【新教材】高中生物人教版必修1课件第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

第2课时细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统问题一:细胞器之间如何协调配合完成分泌蛋白的合成和运输?1.分泌蛋白:(1)概念:指有些在_______合成后,分泌到_______起作用的蛋白质。(2)实例:如消化酶、_____和一部分_____。2.分泌蛋白的合成与运输:必备知识自查细胞内细胞外抗体激素问题二:什么是生物膜系统?生物膜的结构特点与功能是什么?1.组成:在细胞中,_______________________等结构,共同构成生物膜系统。2.结构特点:各种生物膜的_________和_____很相似,在_____和_____上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。3.功能:(1)细胞膜不仅使细胞具有一个_________的内部环境,同时在细胞与外部环境进行_________、_________和信息传递的过程中起着决定性作用。细胞器膜和细胞膜、核膜组成成分结构结构功能相对稳定物质运输能量转换(2)广阔的膜面积为_______提供了附着位点,有利于许多重要化学反应的进行。(3)生物膜把各种_______分隔开,使细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会__________,保证了细胞生命活动___________地进行。多种酶细胞器互相干扰高效、有序

探究点一细胞器之间的协调配合1.分泌蛋白的判断(生命观念):(1)下列物质中属于分泌蛋白的是:_______。①血红蛋白②抗体③消化酶④呼吸酶⑤性激素⑥胰岛素(2)判断分泌蛋白的要点:由起作用的场所看:在_______起作用。2.分泌蛋白的合成和运输(生命观念、科学思维):关键能力生成②③⑥细胞外【图表情境】下图为分泌蛋白合成和运输的图示:据图探究:(1)用图中的序号及箭头写出分泌蛋白合成和运输依次经过的结构。提示:⑤→③→②→①。(2)与分泌蛋白合成、加工和分泌有关的细胞器:__________________________________。核糖体、内质网、高尔基体、线粒体3.相关膜面积的变化(生命观念、科学思维):【图表情境】如图表示在分泌蛋白合成和运输过程中内质网膜、高尔基体膜、细胞膜三种膜面积大小的变化,请据图回答下列问题。写出序号①②③和字母A、B、C分别代表的相关结构。①_________;②_______;③___________。A._________;B.___________;C._______。内质网膜细胞膜高尔基体膜内质网膜高尔基体膜细胞膜

【探究总结】分泌蛋白的合成、加工与运输过程【典题训练】科学家用含3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡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 (

)A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网中合成B.高尔基体膜向内与内质网膜相连,向外与细胞膜相连C.高尔基体能对蛋白质进行初步折叠、组装,形成比较成熟的蛋白质D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体膜形成细胞结构附有核糖体的内质网高尔基体靠近细胞膜的囊泡时间/min317117【解析】选D。形成分泌蛋白的多肽最早是在内质网上的核糖体中合成的,A项错误;高尔基体膜不与内质网膜和细胞膜直接连接,是通过囊泡膜的转化发生联系,B项错误;高尔基体具有对来自内质网的蛋白质进一步修饰加工的作用,C项错误;分泌蛋白的分泌过程中,靠近细胞膜的囊泡是由高尔基体膜形成的,D项正确。

【补偿训练】

1.如图为人体内某种细胞物质的合成和运输过程,膜外颗粒状物质为抗体(一种蛋白质)。请据图回答:(1)抗体首先是由

合成的,加工分泌的过程是③→

→

→⑥→⑦(填标号)。(2)有人把膜结构组成中的[⑥]

比喻为深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而[④]

在其中起重要的交通枢纽作用。(3)在抗体的合成、加工和运输过程中,需要的能量主要是由[

]

提供的。【解题指南】解答本题的关键:(1)明确分泌蛋白是由哪种核糖体合成的。(2)明确高尔基体起重要的交通枢纽作用。【解析】(1)抗体属于分泌蛋白,其合成和运输过程为游离核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→细胞外。(2)细胞内由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,高尔基体起重要的交通枢纽作用。(3)在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中,需要消耗能量,主要由线粒体供给。答案:(1)游离核糖体②

④(2)囊泡高尔基体(3)[⑤]线粒体

2.(2021•合肥高一检测)“瘦肉精”是一类动物用药,在中国主要指克伦特罗(C12H18Cl2N2O),与肾上腺素有类似作用。“瘦肉精”被猪食用后,促进瘦肉生长,抑制动物脂肪生长,但能使人中毒。据此推测,瘦肉精最终对细胞的作用很可能是 (

)A.使核糖体的活动减弱,使某些内质网的活动加强B.使核糖体的活动加强,使某些内质网的活动减弱C.使高尔基体的活动减弱,使溶酶体的活动加强D.使高尔基体的活动加强,使溶酶体的活动减弱【解析】选B。根据题干信息,“瘦肉精”被猪食用后,促进瘦肉生长,抑制动物脂肪生长,但能使人中毒。瘦肉是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,促进瘦肉生长,故核糖体的活动加强。脂肪的合成场所是内质网,抑制动物脂肪生长,故某些内质网的活动减弱。探究点二细胞的生物膜系统1.生物膜系统的概念解读(生命观念):结合生物膜系统的概念,判断下列哪些属于生物膜系统,并写出判断的依据。①核膜②液泡膜③细胞膜④小肠黏膜⑤高尔基体形成的囊泡属于生物膜系统的有:_________。判断依据:___________________________________________________________________________________________。2.生物膜在结构和功能上的联系(生命观念、科学思维):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,⑤是高尔基体膜形成的,也属于生物膜系统①②③⑤【图表情境】下图表示内质网膜与细胞膜、核膜的联系,探讨下列问题:(1)结合上图,用箭头表示出三种生物膜在结构上的直接联系:________________________。(2)分析内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上是如何间接联系的,并说明在功能上有何关系。①间接联系:_________________________________________。②功能关系:_________________________________________________。细胞膜↔内质网膜↔核膜内质网膜高尔基体膜细胞膜内质网膜、高尔基体膜、细胞膜既各有分工,又协调配合囊泡囊泡【探究总结】各种生物膜间的联系(1)生物膜系统:(2)在化学成分上的联系:各种生物膜组成成分相似,均由脂质、蛋白质和少量糖类组成,但每种成分所占的比例不同。(3)在结构上的联系:(4)在功能上的联系:在分泌蛋白的合成和分泌过程中,各种生物膜既有明确的分工,又有密切的联系。【典题训练】1.如图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是 (

)A.①②④属于生物膜系统B.结构③能增大细胞膜的面积C.⑤具有选择透过性,而⑥具有全透性D.细胞膜不同部位的化学成分和功能相同【解析】选B。图中④表示中心体,中心体没有膜结构,不属于生物膜系统,A错误;③微绒毛是上皮细胞游离面的胞膜和胞质向外伸出的细小的指状突起,能增加细胞的表面积,提高细胞的吸收功能,B正确;⑤核膜具有选择透过性,⑥核孔也具有选择性,不是所有物质都能任意通过核孔,如DNA分子不能出细胞核,C错误;细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异,如小肠上皮细胞游离面的细胞膜所含蛋白质较多,主要和其吸收功能相适应,D错误。2.有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是 (

)A.蓝细菌和绿藻的细胞膜基本组成成分不同B.真核细胞中不同生物膜之间不能相互转化C.膜蛋白的合成不需要消耗能量D.内质网膜与核膜的外膜在结构上直接相连【解析】选D。蓝细菌和绿藻的细胞膜基本组成成分相同,都是脂质和蛋白质,A项错误;真核细胞中不同生物膜之间可以相互转化,B项错误;蛋白质的合成需要消耗能量,C项错误;内质网膜与核膜的外膜在结构上直接相连,D项正确。

【补偿训练】

1.下列关于生物膜系统的叙述,错误的是 (

)A.生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构组成的体系B.内质网增大了细胞内的膜面积,利于酶和核糖体的附着C.生物膜将细胞质区室化,避免多种生化反应相互干扰D.叶绿体的外膜和内膜属于生物膜系统,但其基质中的类囊体不属于生物膜系统【解析】选D。细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统,A正确;内质网是细胞内膜面积最大的细胞器,内质网的存在增大了细胞内的膜面积,为酶和核糖体提供了附着位点,B正确;生物膜将细胞质区室化,避免多种生化反应相互干扰,保证细胞生命活动高效、有序地进行,C正确;叶绿体的外膜、内膜、类囊体都属于生物膜系统,D错误。

2.实验发现,饥饿的原生动物粗面内质网减少,高尔基体的形成停止,用含14C标记的亮氨酸(合成蛋白质的原料)的营养液培养饥饿的原生动物,然后用放射性自显影技术观察生物膜的放射性出现的先后顺序为:内质网(2min),高尔基体(5min),细胞膜(42min)。对以上实验结果所作出的分析不正确的是 (

)A.高尔基体膜是由内质网膜转化的B.蛋白质是生物膜的组成成分C.内质网和高尔基体均与蛋白质的合成和加工有关D.生物膜在结构上是相互联系的【解题指南】解答本题关键点:明确内质网、高尔基体和细胞膜三种膜结构之间的联系。【解析】选B。由题意知,饥饿的原生动物粗面内质网减少,高尔基体的形成停止,由此可以推出高尔基体膜是由内质网膜转化的,A正确;该实验没有对细胞膜的组成成分进行研究,因此不能得出蛋白质是生物膜的组成成分的结论,B错误;内质网和高尔基体均与蛋白质的合成和加工有关,C正确;14C放射性先后出现在不同的生物膜上,内质网、高尔基体、细胞膜的成分发生了转化,故它们在结构上是相互联系的,D正确。

【科技情境】人胰岛素是一种由两条多肽链(A链和B链)组成的蛋白质。胰岛素合成时,最初在胰岛B细胞内的附着核糖体上形成的是一条单链多肽———前胰岛素原,其进入内质网腔后,信号肽酶切除信号肽形成胰岛素原,后者被运输至高尔基体,在高尔基体中切除连接序列(C链)形成A链和B链,然后通过二硫键将两者结合形成有生物活性的胰岛素。现代技术利用基因工程,将人的胰岛素基因导入大肠杆菌,利用发酵工程让大肠杆菌生产人的胰岛素。情境素养探究探究:(1)参与胰岛素合成的有哪些细胞器?胰岛素空间结构是在哪里形成的?提示:参与胰岛素合成和加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体。胰岛素的空间结构是在内质网中形成的。(2)大肠杆菌菌体内能合成有活性的人的胰岛素吗?为什么?提示:不能。大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体,不能合成有生物活性的(即加工成熟的)胰岛素。

【科技情境】美国科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·祖德霍夫,因他们发现细胞的囊泡运输调控机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。细胞生命活动依赖于细胞内的运输系统。所谓囊泡运输调控机制,是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜,而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡通过与目标细胞膜融合,在神经细胞指令下可精确控制荷尔蒙、生物酶、神经递质等分子传递的恰当时间与位置。例如,对控制血糖具有重要作用的胰岛素,正是借由囊泡进行精确传递并最终释放到血液中。探究:(1)囊泡可以由哪些细胞器产生?它的成分是什么?提示:囊泡可以由内质网和高尔基体“出芽”’产生,它的主要成分是脂质和蛋白质分子。(2)囊泡属于生物膜系统吗?囊泡可精确地控制某些分泌蛋白传递的恰当时间与位置,体现了囊泡的什么功能?提示:属于。体现了囊泡控制物质进出细胞(或信息交流)的功能。1.(2021·昆明高一检测)细胞器之间既彼此分工,又协调配合,下列关于细胞器之间协调配合的说法,正确的是

。

①原核细胞细胞器种类少,因此无法正常进行各项生命活动②细胞中一种细胞器的功能,不能被另一种细胞器替代③内质网的膜成分可以直接成为高尔基体膜的一部分④在联系各种细胞器方面,高尔基体相当于交通枢纽⑤细胞质中游离的核糖体合成的蛋白质,其分泌过程不需要经过高尔基体课堂素养达标【解析】原核细胞虽然只有核糖体一种细胞器,但可以正常进行各项生命活动,①错误。细胞器之间存在着明确的分工,细胞中一种细胞器的功能,不能被另一种细胞器替代,②正确。内质网膜与高尔基体膜之间的转化是通过囊泡,不能直接转化,③错误。高尔基体可以接收囊泡,也可以分泌囊泡与细胞内的其他结构相联系,相当于交通枢纽,④正确。细胞质中游离的核糖体合成的蛋白质其分泌过程需要经过高尔基体,⑤错误。答案:②④2.人类的糖尿病分为Ⅰ、Ⅱ两种类型,其中Ⅰ型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致。胰岛细胞中,与胰岛素合成和分泌有关的一组细胞器是 (

)A.核糖体、内质网、高尔基体、中心体B.核糖体、内质网、溶酶体、高尔基体C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体D.核糖体、溶酶体、高尔基体、中心体【解析】选C。胰岛细胞分泌的胰岛素属于一种分泌蛋白,结合分泌蛋白的合成和分泌过程可知,与胰岛素合成和分泌有关的一组细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。3.内质网内连核膜、外连细胞膜的结构特点适于 (

)A.参与细胞内某些代谢反应B.提供核糖体附着的支架C.提供细胞内物质运输的通道D.扩展细胞内膜面积,有利于酶的附着【解析】选C。根据题意,“内质网内连核膜、外连细胞膜”,说明内质网提供了细胞内物质运输的通道,故选C。4.分泌蛋白等物质的形成需要多种细胞器或细胞结构的参与,下列说法不正确的是 (

)A.高尔基体与抗体的形成有关B.内质网与蛋白质和脂质的形成有关C.抗体的产生与游离核糖体有关D.生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜【解析】选C。高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,抗体属于分泌蛋白,A正确。粗面内质网上的核糖体参与蛋白质的合成与初步加工,光面内质网与脂质的合成有关,B正确。抗体是分泌蛋白,在内质网上的核糖体中合成,C错误。生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,D正确。5.(2020·江苏高考改编)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述,正确的是 (

)A.根据细胞代谢需要,线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C.人体胰腺外分泌细胞中内质网较少D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关【解析】选A。本题主要考查了细胞器的功能。线粒体是细胞的“动力车间”,根据细胞代谢的需要,线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖,A正确;细胞质基质中含有RNA,不含DNA,而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA,所含核酸种类不同,B错误;内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道,胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液,细胞中的内质网数量较多,C错误;分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体合成的,高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关,D错误。6.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②①③④⑤⑥⑦部位。请据图回答下面的问题:(1)图中①④⑥分别代表的结构是

、

、

。

(2)图中⑦是

,是由②

和①

合成一段肽链后,再转移到④

进行加工,请举出⑦的一个具体实例,如

。

(3)①的功能是

。③⑤都叫

,分别由图中的

和

形成。

(4)④的功能是

。

(5)⑦的合成、加工、运输过程所需的大量能量由[

]

供给。

(6)由此可以看出,细胞内的生物膜在

和

上有一定的连续性。

【解析】(1)由题图细胞器的形态可知,①是内质网,④是高尔基体,⑥是细胞膜。(2)⑦是分泌到细胞外的分泌蛋白;分泌蛋白首先在核糖体上由氨基酸经过脱水缩合形成,然后转移到内质网进行加工;消化酶、抗体、胰岛素等都是分泌蛋白。(3)粗面内质网的功能是进行蛋白质的合成、加工和运输;③是来自内质网的囊泡,⑤是来自高尔基体