人教版高中生物同步学习 细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统

第2课时细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统课标内容要求核心素养对接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。

1.生命观念——通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习,建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。

2．科学思维——通过构建数学模型和物理模型,加深对分泌蛋白合成、加工和运输相关过程的理解。

一、细胞器之间的协调配合1．分泌蛋白(1)概念：在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。

(2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。

2．分泌蛋白的合成与运输(1)同位素标记法①概念：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。

②用途：可用于示踪物质的运行和变化规律。

(2)过程①核糖体：氨基酸经过脱水缩合形成一段肽链,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上,继续其合成过程。

②粗面内质网：肽链边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成有一定空间结构的蛋白质。

③囊泡：内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体。

④高尔基体：离开内质网的囊泡,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。

高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工。

⑤囊泡：由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。

囊泡转运到细胞膜。

⑥细胞膜：来自高尔基体的囊泡,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。

⑦线粒体：在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。

这些能量主要来自线粒体。

二、细胞的生物膜系统1．组成：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。

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配合。

3．功能(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。

(2)许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。

(3)细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)1．抗体从合成到分泌不经过高尔基体。

( )2．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能。

( )3．核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构。

( )4．生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜组成的。

( )5．细胞膜的物质运输、信息传递功能完全是依靠细胞膜上的蛋白质来完成的。

( )6．正是由于细胞膜的存在,才使细胞成为一个相对独立的系统。

( )7．细胞内的酶必须附着在膜上,才能发挥催化作用。

( )提示：1.×抗体是分泌蛋白,从合成到分泌经过高尔基体加工。

2．√3．×核糖体和中心体不具有膜结构。

4．×生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成。

5．×细胞膜的物质运输功能,与细胞膜中的脂质成分也有一定的关系。

6．√7．×有些酶是在游离的状态下发挥作用,比如细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质中也含有重要的酶。

细胞器之间的协调配合1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较胞内蛋白分泌蛋白作用场所细胞内细胞外实例血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶消化酶、抗体及某些激素(如生长激素、胰岛素等)2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程(1)参与该过程的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。

(2)该过程中各种膜面积变化[解读]图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大。

(3)蛋白质分泌过程中放射性强度变化用放射性元素标记氨基酸后,最先检测到放射性出现在核糖体上,然后依次出现在粗面内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。

溶酶体内的水解酶和细胞膜上的蛋白质的合成和加工过程与分泌蛋白相同。

深化探究：1.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。

2．在分泌蛋白的合成过程中,内质网和高尔基体都可以对蛋白质进行加工,那么它们是否可以相互替代？为什么？提示：不可以。

内质网将肽链盘曲、折叠,将某些多肽加上糖侧链,而高尔基体将多条肽链加工成蛋白质。

1．(2019·山东肥城泰西中学高一考试)已知胰脏腺泡细胞合成的分泌蛋白能够准确、无误地被运输到细胞外。

下列对这一过程的叙述,不合理的是( )A．游离的核糖体合成分泌蛋白是该蛋白能被运输到细胞外的前提B．高尔基体通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡,会移动到内质网,而不会移至细胞膜C．分泌蛋白经高尔基体进一步加工形成囊泡,囊泡再将包裹着的分泌蛋白运输到细胞膜D．腺泡细胞将分泌蛋白运出细胞的过程需要消耗能量B[分泌蛋白的合成过程是首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。

当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质,内质网通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡会移动到高尔基体,进行加工,成为比较成熟的蛋白质,通过囊泡运输到细胞膜,通过胞吐的方式分泌到细胞外,该过程需要消耗能量。

]2．甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如下图所示。

图中a、b、c是生理过程,①～⑦是结构名称,分析下列叙述错误的是( )A．甲图中b是脱水缩合,完成的场所是乙图中的①B．甲图中所示过程在原核细胞中也可以进行C．与甲图中c过程有关的细胞器是乙图中的②③⑤D．在甲状腺球蛋白合成过程中,膜面积基本保持不变的是②B[甲图中b是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程,场所是乙图中的[①]核糖体,A项正确。

甲状腺球蛋白属于分泌蛋白,分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程为[①]核糖体合成蛋白质→[③]内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→[②]高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→[④]细胞膜。

该过程需要消耗能量,所需能量主要由[⑤]线粒体提供。

而原核细胞除核糖体外,没有内质网、高尔基体等细胞器,所以甲图中所示过程在原核细胞中不可以进行,B项错误、C项正确。

在甲状腺球蛋白合成过程中,[③]内质网膜面积相对减小,[②]高尔基体膜面积基本不变,[④]细胞膜面积相对变大,D项正确。

]细胞的生物膜系统1．生物膜系统的组成包括细胞器膜、细胞膜和核膜,是细胞内各种生物膜结构的总称。

2．生物膜在成分上的联系3．各种生物膜在结构和功能上的联系(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。

(2)在结构上具有一定的连续性,图示如下：(3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中,各细胞器之间协调配合。

深化探究：1.分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜属于生物膜系统吗？视网膜、肠黏膜属于生物膜系统吗？提示：囊泡的膜是生物膜,属于生物膜系统。

视网膜、肠黏膜不是生物膜,不属于生物膜系统。

2．原核细胞具有生物膜系统吗？试分析原因。

提示：不具有。

原核细胞除细胞膜外无其他膜结构,因此没有生物膜系统。

下列有关生物膜系统的叙述中,不正确的是( )A．膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜,再转移到细胞膜B．各种生物膜的化学组成和结构相似C．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称D．生物膜既各司其职,又相互协作,共同完成细胞的生理功能C[生物膜的主要成分和基本结构相似,可以通过囊泡转化,故A、B正确。

生物膜系统包括真核细胞的细胞膜、核膜和各种细胞器膜,消化道或者呼吸道等其他生物体内膜不是生物膜,故C错误。

各种生物膜都具有一定功能,又相互联系,故D正确。

][课堂小结]知识网络构建核心语句归纳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。

2.与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。

3.细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。

4.通过囊泡相互转化的生物膜有内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。

5.直接相连的生物膜有内质网膜与核膜及内质网膜与细胞膜。

1．下列有关分泌蛋白的叙述,错误的是( )A．分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与B．线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量C．分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外D．分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合C[分泌蛋白在核糖体上合成,然后依次经过内质网、高尔基体、细胞膜排出细胞外,在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。

该过程需要线粒体提供能量。

]2．不同结构的膜之间可以相互转化。

下列各项中以囊泡的方式进行转化的是( )A．核膜和内质网膜B．线粒体膜和核膜C．细胞膜和高尔基体膜D．细胞膜和线粒体膜C[核膜和内质网膜是直接相连的,可以直接进行转化；分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。

由该过程可以看出,高尔基体膜和细胞膜之间以囊泡的方式进行转化,故选C。

]3．(多选)下图为分泌蛋白从合成到排出细胞外的全过程。

下列有关叙述正确的是( )A．分泌蛋白是由核糖体合成的B．图中①②③分别表示内质网、高尔基体和囊泡C．④代表的结构是线粒体D．图中表示的过程在原核细胞中也能进行ABC[图中①是内质网,②是高尔基体,③是囊泡,④是线粒体。

原核细胞无内质网、高尔基体等结构。

] 4．下面是某动物细胞的部分亚显微结构示意图,已知该细胞具有分泌抗体的功能。

请结合所学知识回答下列有关问题：(1)图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是[ ]_______；请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：_______(仅填标号),为该过程提供能量的场所主要是[ ]_______。

(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。

细胞器蛋白质(%) 脂质(%) 核酸(%)甲67 28 少量乙59 40 0丙39 0 59(3)[]________具有三大功能：①将细胞与外界环境分开；②________________；③________________。

[解析](1)该细胞中不参与构成生物膜系统的细胞器有[4]核糖体和[6]中心体。

抗体是分泌蛋白,该蛋白质在[4]核糖体上合成后,先后经过[3]内质网和[7]高尔基体的加工,最后通过[5]细胞膜分泌到细胞外,分泌蛋白的合成和分泌所需能量主要通过[1]线粒体提供。

(2)与分泌蛋白合成、分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。