3.2细胞器之间的分工合作（第三课时）-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修一

探索生物课堂 3.2细胞器之间的分工合作 Time：2025.11 第3章 细胞的基本结构 第三课时 目标素养 2.通过分析豚鼠胰腺腺泡细胞同位素示踪实验，认同细胞是基本的生命系统，形成细胞的结构与功能相适应的观念 1.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 2 重点难点 02 01 难点 细胞器之间的协调配合 分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性 重点 细胞器之间的协调配合 生物膜系统的组成和功能 3 01 新课导入 温故知新 新课讲授 细胞器之间的协调配合 细胞的生物膜系统 课堂小结 课堂练习 02 03 04 目录 4 01 温故知新 新课导入 温故知新 通过学习动植物细胞主要细胞器的结构和功能,我们发现有3种细胞器的功能与蛋白质的合成、加工有关: 是蛋白质合成的场所 是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道 主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装 核糖体 内质网 高尔基体 这三种细胞器之间是不是存在某种协作关系? 02 细胞器之间的协调配合 细胞的生物膜系统 新课讲授 生长激素 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 一.分泌蛋白 1.概念 2.实例 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 如消化酶、抗体、一部分激素等 胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶 胰岛素 性激素 胞内蛋白：在细胞内合成，在细胞内起作用的一类蛋白质，如呼吸酶、光合作用有关的酶等 内分泌 细胞 血管 靶细胞 激素 靶细胞 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 二.分泌蛋白的合成和运输的研究过程 1.选材 豚鼠胰腺腺泡细胞 为什么选择豚鼠胰腺腺泡细胞作为实验材料？ ①豚鼠的胰腺腺泡细胞含有丰富的内质网,可以产生大量的分泌蛋白 豚鼠胰腺腺泡细胞的电镜图片 内质网 内质网：平行排列的线状结构 ②豚鼠的胰腺比较大,取材相对容易,而且腺泡细胞在电镜下容易观察 胰腺腺泡细胞的主要功能是合成和分泌消化酶，这些酶会被运输到小肠，用来消化食物 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 2.方法 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与18O、14C与12C 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 同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律 通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程 概念: 性质: 方法: 应用: 常用的同位素: 具有放射性,如14C、32P、3H、35S等 不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 3.实验过程及结果 向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸 附着有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜内侧运输蛋白质的囊泡中 释放到细胞外的分泌物中 带有放射性标记的物质出现位置 3min 17min 117min ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 分泌蛋白合成过程中放射性的变化 分泌蛋白是在哪里合成的？ 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 4.讨论 内质网上的核糖体中 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 肽链与 核糖体一起 转移 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 游离核糖体 边合成边转移到内质网腔内 加工、折叠 粗面内质网 高尔基体 进一步 修饰加工 细胞膜 合 成 肽链 未成熟蛋白质 成熟 蛋白质 分泌蛋白 分泌 （包裹着蛋白质） 囊泡 （包裹着蛋白质） 囊泡 囊泡 囊泡 细胞外 交通枢纽 运输“货物” 细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 游离核糖体 肽链与 核糖体一起 转移 边合成边转移到内质网腔内 加工、折叠 粗面内质网 高尔基体 进一步 修饰加工 细胞膜 合 成 肽链 未成熟蛋白质 成熟 蛋白质 分泌蛋白 分泌 （包裹着蛋白质） 囊泡 （包裹着蛋白质） 囊泡 分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 核糖体上将氨基酸连接成肽链的过程 囊泡与高尔基体膜融合需要消耗能量 囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程 需要能量 线粒体供能 例如： ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成和运输体现了细胞器之间怎样的关系? 分泌蛋白的合成和运输过程说明了膜结构具有什么特点? ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 4.讨论 分泌蛋白的合成和运输体现了细胞器之间的分工和合作 在分泌蛋白合成、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜都能通过囊泡发生融合现象，说明这些膜不仅在功能上协调配合，而且组成成分和结构也非常相似 5.结论 分泌蛋白的合成和运输体现了细胞器之间的协调配合 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 所有蛋白质的合成都从细胞质基质中游离的核糖体开始 核糖体转移到内质网上继续合成蛋白质 核糖体留在细胞质基质中合成蛋白质 蛋白质进入高尔基体 蛋白质分泌到细胞外 蛋白质进入溶酶体中发挥作用 参与构成细胞膜 蛋白质的去向 知识拓展 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 知识拓展 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 ——以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 _________ _________ _________ 前 后 时间 0 膜面积 ①_________ ③_________ ②_________ 时间 0 ② ③ ① ① ② ③ 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜 膜面积 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 知识拓展 左图表示的是前后两个时间点的变化，右图表示的是一定时间段内的变化 分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过 层生物膜。 0 细胞的生物膜系统 在真核细胞中,内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体、液泡,都是由膜包被而成的细胞器 核糖体和中心体则是没有膜的结构 细胞器膜、细胞膜和核膜等膜结构,在组成成分和结构上基本相似,它们都称为生物膜，共同构成细胞的生物膜系统 有膜细胞器 无膜细胞器 回忆：哪些细胞器有膜，哪些无膜？ 一.生物膜组成 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？ 细胞的生物膜系统 是细胞中各种膜结构的总称，囊泡膜属于生物膜，不是生物体内各种膜结构的总称，比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统 一.生物膜组成 生物膜的成分和结构是什么? ①生物膜的成分： ②生物膜的结构： 脂质(主要是磷脂)+蛋白质+糖类 流动镶嵌模型 讨论： 所有真核细胞都有生物膜系统吗？ 原核细胞有生物膜系统吗？ 病毒有生物膜系统吗？ 细胞的生物膜系统 原核细胞只有细胞膜、核糖体，没有核膜和具膜细胞器，所以原核生物有生物膜，但是没有生物膜系统 病毒无任何膜结构，所以病毒无生物膜系统 一.生物膜组成 哺乳动物成熟红细胞有细胞膜，没有细胞器膜、核膜，因此有生物膜，无生物膜系统 讨论： 细胞的生物膜系统 阅读教材相关内容，了解生物膜系统的功能，尝试举出实例 使细胞具有相对稳定的内部环境,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 许多重要的化学反应都需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点 使细胞内部区域化,让细胞内同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行 二.生物膜功能 细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜等 叶绿体类囊体薄膜、线粒体内膜等 线粒体外膜、叶绿体外膜等 细胞的生物膜系统 三.生物膜结构与功能的联系 生物膜系统在结构上的联系 核膜 内质网 细胞膜 细胞的生物膜系统 三.生物膜结构与功能的联系 生物膜系统在功能上的联系（以分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌为例) 生物膜的组成成分和结构很相似，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配合 细胞的生物膜系统 联系生活 临床上对肾功能发生障碍的病人采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料 03 课堂小结 课堂小结 归纳总结 课堂小结 归纳总结 04 课堂练习 1．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。下列正确的是（　　） A．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C．SRP与信号肽的识别与结合具有特异性 D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 课堂练习 C 核糖体与内质网直接通过膜上的通道转移多肽链，而非囊泡运输 SRP受体缺陷仅影响分泌蛋白的加工，细胞质基质中的核糖体仍可合成其他多肽链 SRP需特异性识别信号肽才能结合，体现分子间的专一性 生长激素为分泌蛋白，需此途径；性激素为固醇类，合成无需信号肽引导至粗面内质网 2.下列关于生物膜系统的说法，正确的是（　　） A．高尔基体内连内质网膜外连细胞膜，起着交通枢纽的作用 B．发生在生物膜系统间的物质运输必须通过囊泡结构 C．细胞骨架和生物膜系统都有物质运输、能量转换和信息传递的功能 D．内质网内的蛋白经囊泡运向高尔基体时，囊泡与高尔基体膜融合不耗能 课堂练习 C 生物膜系统间的物质运输并非必须通过囊泡，如细胞核与细胞质间通过核孔运输RNA 细胞骨架在细胞的物质运输、能量转换和信息传递等方面有重要作用；生物膜系统（如细胞膜参与物质运输、信息传递，叶绿体、线粒体膜参与能量转换等）也具备这些功能 囊泡与高尔基体膜融合需要消耗能量（ATP） 3.2023年5月9日，浙江大学科研团队在Journal of Cell Biology期刊上发表研究论文，揭示了秀丽隐杆线虫表皮细胞损伤后，细胞内参与调控蛋白质修饰的关键细胞器高尔基体能够响应损伤并向细胞膜缺损处聚集，以帮助修复伤口，并且参与细胞膜缺失磷脂成分的重建以实现细胞膜结构和功能重塑。下列相关叙述错误的是（　　） A．细胞膜的损伤直接影响物质运输以及细胞的稳态 B．细胞膜和高尔基体膜的成分和结构相似，两者可直接相互交换 C．来源于高尔基体的囊泡参与膜修复的过程体现了生物膜的结构特点 D．阻止高尔基体的移动将影响破损细胞膜的修复效率及线虫损伤后的存活率 课堂练习 B 通过囊泡间接联系，不能直接交换 体现生物膜的结构特点，即生物膜具有一定的流动性 阻止高尔基体的移动，破损细胞膜的修复效率下降，导致膜不能及时地修复，直接影响细胞的生命活动，线虫损伤后的存活率均下降 课堂练习 4.某类蛋白的合成过程大致如下：首先在游离核糖体上合成一段肽链，随后这段肽链会与核糖体一同转移至粗面内质网上，继续进行合成，之后经过高尔基体的加工，最终分泌到细胞外。下列说法正确的是（    ） A．题干中的“某类蛋白”可能为抗体、性激素等分泌蛋白 B．用³H标记亮氨酸的羧基可追踪蛋白质的合成和运输过程 C．该类蛋白合成过程中，主要由线粒体提供能量 D．用放射性同位素标记氨基酸来追踪该过程，放射性最先出现在粗面内质网 C 脱水缩合时，亮氨酸的羧基会参与形成肽键，3H会以水分子的形式被移除，导致无法追踪 游离核糖体先合成部分肽链，随后转移至粗面内质网，故放射性最早出现在游离核糖体而非粗面内质网 同 学 们 再 见 Time：2025.11 Lavf57.83.100 $