内容正文:
第3单元 细胞的结构
一轮复习✸必修1:分子与细胞
第2讲 细胞器和生物膜系统
分泌蛋白 胞内蛋白
概念
实例
合成场所
在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质。
消化酶、抗体、一部分激素等。
呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。
(1)辨析分泌蛋和胞内蛋白
核糖体
核糖体
考点三 细胞器的协调配合及生物膜系统
在核糖体上合成的,不需要运输到细胞膜外,只在细胞内起作用
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
1. 分泌蛋白的合成和分泌
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。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。
可用于示踪物质的运行和变化规律。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;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O 等。
同位素标记法的概念:
同位素标记法的应用:
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
1.分泌蛋白的合成和分泌
(2)研究手段:放射性同位素标记法
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
过程:豚鼠的胰蛋白酶(原)是一种分泌蛋白。科学家向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,通过检测放射性依次出现的部位来研究豚鼠胰蛋白酶(原)合成、运输和分泌,实验结果如下图所示。
内质网
高尔基体
细胞膜
核糖体
囊泡
囊泡
核糖体
粗面内质网
高尔基体
细胞膜
形成肽链
出芽形成囊泡
出芽形成囊泡
分泌到细胞外
胞吐的方式
线粒体供能
有一定空间结构的蛋白质
盘曲、折叠、加工
转移
氨基酸脱水缩合
成熟的蛋白质
加工、修饰
特别提醒:在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。
主要细胞器的结构和功能
考点1
内质网:盘旋、折叠,把某些多肽加上糖侧链
高尔基体:将多条多肽链加工成成熟蛋白质,使其有活性
①此过程中相关膜面积的变化:
内质网膜:
高尔基体膜:
细胞膜:
②若用图甲表示放射性物质在不同细胞器上的放射性强度,则a、b、c分别代表的是 。
减小
基本不变
增大
d、e、f分别代表内质网膜,细胞膜、高尔基体膜。
核糖体,内质网,高尔基体
主要细胞器的结构和功能
考点1
1.分泌蛋白的合成和分泌
作者 (A) -
例1:图甲表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程,①、②、③表示细胞器。
某同学用放射性元素标记某种氨基酸,追踪图甲过程中不同时间放射性元素在细胞部分结构中的分布情况,如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.图甲中①、②、③分别表示内质网、高尔基体、线粒体
B.在图甲中③为双层膜结构
C.若图乙中曲线1表示图甲中①中放射性元素分布情况随追踪时间的变化规律,则图乙中的曲线2可表示图甲中②中放射性元素分布情况随追踪时间的变化规律
D.图甲中的过程在原核细胞中也可以进行
D
主要细胞器的结构和功能
考点1
7
主要细胞器的结构和功能
考点1
命题情境阅读:核糖体与内质网之间的识别
信号肽假说认为,经典的蛋白质的分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新生肽被引导至内质网后(如图所示),继续合成肽链,结束后其信号肽被切除,核糖体脱落;肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体,最后经细胞膜分泌到细胞外。
(1)信号肽假说认为,分泌蛋白首先在 上合成,当多肽链延伸一段序列后,肽链一端的 与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的DP结合,将核糖体—新生肽引导至内质网。根据假说可推测,细胞内的两种核糖体 (填“能”或“不能”)相互转化;内质网膜上的易位子属于一种 。
游离的核糖体
信号肽
能
通道蛋白
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主要细胞器的结构和功能
考点1
命题情境阅读:内质网和高尔基体之间的识别
细胞产生的蛋白质被包裹于膜泡中形成囊泡,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(如图1所示),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
9
主要细胞器的结构和功能
考点1
命题情境阅读:内质网和高尔基体之间的识别
(2)COPⅡ被膜小泡负责从 (细胞器名称)向 (细胞器名称)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2中的
可以帮助实现这些蛋白质的回收。
内质网
高尔基体
COPⅠ被膜小泡
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主要细胞器的结构和功能
考点1
命题情境阅读:囊泡运输与信息交流
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞,主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别,锚定、融合并进行囊泡运输。
(3)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中的内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中的内质网和高尔基体间积累了大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因编码的蛋白质的功能分别是: 。
Sec12基因编码的蛋白质参与内质网形成囊泡的过程,
Sec17基因编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合
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主要细胞器的结构和功能
考点1
情境突破训练
1.(2025·八省联考河南卷)植物可通过细胞自噬实现自清洁和胁迫应答。在自噬过程中,受损蛋白质或细胞器被膜包裹后形成自噬小体,自噬小体与液泡融合进而完成内容物的降解和利用。下列推测错误的是( )
A.内质网可以为植物自噬小体的膜结构提供原材料
B.植物自噬小体的锚定和运输与细胞骨架密切相关
C.液泡中含有多种水解酶,有类似于溶酶体的功能
D.钠盐胁迫下,植物减弱细胞自噬活动以维持生存
D
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主要细胞器的结构和功能
考点1
情境突破训练
2.(2024·山东济南一模)1972年两位科学家对蛋白质的分选机制进行了研究。他们用分离纯化的核糖体在无细胞体系中用编码免疫球蛋白(IgG)轻链的mRNA指导合成多肽链,发现合成的多肽链比分泌到细胞外的成熟的免疫球蛋白在N端有一段多出的肽链片段(P)。若添加粗面内质网,翻译的产物长度与活细胞分泌的多肽链相同,且不含肽链P片段。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.细胞内IgG轻链的合成起始于附着在内质网上的核糖体
B.细胞内合成IgG过程中肽链P在粗面内质网内被剪切
C.肽链P可能参与IgG肽链进入粗面内质网
D.若肽链P功能缺失,则蛋白IgG将无法分泌到细胞外
A
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(1)组成: 、细胞器膜和 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
思考:
1、原核生物有生物膜系统么?
原核生物只有生物膜而无生物膜系统
2、真核核生物都有有生物膜系统么?
哺乳动物成熟红细胞
3、口腔黏膜、胃粘膜是生物膜系统么?
注:生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
2.生物膜系统
细胞膜
核膜
生物膜 蛋白质(%) 脂质(%) 糖类(%)
人红细胞膜 49 43 8
大鼠肝细胞核膜 59 35 2.9
内质网膜 67 33 很少
线粒体外膜 52 48 很少
线粒体内膜 76 24 很少
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
(2)各生物膜的联系
2.生物膜系统
相似性:
主要都是由蛋白质和脂质组成。
①成分上
差异性:
每种组分所占的比例不同,功能越复杂,蛋白质种类和数量越多。
a.各种生物膜在结构上大致相同,都是由 构成基本支架,蛋白质分子分布其中,大多数具有 性。
磷脂双分子层
流动
②结构上
b.在结构上具有一定的连续性,如图所示:
内质网膜
细胞膜
a.生物膜都具有选择透过性
b.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:
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
(2)各生物膜的联系
③功能上
生物膜都具有选择透过性(线粒体内膜上有运输丙酮酸的载体)
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化,保证生命活动高效、有序地进行
功能②
生物膜系统
核膜
细胞器膜
双层膜
单层膜
线粒体膜、叶绿体膜
内质网膜、高尔基体膜、
溶酶体膜、液泡膜等
细胞膜
双层膜,
细胞核的边界
单层膜、
细胞的边界
功能①
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
功能③
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点2
1.(2020·江苏,3)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.人体未分化的细胞中内质网非常发达,而胰腺外分泌细胞中则较少
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
A
习题检测
考点2
2. 分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.葡萄糖进入甲分解为CO2和H2O
B.乙一定与分泌蛋白的修饰和加工有关
C.细胞器丙的成分与烟草花叶病毒的相近
D.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙
C
有脂质,应为具膜细胞器,有核酸且为动物细胞,则推断为线粒体,不能直接分解葡萄糖
有脂质和蛋白质,无核酸,可能为内质网、高尔基体或溶酶体
无脂质,不具膜,有核酸则确定为核糖体
习题检测
考点2
一、实验原理
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
考点3
叶绿体
二、实验步骤
(1)观察叶绿体
清水
形态和分布情况
实验过程中的临时装片要始终保持有水状态,避免细胞的活性受到影响。
(2)观察细胞质流动
促进细胞质的流动
注意:教材深挖P31 1、2
三、实验材料分析
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
考点3
实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动
选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻
原因 叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,叶绿体较大,无需加工可直接制片。 细胞排列疏松,易撕取;含叶绿体数目少,且个体大。 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察。
1.叶绿体散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形;
2.叶绿体不是静止不动的,会随着细胞质的流动而运动;
3.黑藻叶片处于饱含水分的状态时,每个细胞中细胞质沿着中央液泡流动。
四、实验现象及结论
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
考点3
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1. 某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料,经不同处理和染色剂染色,用高倍显微镜观察。下列描述正确的是( )
A.经蒸馏水处理,可观察到细胞吸水涨破
B.高倍显微镜下能观察到叶绿体的形态和结构
C.用高倍显微镜观察菠菜叶肉细胞中的叶绿体时,叶绿体在液泡周围是可以运动的
D.经苏丹Ⅲ染色,可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
E.在新鲜黑藻小叶片装片中可进行叶绿体形态观察和计数
F.用高倍显微镜观察菠菜叶肉细胞中的叶绿体时,通常看不到染色体是因为放大倍数不够(若用电子显微镜可看到)
G.观察叶绿体可以用菠菜稍带叶肉细胞的下表皮,因为菠菜下表皮细胞含有大量的叶绿体
H.水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2,被同一个细胞利用需要跨过4层生物膜
L.高倍显微镜可以观察到附着的核糖体不是只分布在内质网上
C
习题检测
考点3-4
2.下列有关“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述中,正确的是( )
A.观察叶绿体时,换用高倍镜后视野会变暗,这时应该使用较小光圈或换平面镜采光
B.将位于视野右上方的物像移向视野的中央,应向左下方移动玻片标本
C.高倍镜下可看到细胞质是处于流动状态,叶绿体和细胞质的流动方向不同
D.高倍镜下可看到扁平的椭球或球形的叶绿体,叶绿体的形态有利于接受光照
习题检测
考点3-4
D
$$