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2021-2022学年高中生物 第3章 细胞的基本结构 第2节 第2课时 细胞器之间的协调配合和生物膜系统学案 新人教版必修1

2021-2022学年高中生物 第3章 细胞的基本结构 第2节 第2课时 细胞器之间的协调配合和生物膜系统学案 新人教版必修1

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姓名：

- 9 -

第2课时　细胞器之间的协调配合和生物膜系统
学 习 目 标
核 心 素 养
1.简述分泌蛋白的合成、加工和分泌过程。(重点)
2.简述生物膜系统的结构和功能。
1.通过对细胞器的协调配合和生物膜系统的学习，形成结构和功能相适应的生命观念。
2.通过对分泌蛋白的合成、加工和分泌过程的学习，养成模型与建模的科学思维方法。

一、细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白的概念
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体等。
2．分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程(如下图所示)
(1)研究方法：同位素标记法。
(2)过程

[④]核糖体：氨基酸经过脱水缩合、形成肽链
　↓
[⑤]内质网：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质
　↓囊泡
[③]高尔基体：对来自内质网的蛋白质进行加工、包装和分类
　↓囊泡
[①]细胞膜：将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器：[⑦]线粒体。
二、细胞的生物膜系统
1．组成：细胞器膜、细胞膜和核膜等结构。
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．细胞器在细胞中的分布与细胞的功能相适应。 (　　)
2．抗体从合成到分泌不经过高尔基体。 (　　)
3．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能。 (　　)
4．核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构。 (　　)
5．生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜组成的。 (　　)
提示：1.√
2．×　抗体是分泌蛋白，从合成到分泌经过高尔基体加工。
3．√
4．×　核糖体和中心体不具有膜结构。
5．×　生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成。

分泌蛋白的合成、加工和分泌
[问题探究]
1．判断下列物质哪些属于分泌蛋白。
①胰蛋白酶　②抗原　③抗体　④胰岛素　⑤血红蛋白　⑥呼吸酶
提示：①③④。
2．与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器有哪些？
提示：有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
3．分泌蛋白从合成到分泌出细胞共穿过几层生物膜？
提示：蛋白质从内质网→高尔基体→细胞外，这个过程是以囊泡的形式运输的，故此过程没有穿膜，即穿过0层生物膜。

1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较

胞内蛋白
分泌蛋白
合成场所
游离核糖体
附着在内质网上的核糖体
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．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。

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．下图表示用3H－亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是(　　)

C　[用3H—亮氨酸标记的分泌蛋白，首先在附有核糖体的内质网上大量积累，随着分泌蛋白的合成和转运，使标记氨基酸快速下降；高尔基体中标记氨基酸快速增多，随后通过高尔基体加工，使含标记氨基酸的分泌蛋白转运至囊泡，使高尔基体内的标记氨基酸含量下降；囊泡中的标记氨基酸含量却逐渐增加。]

细胞的生物膜系统
[问题探究]
1．分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜属于不属于生物膜系统？视网膜、肠黏膜属于不属于生物膜系统？
提示：囊泡的膜属于生物膜系统。视网膜、肠黏膜不属于生物膜系统。
2．原核细胞具有生物膜系统吗？
提示：原核细胞除细胞膜外无其他膜结构，因此没有生物膜系统。

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．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。

易错点拨
生物膜是细胞中各种膜结构的总称，而不是生物体内各种膜结构的总称。

1．下列有关细胞的生物膜系统的说法正确的是(　　)
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
D．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不会互相干扰
D　[细胞的生物膜系统是指细胞内所有膜的统称，小肠黏膜不属于生物膜系统；生物膜可以为酶提供附着位点，但是并不是所有的酶都在生物膜上，细胞质基质中也含有酶；生物膜的组成成分和结构相似，但不是完全一样。]
2．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．下列物质不属于分泌蛋白的是(　　)
A．唾液淀粉酶　　　 B．胰岛素
C．抗体 D．血红蛋白
D　[血红蛋白是红细胞内的蛋白质，不属于分泌蛋白；分泌蛋白是在细胞内合成，运输到细胞外发挥作用的蛋白质，A、B、C三项都属于分泌蛋白。]
2．胰腺所产生的胰液最终分泌到消化腔中，下列哪一途径最可能是酶移动的途径(　　)
A．内质网→高尔基体→细胞核
B．内质网→高尔基体→囊泡与细胞膜融合
C．高尔基体→内质网→溶酶体
D．内质网→溶酶体→囊泡与细胞膜融合
B　[根据题意可知，胰腺细胞合成的一种酶最终被分泌到胰脏细胞外面，则该酶属于分泌蛋白。分泌蛋白首先需要在核糖体上合成，然后经过内质网的加工和运输，再经过高尔基体再加工，最终以囊泡的形式与细胞膜融合，分泌到细胞外，故该酶的移动途径：内质网→高尔基体→囊泡与细胞膜融合。]
3．血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是(　　)
选项
抗体肽链合成场所
抗体加工场所
A
游离的核糖体
细胞质基质、内质网
B
游离的核糖体
溶酶体、高尔基体
C
内质网上的核糖体
溶酶体、内质网
D
内质网上的核糖体
内质网、高尔基体
D　[抗体属于分泌蛋白，其形成过程为由附着在内质网上的核糖体合成肽链，肽链经过内质网初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再运往高尔基体进行进一步的加工修饰，成为成熟的分泌蛋白，然后以囊泡形式运输至细胞膜与细胞膜融合，分泌到细胞外，D项正确。]
4．下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是(　　)
A．细胞的生物膜系统在结构和功能上紧密联系
B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达
C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D．生物膜之间可通过具膜囊泡的转移实现膜成分的更新
B　[内质网参与了脂质和蛋白质的合成，固醇类激素属于脂质，合成该类物质的分泌细胞内质网发达，B错误。细胞的生物膜系统在结构和功能上紧密联系；分泌蛋白在核糖体中合成后，先进入内质网中进行初加工，再进入高尔基体中进行再加工，成熟后的蛋白质分泌到细胞外；内质网与高尔基体之间、高尔基体与细胞膜之间可通过具膜囊泡的转移来实现膜成分的更新。]
5．在一定时间内使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依次先后出现在图中2、1、3、4、5、6、7部位。请据图回答下面的问题：
(1)图中1、4、6分别代表的结构是__________、__________、_______。

(2)图中7是__________，是由2__________合成的，请举出7的一个具体实例如：__________。
(3)1的功能是______________________。3、5都称为__________，分别由图中的[　　]__________和[　　]__________形成。
(4)4的功能是______________________________________。
(5)7的合成、加工、运输过程所需大量能量由[　　]__________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。
[解析]　(1)由图示结构可知，[1]是内质网，[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内合成的，如胰岛素、胃蛋白酶、胰高血糖素等。(3)内质网在细胞中具有对蛋白质合成、加工和运输作用，图中[3]、[5]都是囊泡，分别由内质网、高尔基体通过出芽的形式形成。(4)图中[4]是高尔基体，在分泌蛋白的合成分泌过程中，对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。(5)在分泌蛋白质合成分泌过程中，所需能量主要来自线粒体。(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　胃蛋白酶(或抗体、胰岛素等)
(3)对蛋白质进行合成、加工和运输作用　囊泡　1　内质网　4　高尔基体
(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