3.2 细胞器之间的分工合作 第2课时（导学案）生物人教版2019必修1

3.2细胞器之间的分工合作（第2课时） 导学案 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 1.2.2阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动 1.2.4举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 【素养目标】 1.认识各种细胞器，掌握各种细胞器结构和功能。（生命观念） 2.掌握差速离心法在分离细胞器中的应用，能够建立物理模型探究各种细胞器的结构和功能。（科学思维、科学探究） 3.认同自然科学中结构和功能相适应的观点，形成各种细胞结构之间协调配合进而共同完成一系列生命活动的本质。（社会责任） 【学习重点】 （1） 细胞器的结构和功能 （2） 分泌蛋白的合成和加工过程。 【学习难点】 （1） 细胞器的结构和功能如何相适应 （2） 分泌蛋白的合成、运输过程。 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。 2．分泌蛋白的合成、加工与运输 (1)研究方法： 。 ①定义：用 的同位素来标记化学反应中原子的去向。 ②作用：用于示踪物质的运行和变化规律。 ③具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等；不具有放射性的同位素： 15N、18O等。 (2)分泌蛋白形成过程 二、生物膜系统 1．组成： 和细胞膜、 等结构。 (1)原核细胞只有细胞膜，无核膜和细胞器膜，所以原核细胞有生物膜，但无生物膜系统。 (2)核糖体和中心体没有膜结构，不属于细胞的生物膜系统。 2．特点 (1)各种生物膜的 和结构很相似。 (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 。 3．功能 一、细胞器之间的协调配合 读教材P51“思考·讨论”，分析用同位素标记法研究豚鼠胰腺腺泡细胞分泌的过程，思考下列问题： 1．用放射性同位素标记的氨基酸注射入细胞，在分泌蛋白加工、运输过程中，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。曲线a、b、c依次代表的细胞器是________________________。 2． 该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线如下图。曲线A、B、C依次代表的结构分别是：______________________________。 3． 分泌蛋白的合成、加工、运输过程 提醒：需经过内质网、高尔基体的加工和运输的蛋白质有三类：①分泌蛋白；②溶酶体酶属于胞内酶(胞内蛋白)；③膜蛋白。 4．科学家通过注射3H标记的亮氨酸来研究分泌蛋白的合成和分泌时，从氨基酸的组成元素分析，能否利用14C、18O、15N等元素？ 二、生物膜系统 1．分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜是否属于生物膜系统？视网膜、肠黏膜是否属于生物膜系统？ 2．如图为细胞生物膜概念图，据图分析回答下列问题： （1）a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？ （2）用放射性同位素标记的氨基酸注射入细胞，发现放射性依次出现在f→g→h→g→c，则f、g、h分别是哪种膜结构？ （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？ 【归纳总结】 1． 生物膜系统的组成和功能 2．各种生物膜在化学组成上的联系 (1)相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。 (2)差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。 3．生物膜在结构上的联系：各种生物膜的结构相似，可直接或间接的相互转化。 (1)该图解说明各种生物膜在结构上相互联系，其间接联系是以囊泡的形式实现的。 (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，各细胞器之间协调配合。 1.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A. 分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生 B. 结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装 C. 结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外 D. 线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量 2.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同 B.若无其他细胞器的参与，则图示过程一般不能正常进行 C.研究该过程使用的方法是同位素标记法，生物学研究中常用的同位素均有放射性 D.完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变 3.如图表示细胞的生物膜在功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。据图分析下列说法错误的是(　　) A．图中甲、乙生物膜的功能差别不大 B．由图可知，甲是粗面内质网，乙是高尔基体，溶酶体起源于乙 C．囊泡在细胞中穿梭往来运输“货物”，其中起交通枢纽作用的是高尔基体 D．若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙中，则图中的COPⅠ可以帮助实现这些蛋白质的回收 4.真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　) A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 5.在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜 B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白 C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解 D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质 6.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂 7.生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，构成细胞膜的脂质中最丰富的是胆固醇 B.性激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞 C.大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构 D.细胞内许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 8.在一定时间内使用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)图中物质⑦是　　　　　　,是由②　　　　合成的。请举出物质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的主要功能是　 。  (5)⑦的合成、加工、运输过程所需能量主要是由[ ]　　　 　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。  1.蛋白质的分选运输 2.核糖体与内质网之间的识别 信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。如图所示，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，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。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2细胞器之间的分工合作（第2课时） 导学案 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 1.2.2阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动 1.2.4举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 【素养目标】 1.认识各种细胞器，掌握各种细胞器结构和功能。（生命观念） 2.掌握差速离心法在分离细胞器中的应用，能够建立物理模型探究各种细胞器的结构和功能。（科学思维、科学探究） 3.认同自然科学中结构和功能相适应的观点，形成各种细胞结构之间协调配合进而共同完成一系列生命活动的本质。（社会责任） 【学习重点】 （1） 细胞器的结构和功能 （2） 分泌蛋白的合成和加工过程。 【学习难点】 （1） 细胞器的结构和功能如何相适应 （2） 分泌蛋白的合成、运输过程。 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：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。 (2)实例：消化酶、抗体和一部分激素。 2．分泌蛋白的合成、加工与运输 (1)研究方法：同位素标记法。 ①定义：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。 ②作用：用于示踪物质的运行和变化规律。 ③具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等；不具有放射性的同位素： 15N、18O等。 (2)分泌蛋白形成过程 二、生物膜系统 1．组成：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 (1)原核细胞只有细胞膜，无核膜和细胞器膜，所以原核细胞有生物膜，但无生物膜系统。 (2)核糖体和中心体没有膜结构，不属于细胞的生物膜系统。 2．特点 (1)各种生物膜的组成成分和结构很相似。 (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协调与配合。 3．功能 一、细胞器之间的协调配合 读教材P51“思考·讨论”，分析用同位素标记法研究豚鼠胰腺腺泡细胞分泌的过程，思考下列问题： 1．用放射性同位素标记的氨基酸注射入细胞，在分泌蛋白加工、运输过程中，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。曲线a、b、c依次代表的细胞器是________________________。 提示：a、核糖体；b、内质网；c、高尔基体。 2． 该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线如下图。曲线A、B、C依次代表的结构分别是：______________________________。 提示：A、内质网；B、高尔基体；C、细胞膜。 3． 分泌蛋白的合成、加工、运输过程 提醒： 需经过内质网、高尔基体的加工和运输的蛋白质有三类：①分泌蛋白；②溶酶体酶属于胞内酶(胞内蛋白)；③膜蛋白。 4．科学家通过注射3H标记的亮氨酸来研究分泌蛋白的合成和分泌时，从氨基酸的组成元素分析，能否利用14C、18O、15N等元素？ 提示：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。本实验是通过检测放射性情况来示踪物质运行经过的细胞结构的，因此没有放射性的同位素18O、15N不可用。 二、生物膜系统 1．分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜是否属于生物膜系统？视网膜、肠黏膜是否属于生物膜系统？ 提示：囊泡属于生物膜系统。视网膜、肠黏膜不属于生物膜系统。 2．如图为细胞生物膜概念图，据图分析回答下列问题： （1）a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？ 提示：a是核膜；b是细胞器膜；c是细胞膜。 （2）用放射性同位素标记的氨基酸注射入细胞，发现放射性依次出现在f→g→h→g→c，则f、g、h分别是哪种膜结构？ 提示：内质网膜、囊泡膜、高尔基体膜。 （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。 【归纳总结】 1． 生物膜系统的组成和功能 2．各种生物膜在化学组成上的联系 (1)相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。 (2)差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。 3．生物膜在结构上的联系：各种生物膜的结构相似，可直接或间接的相互转化。 (1)该图解说明各种生物膜在结构上相互联系，其间接联系是以囊泡的形式实现的。 (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，各细胞器之间协调配合。 1.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A. 分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生 B. 结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装 C. 结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外 D. 线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量 【答案】B 【解析】结构③能对来自结构②的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。 2.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同 B.若无其他细胞器的参与，则图示过程一般不能正常进行 C.研究该过程使用的方法是同位素标记法，生物学研究中常用的同位素均有放射性 D.完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变 【答案】C 【解析】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，C错误。 3.如图表示细胞的生物膜在功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。据图分析下列说法错误的是(　　) A．图中甲、乙生物膜的功能差别不大 B．由图可知，甲是粗面内质网，乙是高尔基体，溶酶体起源于乙 C．囊泡在细胞中穿梭往来运输“货物”，其中起交通枢纽作用的是高尔基体 D．若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙中，则图中的COPⅠ可以帮助实现这些蛋白质的回收 【答案】A 【解析】由图可知，甲是内质网，乙是高尔基体，内质网、高尔基体的生物膜组成差别不大，但功能差别较大，A错误。 4.真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　) A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 【答案】B 【解析】液泡膜上有的载体蛋白参与协助扩散，A错误；根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体，C错误；[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜，D错误。 5.在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜 B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白 C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解 D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质 【答案】A 【解析】葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误。 6.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂 【答案】C 【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体等各种细胞器，C错误。 7.生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，构成细胞膜的脂质中最丰富的是胆固醇 B.性激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞 C.大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构 D.细胞内许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 【答案】D 【解析】构成细胞膜的脂质中最丰富的是磷脂，A错误；性激素属于固醇类物质，通过自由扩散进入细胞，其受体在细胞内，B错误；生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构组成，大肠杆菌为原核生物，没有生物膜系统，C错误。 8.在一定时间内使用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)图中物质⑦是　　　　　　,是由②　　　　合成的。请举出物质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的主要功能是　 。  (5)⑦的合成、加工、运输过程所需能量主要是由[ ]　　　 　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。  【答案】(1)内质网　高尔基体　细胞膜 (2)分泌蛋白　核糖体　抗体(或胰岛素,属于分泌蛋白即可) (3)蛋白质的合成、加工和运输　囊泡　内质网膜　高尔基体膜 (4)对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装 (5)[⑧]线粒体 (6)结构　功能 【解析】(1)由图示结构可知,①为内质网,④为高尔基体,⑥为细胞膜。 (2)图中的⑦为分泌蛋白,是在内质网上的核糖体上合成的,如胰岛素、抗体等。 (3)内质网在细胞中具有对蛋白质合成、加工和运输的功能,图中③⑤都是囊泡,分别由内质网膜、高尔基体膜通过出芽的形式形成。 (4)图中④是高尔基体,主要功能是在分泌蛋白的合成分泌过程中,对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装。 (5)分泌蛋白合成、分泌过程中,所需能量主要来自线粒体的有氧呼吸。 (6)由分泌蛋白的合成、运输、分泌过程可看出,细胞内的生物膜在结构和功能上具有一定的连续性。 1.蛋白质的分选运输 2.核糖体与内质网之间的识别 信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。如图所示，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，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。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $