1、第2课时 细胞器之间的协调配合学有目标课标要求必明记在平时核心语句必背1.掌握分泌蛋白的合成和运输过程2.简述生物膜系统的组成和功能3.用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性1.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2.细胞膜、核膜和细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统3.直接相连的生物膜有内质网膜与核膜、内质网膜与细胞膜4.生物膜系统在物质运输、能量转换、信息传递、酶的附着及使细胞内部区域化方面有重要作用【主干知识梳理】一、细胞器之间的协调配合1分泌蛋白的概念及实例(1)概念：在合成后，分泌到起作用的一类蛋白质。(2)实例：、和一部分激素。细胞
2、内细胞外抗体消化酶2分泌蛋白合成和分泌的过程用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径。如图中箭头所示：(1)分泌蛋白首先在游离的中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到上继续其合成过程，再运输到进行再加工，最后经分泌到细胞外。(2)内质网将多肽链加工、折叠成具有一定的蛋白质，高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的。核糖体粗面内质网高尔基体细胞膜空间结构修饰加工(3)分泌蛋白由内质网到高尔基体、由高尔基体到细胞膜是以的形式运输的。(4)分泌蛋白的合成、加工和运输都需要提供能量。二、细胞的生物膜系统1组成：核膜、细胞膜、等结构。2特点(
3、1)各种生物膜的和很相似。(2)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。细胞器膜组成成分结构协调与配合囊泡线粒体3功能(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的，同时在细胞与外部环境进行、能量转化和的过程中起着决定性作用。(2)广阔的膜面积为提供了大量的附着位点，有利于许多化学反应的进行。(3)细胞内的生物膜把分隔开，使细胞内能够同时进行多种，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。内部环境物质运输信息传递多种酶化学反应细胞器【教材微点发掘】1.如图为人体内某种细胞物质的合成和运输过程(参见教材第51页思考讨论)，膜外颗粒状物质为抗体(一种蛋白质)。请据图回答：(1)抗体首先在上合
4、成，加工分泌的过程是 _(填标号)。(2)有人把膜结构组成中的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”，而在其中起重要的交通枢纽作用。(3)分泌蛋白分泌前后，内质网膜的面积会减小，高尔基体膜的面积保持稳定，细胞膜的面积会增大。那么分泌细胞中这三种膜的面积如何保持平衡？提示：细胞膜与内质网膜之间可以直接转化，内质网膜和高尔基体膜之间可以通过囊泡膜间接转化。核糖体囊泡高尔基体2结合教材第53页“图39 内质网膜与细胞膜、核膜的联系”回答下列问题：(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
5、上有何关系。间接联系：_。功能关系：_。提示：通过形成囊泡发生结构上的间接联系功能虽然不同，但需要相互协调，共同完成某项生理过程，如分泌蛋白的加工和运输过程教材问题提示思考讨论之分泌蛋白的合成和运输(教材第51页)1分泌蛋白是在核糖体中合成的。2分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。3需要能量，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外的过程也需要能量。这些能量主要是由线粒体通过有氧
6、呼吸提供的。新知探究(一)分泌蛋白的合成和分泌【探究深化】问题驱动1分泌蛋白是指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。下列属于分泌蛋白的是。(填序号)血红蛋白 胰蛋白酶 有氧呼吸有关的酶 抗体 性激素 胰岛素 蚕丝蛋白2下图是分泌蛋白的合成、加工和运输图解，据图回答有关问题：(1)请根据分泌蛋白的合成、加工和运输过程，判断图中甲戊的名称。提示：甲戊分别是核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体。(2)如果氨基酸被放射性同位素标记，在甲戊中是否都能检测到放射性？提示：不是。线粒体仅为该过程提供能量，放射性不会在线粒体中出现。(3)归纳总结与分泌蛋白形成相关的细胞器、细胞结构和膜结构。提示：
7、细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。细胞结构：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。膜结构：内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。重难点拨“三看法”透析分泌蛋白的合成、加工和运输(1)“一看”与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(进一步加工包装)和线粒体(提供能量)。(2)“二看”标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜(胞外)，如图1。(3)“三看”膜面积变化的结果：内质网面积缩小，细胞膜面积增大，如图2和图3。【典题例析】典例用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射
8、性强度的变化曲线(图甲)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(图乙)。下列分析错误的是()A图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体B与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体C图乙中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜D35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体内质网高尔基体细胞膜解析蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行初步加工，内质网再以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此可知 d 为内质网膜；囊泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，被进一步加工的蛋白质再
9、以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜；囊泡与细胞膜融合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的 e 为细胞膜。故选C。答案C延伸思考(1)本题中放射性35S最后出现在哪个细胞器中？提示：高尔基体。(2)本题中含放射性的乳蛋白合成过程中，内质网膜的面积有何变化？提示：内质网由于分泌囊泡到高尔基体，短时间内膜面积会减小。【应用体验】1下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是()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：分泌蛋白在核糖
10、体上合成，然后依次经过内质网、高尔基体、细胞膜排出细胞，在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。该过程需要线粒体提供能量。故选C。答案：C2图甲表示内质网结构放大图，图乙表示胰岛素的合成和分泌过程，图丙表示胰岛素合成和分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜面积的变化。请结合图示回答下列问题：(1)图甲属于内质网的_(填“显微”或“亚显微”)结构模式图。(2)图乙中的结构的名称为_，其在动物细胞中的功能主要包括_。(3)图丙中的曲线_代表图乙的变化。d、e、f代表的膜结构中，通过囊泡转化的是_。解析：(1)从图甲中可清晰看到核糖体，因此图示结构属于内质网的亚显微结构。(2)之后直接是细胞
11、膜，因此是高尔基体。高尔基体在动物细胞中的主要功能是对蛋白质进行加工、分类、包装、转运。(3)在蛋白质的分泌过程中，内质网的膜面积是减小(产生囊泡)的，高尔基体的膜面积先增大后减小(接受囊泡，产生囊泡)，细胞膜的膜面积是增大(接受囊泡)的。内质网与高尔基体(d和f)之间、高尔基体与细胞膜(f和e)之间是通过囊泡转化的。答案：(1)亚显微(2)高尔基体 对蛋白质加工、分类、包装、转运(3)dd和f，f和e新知探究(二)细胞的生物膜系统【探究深化】问题驱动1结合下面几种生物膜的化学成分，分析以下问题生物膜蛋白质/%脂质/%糖类/%人红细胞膜49438大鼠肝细胞核膜59352.9内质网膜6733含量
12、很少线粒体外膜5248含量很少线粒体内膜7624含量很少(1)相似性：各种生物膜在组成成分上基本相同，都主要由_组成。(2)差异性：各种生物膜在组成成分的上有显著差异，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，的种类和数量越多。种类蛋白质和脂质含量蛋白质2结合图解分析细胞内各种膜结构之间的联系(1)该图解说明各种生物膜在结构上，其间接联系是以的形式实现的。(2)在功能上的联系：在分泌蛋白合成、加工、运输、分泌等过程中，各细胞器之间。蛋白质相互联系囊泡协调配合重难点拨1构建细胞的生物膜系统概念模型2用系统的观点理解细胞是一个统一的整体细胞的系统性不仅体现在各结构的分工与合作，还体现
13、在细胞中存在着骨架系统、膜系统等子系统。细胞通过各部分之间的分工及各组合间的协调配合形成一个有机的整体。【典题例析】典例1(2020大庆实验中学期中)下列对生物膜系统的叙述，正确的是()A各种生物膜在结构和化学组成上完全相同B线粒体、叶绿体、核糖体等都属于生物膜系统C生物膜把细胞质分为多个微小的结构，使多种化学反应同时进行，互不干扰D细胞膜是由磷脂分子、蛋白质分子和糖类等物质组成的双层膜结构解析各种生物膜的化学组成相似，基本结构相同，A错误；在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。核糖体为无膜结构，不属于生物膜系统的组成，B
14、错误；细胞膜是单层膜结构，D错误。答案C典例2 下面为细胞的生物膜系统概念图，据图判断下列叙述正确的是()A图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器B若d是叶绿体，则存在于所有植物细胞中C图中p一定是线粒体的内膜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、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是细胞器膜，c是细胞膜。并不是所有的植物细胞中都有叶绿体。线粒体有外膜和内膜。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是具膜小泡(囊泡)。故选D。答案D易错提醒正确认识生物膜系统的范围(1)生物膜
15、系统主要针对真核细胞而言，是细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。(2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。【应用体验】1细胞内不同膜结构之间互相转化，以“囊泡”方式进行的是()核膜和内质网膜 高尔基体膜和细胞膜内质网膜和高尔基体膜 细胞膜和线粒体膜ABCD解析：细胞内的膜结构之间可直接或间接相互联系。内质网膜可以直接与细胞膜和核膜相连；有的细胞的细胞膜可以直接与线粒体膜相连；内质网通过形成囊泡与高尔基体膜相连；高尔基体通过形成囊泡再与细胞膜相连。故选A。答案：A2如图为小肠
16、细胞结构示意图，请回答下列问题。(1)图中具有双层膜结构的细胞器是_(填名称)。图中属于生物膜系统的细胞器是_(填名称)。(2)在分泌蛋白合成与分泌时，先后有哪些细胞结构直接参与此过程_(请用名称和箭头表示)。(3)结构的作用是_。和之间通过_(填“直接”或“间接”)相连的方式相互转化。解析：(1)细胞中具有双层膜结构的细胞器包括线粒体和叶绿体，因为图示细胞为动物细胞，所以只是线粒体。(2)分泌蛋白合成与分泌的流程：核糖体内质网高尔基体细胞膜。(3)处的细胞膜曲折变形，增大了膜面积。和之间的联系是直接相连，因此它们之间可以直接转化。答案：(1)线粒体 线粒体、高尔基体、内质网(2)核糖体内质网
17、高尔基体细胞膜(3)扩大细胞膜的面积 直接科学思维同位素标记法及其应用(一)同位素及其特点在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O,12C与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。(二)同位素标记法1原理：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。2同位素标记法的一般研究过程3同位素标记法的应用(1)标记某元素，追踪其转移途径，如用18O分别标记CO2和H2O中的O探究光合作用中产生的O2来源于水。(2)标记特征元素，探究化合物的作用，如分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明DNA是其遗传物质。(3)标记特征化合物，探
18、究详细的生理过程，研究生物学原理，如同位素标记分泌蛋白的合成和运输过程。【素养评价】1如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为()ABCD解析：分泌蛋白合成和分泌经过的结构依次为核糖体内质网高尔基体细胞膜。题图示中为核膜，为核糖体，为内质网，为高尔基体，为细胞膜。故选A。答案：A2科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是()A形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C高尔基体具有运输分泌蛋白的作用D分泌蛋白合成过程中不需要能量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：分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质，其合成路径可以表示为：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；高尔基体与内质网和细胞膜之间以囊泡的形式相联系，而并非直接相连；分泌蛋白合成过程中主要由线粒体提供能量。故选C。答案：C
