3.2.2 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

细胞的基本结构 第3章 第2节　细胞器之间的分工合作 第2课时　细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 教材梳理·新知全解 关键能力·合作探究 随堂检测·要点速记 课时作业(十) 目 录 Contents 教材梳理·新知全解 知识点1　细胞器之间的协调配合 细胞内 细胞外 消化酶 抗体 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 游离 粗面 空间结构 修饰加工 返回目录 生物学　必修1 　 知识点2　细胞的生物膜系统 细胞膜 核膜 组成成分和结构 结构和功能 协调配合 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 关键能力·合作探究 返回目录 生物学　必修1 　 探究点1　分泌蛋白的合成和运输 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 探究点2　细胞的生物膜系统 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 随堂检测·要点速记 D 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 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。 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)核糖体：在________的核糖体中以氨基酸为原料合成一段肽链，这段肽链会与核糖体一起转移到________内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内。 (2)内质网：将肽链进行加工、折叠，形成具有一定___________的蛋白质，并运输到高尔基体。 (3)高尔基体：进一步____________蛋白质，并运输蛋白质到细胞膜，起交通枢纽作用。 (4)线粒体：为蛋白质的合成、加工、运输提供能量。 (5)细胞膜(不属于细胞器)：囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 1．生物膜系统的组成和特点 (1)组成：__________和细胞器膜、________等结构。 (2)特点 ①生物膜的__________________很相似。 ②在______________上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的____________。 2．生物膜系统的功能 细胞膜与生物膜一样吗？ 提示　不一样。生物膜是细胞内化学组成相似、基本结构大致相同的膜的统称，包括细胞膜、核膜、细胞器膜等结构。与细胞膜类似，生物膜也由蛋白质、脂质和少量的糖类组成。但是在不同的生物膜中，这三种物质的含量是有差别的，结构也不完全相同。 结合教材P53“图3-9内质网膜与细胞膜、核膜的联系”，回答下列问题： 结合上图，用箭头表示出三种生物膜在结构上的直接联系。 提示　核膜内质网膜细胞膜 1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较 比较项目 胞内蛋白 分泌蛋白 合成场所 游离核糖体 附着在粗面内质网上的核糖体 作用场所 细胞内 细胞外 实例 血红素、与有氧呼吸有关的酶 消化酶、抗体、胰岛素 2.分泌蛋白的形成过程 3．与分泌蛋白的分泌相关的细胞结构及图示解读 (1)相关的细胞结构及其生理作用： ①线粒体是细胞的“动力车间”； ②核糖体是“生产蛋白质的机器”； ③内质网是细胞内蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道； ④高尔基体是对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”； ⑤细胞膜是物质出入细胞的“门户”。 (2)相关图示的解读 ①图甲表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况。图甲不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。高尔基体中放射性元素含量下降与分泌小泡形成的对应关系表示分泌小泡来自高尔基体。 ②图乙和图丙都表示膜面积随时间的变化关系，只是图乙表示的是前后两个时间点，而图丙表示的是一段时间内的变化。在上述过程中，细胞膜的成分均实现了更新。 【例1】 胰腺细胞能够合成并分泌胰蛋白酶原(一种蛋白质)。为研究胰蛋白酶原的合成和分泌过程，将含有放射性同位素3H标记的氨基酸注入某动物的胰腺细胞中，检测该细胞的核糖体与高尔基体中放射性出现的情况，获得如下曲线： (1)图中曲线表明，放射性首先出现的细胞器是____________，在此细胞器上合成的物质是____________，注入的氨基酸是合成该物质的____________。 (2)该实验中，图中放射性出现较晚的细胞器的功能是____________。 (3)除核糖体与高尔基体出现放射性外，有较强放射性出现的细胞器还可能有_________________________________________ ______________________。 (4)蛋白质合成和分泌过程均需____________提供能量，该过程的实现体现了细胞的____________在结构和功能上紧密联系。 (5)该实验所用的科学技术是____________。 解析 (1)氨基酸是合成蛋白质的原料，将含有放射性同位素3H标记的氨基酸注入某动物的胰腺细胞中，被标记的氨基酸首先在核糖体上合成胰蛋白酶的前体胰蛋白酶原。(2)胰蛋白酶原在核糖体上合成后，依次运进内质网、高尔基体进行加工、分类、包装、运输。(3)除核糖体与高尔基体出现放射性外，内质网也会有较强放射性出现。(4)蛋白质的合成和分泌过程均需线粒体提供能量，该过程的实现体现了生物膜系统在结构和功能上的紧密联系。(5)该实验采用了同位素标记法。 答案 (1)核糖体　胰蛋白酶原　原料　(2)加工、包装和运输蛋白质　(3)内质网　(4)线粒体　生物膜系统　(5)同位素标记法 【例2】 (2022·广东)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　) A．线粒体、囊泡 B．内质网、细胞外 C．线粒体、细胞质基质 D．内质网、囊泡 答案　D 解析　线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C项错误；根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B项错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，所以内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白， D项正确。 1．生物膜系统的组成 生物膜系统eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(细胞膜：单层，将细胞与外界环境分隔开,核膜：双层，具有核孔，把核内物质与,　细胞质分开,细胞器膜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(双层膜：叶绿体、线粒体,单层膜：内质网、高尔基体、,　液泡、溶酶体等)))) 2．各种生物膜之间的联系 (1)在化学组成上的联系 ①相似性：各种生物膜的组成成分在种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。 ②差异性：各种生物膜的组成成分在含量上存在显著差异，这与不同生物膜功能的不同有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。 (2)在结构上具有一定的连续性 内质网外连细胞膜，内连核膜，内质网腔还与内外两层核膜之间的腔连通。 (3)在功能上的联系 在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之间协调配合，如图所示： 分泌蛋白的形成与分泌过程体现了细胞器之间的协调配合以及生物膜在功能上的相互联系。 生物膜的内涵 (1)生物膜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、耳膜、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。 【例3】 (2023·6月浙江)囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列相关叙述正确的是(　　) A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 答案　A 解析　细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A项正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B项错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即具有一定的流动性，C项错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D项错误。 【例4】 下列生命活动与生物膜系统无直接关系的是(　　) A．消化酶的加工与分泌 B．高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流 C．绿色植物的光合作用 D．氨基酸的脱水缩合 答案　D 解析　氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上，核糖体是无膜细胞器。 1．人类唾液中含有多种蛋白质，唾液腺细胞中参与合成与分泌蛋白质的细胞器有(　 　) A．内质网、细胞膜 B．核糖体、内质网、高尔基体 C．核糖体、内质网 D．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 2．不同结构的膜之间转化，以“出芽”方式进行的是(　　) A．核膜和内质网膜 B．高尔基体膜和细胞膜 C．内质网膜和细胞膜 D．细胞膜和线粒体膜 答案　B 解析　在细胞中，可以转化的膜是内质网膜、高尔基体膜和细胞膜，而它们互相转化的方式是不同的。内质网膜和细胞膜在结构上是相连的，所以它们之间是直接转化，没有中间过渡形式。内质网膜和高尔基体膜之间由于不直接相连，因此需要由一种中间形式——囊泡来完成转化，而形成囊泡需要经过“出芽”。同样，高尔基体膜和细胞膜之间也不直接相连，也需要以“出芽”方式形成囊泡才能完成膜之间的转化。 3．(2024·1月浙江)浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是(　　) A．SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性 B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 答案　A 解析　SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A项正确；SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链(不是分泌蛋白，不需要内质网、高尔基体加工运输)，如呼吸酶等，B项错误；核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，同时，核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡，C项错误；生长激素通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过该途径合成并分泌，D项错误。 4．下列关于生物膜系统的叙述，正确的是(　　) A．所有的酶都在生物膜上 B．各种生物膜的化学组成和结构相似 C．生物膜系统是生物体内各种膜的统称 D．所有细胞都具有复杂的生物膜系统 答案　B 解析　并不是所有酶都在生物膜上，细胞质基质中也存在催化化学反应的酶，A项错误；虽然各种生物膜上蛋白质含量和种类有所不同，但主要组成成分均为蛋白质和磷脂，结构都符合流动镶嵌模型，B项正确；生物膜系统只是细胞内所有膜结构的统称，而生物体中的膜结构多样，如视网膜、肠系膜等都不属于生物膜系统，C项错误；只有真核细胞才有复杂的生物膜系统，D项错误。 5．如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系，COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答以下问题： (1)分离细胞中细胞器的常用方法是____________，图中溶酶体直接起源于____________(细胞器名称)。 (2)COP Ⅱ被膜小泡负责从甲____________(细胞器名称)向乙运输“货物”。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中，则图中的____________可以帮助实现这些蛋白质的回收。 (3)图中细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时，与靶细胞膜上的受体蛋白(糖蛋白)结合，引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有____________的功能。 (4)分泌蛋白从合成到分泌出细胞，需要经过的具膜细胞器依次是_________________________________________________。 解析 (1)差速离心法是采用逐渐增加离心速度或低速和高速交替进行离心，使沉降速度不同的颗粒在不同的离心速度及不同的离心时间下分批分离，可用于分离各种细胞器。溶酶体起源于细胞中的高尔基体，其中有多种水解酶。(2)COPⅡ是由内质网产生运向高尔基体的被膜小泡，COPⅠ是由高尔基体产生运向内质网的被膜小泡。若定位在内质网中的某些蛋白质偶然掺入到高尔基体中，COPⅠ可以帮助实现这些蛋白质的回收。(3)靶细胞表面的糖蛋白具有识别能力，可与该细胞分泌出的蛋白质结合，体现了细胞膜的信息交流功能。(4)分泌蛋白从合成到分泌出细胞，依次经过核糖体→内质网→高尔基体，其中核糖体是无膜细胞器。 答案 (1)差速离心法　高尔基体　 (2)内质网　COPⅠ (3)进行细胞间的信息交流 (4)内质网、高尔基体 要点速记 1．分泌蛋白是在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素等。 2．分泌蛋白的合成及分泌需要经过的细胞结构依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，成熟的蛋白质在高尔基体中形成，该过程需线粒体提供能量。 3．分泌蛋白运输过程中，内质网、高尔基体和细胞膜通过囊泡相互转化。 4．生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜。 5．生物膜系统在物质运输、能量转化和信息传递过程中起着决定性作用，为多种酶提供大量附着位点，使细胞内部区域化，保证了细胞内的各种化学反应互不干扰，高效、有序地进行。 $$