3.2 细胞器的分工合作（第三课时）-2024-2025学年高一生物上学期同步授课课件（2019人教版必修1）

第3章 细胞的基本结构 第2节 细胞器之间的分工合作(第三课时) 课 型： 授课人： likezhisheng 问题探讨 【学习目标】 1. 掌握分泌蛋白的合成和运输过程。 2. 简述细胞生物膜系统的组成和功能。 likezhisheng 核糖体是蛋白质合成的场所 内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道 高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”和“发送站” 三种细胞器之间是否存在某种协作？ likezhisheng 问题探讨 分泌蛋白 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素。 项目 分泌蛋白 胞内蛋白 不同点 作用部位 分泌到细胞外起作用 在细胞内起作用 合成部位 附着在内质网的核糖体上 在游离的核糖体上合成 举例 消化酶、抗体和一部分激素(如生长激素、胰岛素)等 血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶 相同点 基本单位都是氨基酸，都是在核糖体上合成多肽链，都起始于细胞质中游离的核糖体 一、分泌蛋白的合成和运输 likezhisheng 囊泡运输引起科学家的关注主要开始于20世纪60年代，乔治.帕拉德等发现，细胞分泌的蛋白需要先进入内质网，再进入高尔基体，然后再分泌到细胞外，该细胞分泌的重大发现，使他获得了1974年诺贝尔生理学或医学奖。尽管如此，该分泌途径的细节依然不清楚。 1975年，甘特尔.布洛贝尔进一步提出了分泌蛋白进入内质网的信号肽学说，并因此获得了1999年诺贝尔生理学或医学奖。 2013年诺贝尔生理学或医学奖：美国科学家JamesE. Rothman、Randy W. Schekman和德国科学家Thomas C. Südhof共同获奖。 获奖理由：发现细胞的囊泡运输调控机制。 科学家对分泌蛋白的研究多次获得诺贝尔奖 一、分泌蛋白的合成和运输 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 实验过程： ① 实验材料：豚鼠的胰腺腺泡细胞 ② 实验技术：同位素标记法 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和18O，12C和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。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。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。 likezhisheng 生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；比如：用3H标记亮氨酸。有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 红点代表被标记的分泌蛋白 附有核糖体的内质网 高尔基体 囊泡、释放到细胞外的分泌物中 用3H标记亮氨酸 蛋白质的合成和运输过程 追踪 一、分泌蛋白的合成和运输 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 游离核糖体 粗面内质网 肽链与核糖体转移到粗面内质网 高尔基体 细胞膜 出芽形成囊泡 出芽形成囊泡 合成一段肽链 加工成具有一定空间结构的蛋白质 进一步加工修饰为成熟蛋白质 分泌特定功能蛋白质 线 粒 体 供 能 生物 膜 流 动 性 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 (1)分泌蛋白的形成过程示意图 图A中①②③④⑤依次表示核膜、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜； 图B中①②③④⑤⑥⑦⑧依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、分泌蛋白和线粒体。 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 该过程的研究手段是同位素标记法，将待观察的细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养，放射性最先出现在核糖体，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。 (2)放射性强度变化坐标图 核糖体 内质网 高尔基体 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 思考：分泌蛋白合成与分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生什么样的变化？ 膜面积 时间 前 后 O 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜 图甲 膜面积 O 时间 内质网膜 细胞膜 图乙 高尔基体膜 在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小（只发出囊泡），高尔基体膜面积基本不变（先接受囊泡，后发出囊泡），细胞膜面积相对增大（只接受囊泡）。 likezhisheng 一、分泌蛋白的合成和运输 由此可以看出： 细胞质基质和细胞器及细胞器之间相互依存，密切联系，是一个不可分割的整体。 各种细胞器的结构和功能虽然不同，但他们分工协作，密切配合，共同完成细胞的各种生命活动。 likezhisheng 二、生物膜系统 (1)生物膜：细胞中的细胞膜、核膜、以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都是由膜构成，这些膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，统称为生物膜。 细胞器膜 细胞膜 核膜等 （2）生物膜系统 likezhisheng 1、原核生物和病毒有生物膜系统吗？ 没有，因为原核细胞内的生物膜分化不完善，只有细胞膜，没有核膜及具膜细胞器； 病毒无任何膜结构，所以原核生物和病毒无生物膜系统。 2、生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，还是生物体内各种膜结构的总称？ 是细胞中各种膜结构的总称，比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统。 likezhisheng 二、生物膜系统 （3）各生物膜之间的联系 ①成分上的联系 生物膜组成成分基本相似：均主要由脂质、蛋白质等组成，都具有一定的流动性，体现生物膜系统的统一性。 每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的差异性。 ②结构上的联系 ③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。 likezhisheng 二、生物膜系统 生物膜系统的功能 1.细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境。 4.将细胞分隔成许多小区室，使各种多种化学反应能够同时进行而不相干干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 2.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。 3.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了附着位点。 likezhisheng 易错提示 (1)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。 (2)一切生物，其蛋白质的合成场所一定是核糖体。 (3)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。(4)经高尔基体加工分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体加工。 (5)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 (6)病毒和原核生物没有生物膜系统。 likezhisheng 二、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。亦有利用人体的生物膜（如腹膜）进行血液净化。 与社会的联系 likezhisheng 判断题 1、分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成。（ ） 2、内质网膜和高尔基体膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分的更新。（ ） 3、内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中。（ ） 4、分泌蛋白质合成后在内质网和细胞质基质中加工。（ ） 5、分泌蛋白的合成和分泌过程中，依次经过的细胞器是核糖体内质网高尔基体细胞膜。( ） 6、线粒体在分泌蛋白分泌过程中起到的作用是提供能量。 ( ） likezhisheng 1.分泌蛋白（如胰蛋白酶）在附着于内质网上的核糖体中合成后，运输方向是（ ） A.内质网→细胞膜→高尔基体 B.高尔基体→内质网→细胞膜 C. 内质网→高尔基体→细胞膜 D. 细胞膜→内质网→高尔基体 C 课堂检测 likezhisheng 课堂检测 D 2.如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是(　　) A、①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体 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 C、a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程 D、图解中的过程在原核细胞中也可以进行 课堂小结 下节提示：细胞核的结构和功能 本课结束 likezhisheng 问题探讨 $$