高三生物第四章--细胞与细胞工程--第一节--生物膜系统人教版知识精讲.doc

高三生物第四章 细胞与细胞工程 第一节 生物膜系统人教版
【同步教育信息】
一. 本周教学内容
第四章 细胞与细胞工程 第一节 生物膜系统

二. 学习重点
生物膜系统的组成及结构联系和功能联系

三. 学习过程 
细胞的生物膜系统
细胞就像一台复杂而精巧的生命机器，各个部件虽然作用不同，但是衔接得非常巧妙，因而整台机器能够灵活运转。细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，就是这台“机器”中一些功能相关的“部件”，它们都由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。
提问：在细胞中，由生物膜构成的结构有哪些？ 
生物膜的化学组成
细胞内的各种生物膜不仅在结构上相互联系，它们的化学组成也大致相同。与细胞膜类似，其他生物膜也主要由蛋白质、脂类和少量的糖类组成。但是在不同的生物膜中，这三种物质的含量是有差别的。

提问：不同结构的生物膜成分的差别与其功能有何相适应的特点？
各种生物膜在结构上的联系

1. 直接联系
内质网模与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的核糖体。内质网与核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的细胞中，还可以看到内质网膜与细胞膜相连。内质网膜与线粒体膜之间也存在一定的联系。线粒体是内质网执行功能时所需能量的直接“供应站”，在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体的外膜相连。
2. 间接联系
高尔基体膜在厚度和化学组成上介于内质网膜和细胞膜之间。在活细胞中，这三种膜是可以互相转变的。内质网膜通过“出芽”的形式，形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体，与高尔基体膜融合，小泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体膜又可以突起，形成小泡，小泡离开高尔基体，移动到细胞膜，与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成小泡，小泡离开细胞膜，回到细胞质中。由此可以看出，细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。
各种生物膜在功能上的联系在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢？进一步的研究表明，在核糖体上翻译出的蛋白质，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中，需要大量的能量，这些能量的供给，来自于细胞内的“动力站”——线粒体，线粒体内膜上含有大量的与有氧呼吸有关的酶。

提问：哪些蛋白属于分泌蛋白？
由此可见，细胞内的各种生物膜不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明确的分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。
生物膜系统的概念
1. 概念：
细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。
2. 作用：细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。
首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起着决定性的作用。
第二，细胞的许多重要的化学反应都在生物膜内或者膜表面进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。
第三，细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
3. 研究生物膜的重要意义
生物膜结构和功能的研究，不仅有助于从理论上阐明细胞的生命活动规律，如细胞与周围环境的物质交换，蛋白质、糖和脂类的合成和运输等，而且在工农业生产和医学实践中也有重要用途。例如，进行海水过滤、研制人工肾脏等。在农业方面，人们正在从生物膜的结构与功能的角度研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，寻找改善农作物品质的新途径。

【模拟试题】（答题时间：45分钟）
一. 选择题
1. 细胞能正常完成各项生命活动的前提条件是（ ）
A. 膜的选择透过性 B. 线粒体供能
C. 核内有遗传物质 D. 细胞保持完整性
2. 细胞内与能量转换有关的细胞器（ ）
A. 叶绿体和高尔基体 B. 高尔基体和线粒体
C. 内质网和核糖体 D. 线粒体和叶绿体
3. 下列细胞中，同时含有叶绿体和中心体的是（ ）
A. 心肌细胞 B. 团藻细胞 C. 叶肉细胞 D. 根毛细胞
4. 下列各组织、器官的细胞中，含核糖体与高尔基体较多的是（ ）
A. 红细胞 B. 胰岛细胞 C. 汗腺细胞 D. 人体生发层细胞
5. 松树和松鼠体细胞中都有的结构是（ ）
① 细胞壁 ② 细胞膜 ③ 线粒体 ④ 叶绿体 ⑤ 中心体 ⑥ 核糖体
⑦ 内质网 ⑧ 染色质
A. ①②⑥⑦⑧ B. ②③⑥⑦⑧
C. ②④⑥⑦⑧ D. ②③④⑥⑧
6. 所有高等植物细胞都有的结构是（ ）
A. 大液泡 B. 中心体 C. 细胞壁 D. 叶绿体
7. 组成生物膜系统的生物膜是指（ ）
A. 在结构上直接相连的生物膜
B. 细胞内的所有生物膜
C. 具有单层膜的细胞器
D. 具有双层膜的细胞器
8. 一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的（ ）
A. 随着细胞质的流动到达特定部位
B. 从高尔基体到内质网
C. 从内质网直接到达细胞膜
D. 通过形成具有膜的小泡而转移
9. 下列有关生物膜的叙述，不正确的是（ ）
A. 各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B. 不同种细胞器或细胞结构的生物膜之间是可以相互转变的
C. 生物膜的研究已经深入到分子水平
D. 细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能。
10. 胰岛细胞中和合成胰岛素有关的一组细胞器是（　　）
A. 内质网、核糖体、高尔基体、中心体
B. 内质网、核糖体、高尔基体、线粒体
C. 内质网、核糖体、高尔基体、叶绿体
D. 内质网、中心体、高尔基体、线粒体

二. 非选择题
1. 1970年，两位科学家做了一个实验，他们将人细胞膜上的抗原（一种蛋白质）与红色荧光物质（一种抗体）结合，使细胞产生红色荧光，再利用细胞杂交技术，使这个细胞与一个小鼠细胞融合，得到一个杂交细胞。开始时红色荧光物质在融合的细胞膜上，最初只分布在人细胞膜上，但在37℃下保温40分钟后，红色荧光点就均匀地分布在整个杂交细胞的细胞膜上了。该实验结果能证明细胞膜具有______________。
2. 下列模式简图表示几种细胞器，据图回答（填写标号）：

（1）能把光能转变为化学能的细胞器是______。
（2）与细胞壁的形成有关的细胞器是______。
（3）在酶的参与下，为进行多种化学反应合成有机物创造有利条件的细胞器是______。
（4）与根进行交换吸附作用有关的细胞器是________。
（5）高等植物细胞没有的细胞器是______。
（6）能形成ATP的细胞器是______。
3. 德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了某种动物部分细胞中线粒体的数量（见下表）。分析回答：

（1）心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为_______。
（2）动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比在常态下多，是因为________。
（3）从表中所示数据可以看出线粒体的多少与________有关。
  4. 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，经检查发现放射性依次先后出现在下图中的1、2、3、4、5各部分。请根据图写出标号及其所代表的结构名称以及所要求的内容。

（1）[5]部位的物质（图上方的圆点）首先是由附着在[　]_______上的[　]________合成的________物质。
（2）它是由[　]________加工形成的。
（3）此动物细胞对该物质还具有________功能。
5. 在低温条件下，将叶片置于研钵中，加入某种溶液研磨后，将细胞碎片和细胞器用离心法进行分离。第一次分离成沉淀P1（含细胞核和细胞壁碎片）和上层液体S1；随后又将S1分离成沉淀P2（含叶绿体）和上层液体S2；第三次离心将S2分离成沉淀P3（含线粒体）和上层液体S3；最后一次将S3分离成沉淀P4（含核糖体）和上层液体S4。根据下列问题，填入相应的符号（如S1～S4和P1～P4）。
（1）含DNA最多的部分是_________。
（2）与光合作用有关的酶存在于_______部分。
（3）与呼吸作用有关的酶存在于_________部分。
（4）蛋白质含量最多的部分是_________。
（5）合成蛋白质的细胞器存在于______部分。

【试题答案】
一. 选择题
1. D 2. D 3. B 4. B 5. B 6. C 7. B 8. D 9. A 10. B
二. 非选择题
1. 一定的流动性
2. （1）C叶绿体 （2）B高尔基体
（3）D内质网 （4）A线粒体
（5）E中心体 （6）A线粒体、C叶绿体
3. （1）心肌不停地进行节律性收缩，消耗能量较多。
（2）冬眠时，主要由肝脏进行代谢提供机体营养物质。
（3）生命活动的旺盛程度有关。
4. （1）[2]内质网 [1]核糖体 蛋白质
（2）[3] 高尔基体
（3）分泌
5. （1）P1 （2）S1、P2 （3）S1、S2、P3
（4）S4 （5）S1、S2、S3、P4