浙科版必修1第二章第五节细胞在结构和功能上是一个统一整体学案

第五节细胞在结构和功能上是一个统一整体1.比较生物膜系统中不同类型膜结构的特点,并分析各种膜的功能。2.通过分析分泌蛋白的产生过程,明确细胞中不同膜结构的联系。1.归纳、概括生物膜的组成类型,提炼分析生物膜系统的概念,认同细胞中不同膜成分存在结构上的联系,形成结构与功能观。2.基于辩证性思维,分析细胞中各结构之间的关联,明确细胞结构和功能的统一性,培养科学思维能力。一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起1.生物膜系统组成细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。2.生物膜特点(1)生物膜中,面积最大的结构是内质网,它是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。(2)生物膜具有一定的流动性,各组分之间可以通过囊泡相互转化。(3)囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源,从而实现膜成分的更新。如图为细胞中生物膜系统的概念图,A～F为结构名称(C、D均为双层膜),①②代表分泌蛋白的转移途径。思考并回答以下问题。(1)A、B结构的名称分别是什么?未能在图中表示出来的具膜细胞器有哪些?提示:A结构表示核膜,B结构表示细胞膜。未能在图中表示出来的具膜细胞器有液泡和溶酶体等。(2)①②过程的膜融合体现了生物膜的什么特点?提示:生物膜具有流动性。二、细胞内各结构协调配合,共同执行生命活动1.分泌蛋白的概念(1)合成场所:在核糖体产生。(2)作用场所:分泌到胞外发挥作用。(3)实例:如抗体、消化酶和一部分激素。2.蛋白质的合成与分泌(1)研究方法:放射性同位素示踪法。(2)合成与分泌过程:分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是e→c→b→a(用图中字母序号和箭头表示)。3.囊泡与物质运输(1)运输物质类型。①一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等,参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能。②另一类是囊泡包裹的内含物,如一些激素、酶等,这些物质有的被分泌到细胞外,有的参与细胞内大分子物质的降解等。(2)运输特点。①囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合(囊泡定向运输的关键)。②囊泡运输需要多种信号分子和细胞骨架的参与。4.生物膜系统存在的意义(1)大大提高细胞内物质运输的效率,加强各组分间的交流。(2)使细胞具有相对独立的空间,保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。(3)广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点,为多种化学反应顺利进行提供了有利条件。若如图表示某动物细胞生物膜系统各结构之间的紧密联系,图中数字表示细胞器或其他细胞结构。请尝试说出图示中①②③的名称。提示:①表示高尔基体,②表示内质网,③表示细胞核。[自主学习检测]——教材基础熟记于心1.细胞内各种膜的结构基础都是磷脂双分子层。(√)2.细胞内不同细胞器之间一般不存在联系,独立发挥作用。(×)提示:细胞内不同细胞器之间存在直接或间接的联系,如内质网与高尔基体之间可以通过囊泡相连。3.不同膜中蛋白质的种类相同,体现了生物膜的结构和功能的统一。(×)提示:不同细胞器的膜上具有特定功能蛋白质,以实现其特定功能。4.生物膜系统指生物体内的所有膜结构。(×)提示:生物膜系统指真核细胞内的所有膜结构。5.细胞内不同膜结构的存在,使细胞内部区域化,保证反应高效、有序地进行。(√)6.因为动物细胞中不存在叶绿体,因此线粒体和叶绿体是完全没有联系的两种细胞器。(×)提示:植物细胞内线粒体与叶绿体在细胞的能量转化上具有功能联系,如叶绿体制造有机物,线粒体消耗有机物。任务一辨析生物膜与生物膜系统[任务突破1]理解生物膜系统(1)生物膜系统是真核细胞内所有膜结构的统称,而不是生物体内所有膜结构的统称,如视网膜和肠系膜不属于生物膜系统。(2)内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可通过囊泡实现相互转化,从而实现膜成分的更新。(3)原核细胞仅具有细胞膜,不具有其他膜结构,因此原核细胞具有生物膜,但不具有生物膜系统。[迁移应用][典例1-1]下列关于生物膜及生物膜系统的叙述,错误的是(B)A.真核细胞和原核细胞都有生物膜,但生物膜系统只存在于真核细胞中B.在菠菜根尖分生区的细胞中具有双层膜的细胞器能利用光能合成糖类C.消化酶的加工分泌过程说明生物膜在结构和功能上具有一定的连续性D.生物膜系统使细胞可同时进行多种反应,提高了生命活动的效率和有序性解析:真核细胞的生物膜系统是由细胞器膜、核膜和细胞膜共同构成的。原核细胞有细胞膜,无核膜和细胞器膜,无生物膜系统;在菠菜根尖分生区的细胞中具有双层膜的细胞器是线粒体,线粒体是需氧呼吸的主要场所;消化酶的加工分泌过程与内质网、高尔基体、线粒体有关,说明生物膜在结构和功能上具有一定的连续性;生物膜系统将细胞隔成小的“区室”,使细胞可同时进行多种反应,提高了生命活动的效率和有序性。[任务突破2]与囊泡有关的知识归纳[迁移应用][典例1-2]近年有科学研究发现:囊泡运输是细胞内极其重要的运输方式,具有高度的组织性、方向性和精确性。下列关于囊泡的叙述,错误的是(C)A.囊泡与特定部位膜的融合,可以实现膜成分的更新B.分泌蛋白的进一步加工需借助囊泡由粗面内质网运到高尔基体C.磷脂和胆固醇在光面内质网上合成后,不需要借助囊泡运输D.细胞中衰老细胞器可被内质网包裹形成囊泡与溶酶体结合解析:囊泡与特定部位膜的融合存在细胞膜成分的转化,故囊泡与特定部位膜的融合,可以实现膜成分的更新;分泌蛋白需借助囊泡由粗面内质网运到高尔基体,在高尔基体中进一步加工;磷脂和胆固醇在光面内质网上合成后,需要借助囊泡运输;细胞中衰老细胞器可被内质网包裹形成囊泡与溶酶体结合,被溶酶体内的水解酶分解。任务二生物膜系统与细胞内各结构的协调配合[任务突破1]1.构建分泌蛋白的形成过程模型2.分泌蛋白形成过程中膜面积的变化[迁移应用][典例2-1]如图为分泌蛋白从合成到排出细胞的全过程,下列有关叙述不正确的是(D)A.分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成的B.图中①②③分别表示内质网、高尔基体和囊泡C.④代表的结构是线粒体D.图中表示的过程在原核细胞中也能进行解析:分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成的,游离在细胞质基质中的核糖体合成胞内蛋白;由此可见,图中①②③分别表示内质网、高尔基体和囊泡;④代表的结构是线粒体,线粒体通过需氧呼吸为生命活动提供能量;原核细胞只有核糖体一种细胞器,没有内质网和高尔基体,不会发生图示过程。[典例2-2]用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞,测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示,此过程中有关的生物膜面积的变化如图乙所示。下列有关叙述错误的是(D)A.图甲中b曲线和图乙中d曲线所指的细胞结构是内质网B.图甲中c曲线和图乙中f曲线所指的细胞结构是高尔基体C.图乙中e曲线所指的细胞结构是细胞膜,基本骨架是磷脂双分子层D.图甲中a曲线所指的细胞结构是核糖体,分泌的乳蛋白是由游离在细胞溶胶中的核糖体合成的解析:分泌蛋白形成过程中,放射性出现的顺序是核糖体→内质网→高尔基体,膜面积的变化是内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积增大,故图甲中b曲线和图乙中d曲线所指的细胞结构是内质网;图甲中c曲线和图乙中f曲线所指的细胞结构是高尔基体;图乙中e曲线所指的细胞结构是细胞膜,基本骨架是磷脂双分子层;分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成。[任务突破2]归纳总结各种生物膜之间的联系(1)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,这与不同的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就越多,具识别功能的糖蛋白含量也多。(2)在结构上的联系。(3)在功能上的联系:分泌蛋白合成、加工、运输过程,体现了各种细胞器之间的协调配合。[迁移应用][典例2-3]一种细胞器的部分生物膜转移到另一细胞器的方式是(D)