细胞内进行转移,却未出现在细胞外,说明高尔基体与分泌蛋白的分泌有关。⑷生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构构成,题图中参与构成生物膜系统的结构有①细胞膜、②高尔基体、④线粒体、⑤囊泡、⑥核膜、⑦内质网。答案：（1）同位素标记（2）③⑦⑤②⑤①（3）高尔基体与分泌蛋白的分泌有关（4）①②④⑤⑥⑦（2）生物膜在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。3.生物膜系统功能⑴细胞膜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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。⑵许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。⑶细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行炙独化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。判断正误⑴分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。（V）⑵内质网膜和核膜之间可以以囊泡的形式相互转化。（X）提示：内质网膜不能以囊泡的形式转化为核膜,而是与核膜直接相连。⑶细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输。（X）提示:核糖体、中心体等细胞器不具有膜,不能通过囊泡进行物质运输。⑷囊泡运输依赖于膜的流动性且不消耗能量。（X）提示:囊泡运输依赖于膜的流动性且消耗能量。⑸真核生物具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行。（V）⑹生物膜之间通过囊泡的转移实现了膜成分的更新。（V）探究一细胞器之间的协调配合阅读教材P51“分泌蛋白的合成和运输”，分析用同位素标记法研究豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程，思考下列问题。(1)该实验中使用3H标记亮氨酸的依据是什么？提示:氨基酸是组成蛋白质的基本单位，使用同位素标记氨基酸可以显示出蛋白质合成和加工的过程，而氨基酸的组成元素是C、H、0、N,有些氨基酸还含有S,因而可用3H标记亮氨酸研究分泌蛋白的合成、加工和运输途径。⑵如图是分泌蛋白的合成和运输过程示意图，请回答下列问题。①图中甲、乙、丙、丁和戊分别是指什么结构？提示：甲为核糖体、乙为内质网、丙为高尔基体、丁为细胞膜、戊为线粒体。②图中的甲和乙在结构上的联系是什么？提示：甲是核糖体，乙是内质网,合成分泌蛋白的过程中，核糖体附着在内质网上，但应注意,在游离的核糖体中首先合成一段肽链后,这段肽链才与核糖体一起转移到内质网上。③乙和丙之间、丙和丁之间可以以囊泡的形式运输物质，说明生物膜具有什么特性？提示:生物膜具有流动性。⑶在分泌蛋白加工、运输过程中，依次经过哪些膜结构?这些膜的面积在前后发生怎样的变化?试用曲线图表示膜面积的变化。提示：内质网、高尔基体、细胞膜。如图：“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工和运输1.下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是(C)A.分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与B.线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量C.分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网和囊泡分泌到细胞外D.分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合解析：分泌蛋白先经过内质网再经过高尔基体和囊泡分泌到细胞外；分泌蛋白从细胞内排出时,高尔基体形成的囊泡的膜可与细胞膜融合,将分泌蛋白释放到细胞外。.内质网合成的分泌蛋白，经高尔基体加工后与高尔基体膜内表面的受体结合,启动囊泡的形成，以便于分泌蛋白的运输和分泌。某基因突变导致高尔基体中的分泌蛋白堆积而不能被分泌到细胞外。下列分析不正确的是（D）A.内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体进行进一步加工B.高尔基体中堆积蛋白质可能影响细胞内继续合成、加工该种蛋白质C.囊泡与靶膜的结合依赖于信号分子与膜上的受体相互识别D.该突变基因所编码的蛋白质的功能可能是促进囊泡的运输解析：内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体进行进一步加工;高尔基体能加工来自内质网的蛋白质，高尔基体中堆积蛋白质可能影响细胞内继续合成、加工该种蛋白质;囊泡与靶膜的结合依赖于信号分子与膜上的受体相互识别，只有二者相互识别并特异性结合后方可实现囊泡和靶膜的融合；由题干信息“某基因突变导致高尔基体中的分泌蛋白堆积而不能被分泌到细胞外”可知,该突变基因所编码的蛋白质的功能可能是抑制囊泡的运输。探究二细胞的生物膜系统人工肾是一种替代肾脏功能的装置，主要用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。它将血液引出体外利用透析、过滤、吸附、膜分离等原理排除体内过剩的含氮化合物,新陈代谢产物或逾量药物等，调节电解质平衡然后再将净化的血液引回体内。现在临床上使用的人工肾是一种透析治疗设备，即将血液与透析液分置于一人工合成的半透膜两侧,这种半透膜模拟了细胞中的膜结构，利用半透膜两侧各自不同的浓度和渗透压互相进行扩散和渗透，可以达到治疗和稀释血液中代谢废物的目的。血液透析可将患者体内多余的水及代谢废物排出体外,并从透析液中吸收机体缺乏的电解质及碱基，以达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。结合教材P52〜53相关内容，回答下列有关生物膜系统的问题。⑴细胞中哪些结构可以作为“人工肾”的制作原型？提示:构成生物膜系统的各种膜结构都可以，如细胞膜、细胞器膜、核膜等。⑵生物膜之间存在着直接或间接的相连，间接相连是指以囊泡形式相连。请结合教材图3-8和图3-9,总结哪些生物膜直接相连,哪些间接相连。提示：内质网膜与细胞膜、核膜直接相连；内质网膜与高尔基体膜、高尔基体膜与细胞膜间接相连。生物膜间的联系(1)生物膜在化学组成上的联系①相似性:各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。②差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同生物膜功能的复杂程度有关,功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量越多。⑵生物膜在结构上的联系各种生物膜的结构相似,可直接或间接地相互转化,如图：⑶生物膜在功能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工,又相互配合、协调工作,如分泌蛋白的合成和运输过程充分体现了生物膜在功能上的紧密联系。有关生物膜系统的3点易错⑴核糖体、中心体等结构不含生物膜,不属于生物膜系统。⑵原核细胞有生物膜但是没有生物膜系统。⑶生物膜系统指的是真核生物细胞内的，不是生物体内的。.生物膜系统在细胞生命活动中的作用没有体现在（C）A.使细胞的结构与功能区域化B.广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点C.维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器D.在细胞内外的物质运输等过程中起决定性作用解析:生物膜将各种细胞器分隔开，使细胞的结构与功能区域化、互不干扰;生物膜具有广阔的膜面积，为多种酶提供了大量的附着位点，许多重要的化学反应都在生物膜上进行;细胞中的细胞骨架能维持细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器;生物膜使细胞处于一个相对稳定的环境,在细胞与外界物质运输、能量转化和信息传递过程中起决定性作用。.如图为细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述中正确的是(D)A.图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器B.若d是叶绿体，则m、n一定是外膜和内膜C.图中p是线粒体的内膜D.图中的f和h分别是指内质网和高尔基体解析:生物膜包括核膜、细胞膜和各种细胞器膜等,细胞膜与内质网膜和高尔基体膜在分泌蛋白的加工、运输和分泌中具有重要作用，据此可知,a是核膜,b是具膜细胞器,c是细胞膜;若d为叶绿体，由于叶绿体有外膜、内膜和类囊体薄膜，因此m、n不一定是外膜和内膜，据题图也不能确定p是否为线粒体内膜;性激素在内质网中合成,据此可判断f是内质网,h是高尔基体,g是囊泡。［情境］MBR是膜生物反应器的简称,是一种将膜分离装置与生物处理装置有机结合的新型水处理技术。膜分离装置可用于截留生化反应池中的活性污泥和高分子有机物,替代传统的重力沉淀固液分离装置,提高固液分离效率。通过实际应用，发现MBR工艺具有占地面积小、出水水质好等明显优于传统工艺的优点。随着我国城市化建设的深入,对污水处理的要求也越来越高。MBR工艺作为一种高效的污水处理工艺,具有非常广阔的应用前景。探究：（l）MBR技术中的膜分离原理,参照了生物膜的何种功能？提示:控制物质进出。（2）MBR技术中使用的人工膜上可以吸附很多好氧细菌,从而可以加速污水中有机污染物的氧化分解。利用膜作为好氧细菌的载体,模拟了生物膜的何种功能？提示:细胞中的生物膜系统为多种酶提供了附着位点。⑶试提出一种模拟生物膜系统功能,提高污水处理效率的设想。提示:参照细胞中的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。因此可以开发人工膜将污水处理的不同阶段进行空间上的隔离，以提高处理的效率。课堂小结随堂检测1.将3H标记的谷氨酸注入某动物胰腺的腺泡细胞后,细胞中合成物质X并将其分泌到细胞外的过程如图所示,其中的①、②及物质X分别是（A）核糖体一①一②里更二细胞质3土细胞外A.内质网、高尔基体、分泌蛋白B.内质网、线粒体、分泌蛋白C.高尔基体、中心体、胞内蛋白D.内质网、高尔基体、胞内蛋白解析:分泌蛋白的合成、运输过程依次经过核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器,物质X最后分泌到细胞外,属于分泌蛋白。2.细胞内部多数蛋白质生成后被包裹于膜内形成不同囊泡,囊泡在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的“目的地”。BFA蛋白转运抑制剂能够抑制蛋白质从内质网向高尔基体转运。下列说法不正确的是（A）A.囊泡是一种体积微小、种类繁多、可定向运输物质的细胞器B.囊泡能把正确的细胞“货物”运送到正确的“目的地”说明囊泡膜表面有与识别有关的物质C.细胞内部能产生囊泡的结构有内质网、高尔基体以及细胞膜D.BFA