内容正文:
第2课时 细胞器之间的协调配合
1.通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习,形成结构与功能观。
2.通过分析生物膜之间的联系,强化事物的普遍联系观。
3.通过讨论分析细胞中各种细胞器分工与合作的图示,强化模型与建模的科学思维方法。
知识点一 细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白
【微思考】 呼吸酶属于分泌蛋白吗?判断的依据是什么?
2.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程
(1)研究方法: 。
(2)过程
[④]游离 :氨基酸经过脱水缩合形成肽链
[⑤] :肽链继续合成并转移进入内质网腔内进行加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质
[③] :对蛋白质做进一步的
[①]细胞膜:将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器: 。
(教材P51“科学方法”)同位素标记法是指用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中 的去向。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;有的不具放射性,是稳定同位素,如 等。
(1)常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体和血红蛋白中的蛋白质等。( )
(2)分泌蛋白的多肽链首先在游离的核糖体中开始合成。( )
(3)在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,内质网起着重要的交通枢纽作用。( )
(4)大肠杆菌分泌的蛋白质,需要经过内质网加工。( )
探究|分析分泌蛋白合成及分泌过程
如图是用3H标记的亮氨酸检测豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白合成过程的实验过程图解,请分析:
(1)下列蛋白质属于分泌蛋白的有哪些?
①血红素 ②胰蛋白酶 ③与有氧呼吸有关的酶 ④抗体 ⑤性激素 ⑥胰岛素
(2)经连续取样后,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。则曲线a、b、c依次代表哪种细胞器?
(3)在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜、高尔基体膜、细胞膜膜面积发生怎样的变化?
(4)科学家通过将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养,以研究分泌蛋白的合成和分泌的过程,从氨基酸的组成元素分析,能否利用18O、15N标记的亮氨酸?
1.图解分泌蛋白的合成与运输过程
2.分泌蛋白的合成与运输的模型解读
(1)图甲表示用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器中的分布情况,依据放射性元素出现的先后顺序判断,a为核糖体,b为内质网,c为高尔基体。
(2)图乙表示一定时间内细胞结构的膜面积随时间变化,d的膜面积减少,e的膜面积增加,f的膜面积先增加后减少,可判断d为内质网,e为细胞膜,f为高尔基体。
(3)图丙表示前后两个时间点,细胞结构膜面积变化对比。前后比较发现,g的膜面积减少,h的膜面积基本不变,i的膜面积增加,可判断g为内质网,h为高尔基体,i为细胞膜。
1.(教材P51“思考·讨论”改编)科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间统计表。下列叙述正确的是( )
细胞结构
附着有核糖
体的内质网
高尔基体
靠近细胞
膜的囊泡
时间/min
3
17
117
A.形成分泌蛋白的多肽最早在粗面内质网内合成
B.高尔基体膜向内与内质网膜相连,向外与细胞膜相连
C.高尔基体具有合成分泌蛋白的作用
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
2.图中a、b、c、d为细胞器,3H-亮氨酸参与图示过程合成3H-X。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中a、b、d的膜面积都会明显减小
B.3H-X可能为性激素
C.氨基酸脱水缩合形成3H-X的过程发生在d中
D.c是双层膜结构
知识点二 细胞的生物膜系统
1.组成: 、细胞器膜和 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.特点
(1)生物膜的 和结构很相似。
(2)在 上紧密联系、协调配合。
3.功能
【微思考】 细胞内的所有细胞器都参与生物膜系统的组成吗?
(教材P53“与社会的联系”)肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是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 能够把病人血液中的代谢废物透析掉。
(1)生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜组成的。( )
(2)豚鼠胰腺腺泡细胞内的内质网、囊泡、高尔基体均属于生物膜系统。( )
(3)原核细胞也有生物膜系统。( )
(4)人体内的消化道黏膜、呼吸道黏膜均属于生物膜系统。( )
(5)内质网膜与核膜之间可以以囊泡的形式相互转化。( )
探究|分析细胞的生物膜系统
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)请总结:生物膜系统在结构和功能上分别有什么联系?
1.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。
2.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,如图:
3.下列关于生物膜系统的说法正确的是( )
A.所有生物都具有生物膜系统
B.叶绿体内的类囊体膜不属于生物膜系统
C.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应互不干扰
D.细胞膜、叶绿体膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
4.下列有关生物膜系统的叙述,正确的是( )
A.结构M为内质网,可以内连核膜,外连细胞膜
B.结构N由单层生物膜组成,交织成网
C.分泌功能较强的细胞中结构M和N的数量较少
D.图中所示结构与核糖体等膜结构共同构成了生物膜系统
1.下列有关分泌蛋白的叙述,正确的是( )
A.活细胞都会产生分泌蛋白 B.分泌蛋白的合成与分泌都需要能量
C.分泌蛋白都是消化酶 D.性激素是分泌蛋白
2.(教材P52“图3-8”改编)如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图,则该细胞中出现3H的部位依次为( )
A.②→③→④→⑤ B.①→②→③→④
C.①→②→④→⑤ D.①→③→④→⑤
3.下列有关生物膜系统的说法正确的是( )
A.内质网膜、高尔基体膜和中心体膜都属于生物膜系统
B.没有生物膜的生物也可独立进行各种代谢活动
C.内质网膜可与高尔基体膜、细胞膜直接相连,可以增大酶的附着面积
D.生物膜是细胞所有的膜结构的统称
4.(2025·安徽淮南高一期中)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A与B之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)图中细胞的“消化车间”是 (填细胞器名称);除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解 ,以保持细胞的功能稳定。
(2)图中COPⅡ负责从A (填细胞结构名称)向B运输“货物”。
(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,将细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养。通过观察放射性依次出现的细胞结构是 (用文字和箭头描述),此研究方法称为 。
提示:完成课后作业 第3章 第2节 第2课时
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第2课时 细胞器之间的协调配合
知识点一
重难探究
(1)提示:②④⑥
(2)提示:a.核糖体;b.内质网;c.高尔基体。
(3)提示:内质网膜面积减小,高尔基体膜面积先增大再减小,细胞膜膜面积增大。
(4)提示:不能。18O、15N是稳定同位素,不具有放射性。
即学即练
1.D 形成分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成,高尔基体并不直接与内质网和细胞膜相连,而是通过囊泡间接相连,在形成分泌蛋白时对蛋白质进行分类、包装等。
2.D 图示过程表示的是分泌蛋白的合成以及分泌过程,图中a、b、c、d为细胞器(分别为核糖体、内质网、线粒体、高尔基体),该过程中会发生膜面积的变化的细胞器是b内质网(面积减小)、d高尔基体(面积基本不变),a无生物膜,A错误;3H-X是分泌蛋白,而性激素属于脂质,B错误;氨基酸脱水缩合形成3H-X的过程发生在a核糖体中,C错误;c为线粒体,具有双层膜结构,D正确。
知识点二
重难探究
(1)提示:a是核膜;b是细胞器膜;c是细胞膜。
(2)提示:内质网膜、囊泡膜、高尔基体膜。
(3)提示:在结构上可以相互转化,在功能上协调配合,共同完成细胞内的生命活动。
即学即练
3.C 原核生物和病毒不具有生物膜系统,A错误。生物膜是对真核细胞内所有膜结构的统称,叶绿体内的类囊体膜属于生物膜系统,B错误。生物膜系统把细胞内的各种细胞器分隔开,同时广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点,这样细胞内的各种化学反应互不干扰,可以同时、高效、有序地进行,C正确。生物膜系统包括真核细胞中的细胞膜、细胞器膜和核膜等;小肠黏膜不属于生物膜系统,D错误。
4.A 结构M为内质网,可以内连核膜,外连细胞膜,A正确;结构N是高尔基体,由单层生物膜组成,不能交织成网,B错误;结构M是内质网,结构N是高尔基体,分泌功能较强的细胞中内质网和高尔基体的数量较多,C错误;细胞膜、细胞器膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,核糖体无膜结构,D错误。
【随堂热练】
1.B 分泌蛋白是具有分泌功能的细胞产生的,A错误;分泌蛋白的合成与分泌都需要能量,B正确;胰岛素是分泌蛋白,但不是消化酶,C错误;性激素的化学本质是脂质中的固醇,D错误。
2.A 题图中①为核膜、②为核糖体、③为内质网、④为高尔基体、⑤为细胞膜。分泌蛋白经过的结构依次为②(核糖体)→③(内质网)→④(高尔基体)→⑤(细胞膜),故选A。
3.D 中心体为无膜细胞器,A错误;细胞均具有生物膜,没有生物膜的生物为病毒,不可独立进行各种代谢活动,B错误;内质网膜可与细胞膜、核膜直接相连,可以增大酶的附着面积,C错误;生物膜系统指的是细胞中所有的膜结构,包括细胞膜、核膜、细胞器膜等细胞内的各种膜结构,即生物膜是细胞所有的膜结构的统称,D正确。
4.(1)溶酶体 衰老、损伤的细胞器 (2)内质网 (3)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 (放射性)同位素标记法
解析:(1)图中溶酶体是细胞的“消化车间”,其中含有多种水解酶,除了图中所示的功能外,即吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌,溶酶体还能够分解衰老、损伤的细胞器,进而保持细胞内部环境的稳定。(2)图中COPⅡ负责从A内质网向B高尔基体运输“货物”,而COPⅠ主要负责将“货物”从高尔基体转运至内质网。(3)为了研究分泌蛋白合成及分泌途径,将细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养。亮氨酸作为蛋白质的基本组成单位,参与细胞中分泌蛋白的合成,因而通过观察放射性依次出现的细胞结构,可以确定分泌蛋白的合成与分泌过程,分泌蛋白合成和分泌的途径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,该过程中消耗的能量主要来自线粒体,此研究方法称为同位素示踪法或(放射性)同位素标记法。
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