3.2 细胞器之间的分工合作第2课时 人教版2019 必修1（课件+分层训练含解析）

(共22张PPT)
第2节 细胞器之间的分工合作
（第2课时）
结合分泌蛋白的合成和运输，理解细胞器之间的协调配合。
简述生物膜系统的组成和功能。
说出不同生物膜的成分和结构的相似处，举例说明不同生物膜在结构和功能上的紧密联系。
一、细胞器之间的协调配合
【阅读书本P51资料分析，思考下列问题】
①分泌蛋白是在哪里合成的？
②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？
③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？
一、细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成和运输为例
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。
用3H标记亮氨酸
蛋白质的合成和运输过程
追踪
2.研究方法：同位素标记法(P51)
注意区分
胞内蛋白：在细胞内合成，在细胞内起作用。如血红蛋白、呼吸酶
消化酶
抗体
蛋白质类激素
一、细胞器之间的协调配合
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
放射性同位素：
稳定同位素：
3H、14C、35S、32P等。
18O、15N等。
检测
密度或相对分子质量
检测
放射性
科学方法：同位素标记法
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，12C与14C。
①同位素：
②同位素标记法：
③同位素标记的作用：
用于示踪物质的运行和变化规律。
④同位素分类：
一、细胞器之间的协调配合
在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射３Ｈ标记的亮氨酸
3.分泌蛋白的合成过程
一、细胞器之间的协调配合
问题1、为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？
亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。
实验细胞短时间暴露于含有放射性标记的氨基酸中
将含有放射性的氨基酸洗去，换成不含有放射性的同一氨基酸
使暴露时间内合成的蛋白质掺入了含有放射性的氨基酸
追踪放射性物质的位置，从而得知蛋白质运动的轨迹
问题2、为什么将实验细胞放入含有3H亮氨酸的培养液中短时间培养？
3. 分泌蛋白的合成过程
一、细胞器之间的协调配合
问题3、与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器有哪些？
问题4、参与分泌蛋白合成运输结构有哪些？
问题5、分泌蛋白从合成运输到细胞外的过程中一共穿过多少层生物膜？
0层，因为整个过程是以囊泡的形式转移。
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体及细胞膜。
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
一、细胞器之间的协调配合
分泌蛋白合成过程中，相关生物膜膜面积的变化
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，其中内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增大后减少，最后不变，细胞膜面积增大。
高尔基体膜
_________
_________
_______
前
后
时间
0
膜面积
_________
________
_________
时间
0
内质网膜
细胞膜
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
膜面积
一、细胞器之间的协调配合
教材P52
①在______________中，以_______为原料开始 的合成。
②合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到___________上继续其合成过程，并且边合成____________________，再经过_____、_____，形成______________________________。
③内质网膜鼓出形成___________，包裹着蛋白质离开内质网到达__________，与高尔基体膜______。囊泡膜_____________________________高尔基体还能对蛋白质做___________________，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的_________。
④囊泡转运到_________，与___________，将蛋白质__________。
⑤在分泌蛋白的_______、_________、________的过程中，需要_________，能量主要来自____________。
游离的核糖体
氨基酸
多肽链
粗面内质网
边转移到内质网腔内
加工
折叠
具有一定空间结构的蛋白质
囊泡
高尔基体
融合
成为高尔基体膜的一部分
进一步的修饰加工
囊泡
细胞膜
细胞膜融合
分泌到细胞外
合成
加工
运输
消耗能量
线粒体
分泌蛋白运到细胞外的过程示意图
胞内蛋白
a.概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
b.举例：消化酶、抗体和一部分激素。
a.概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。
（附着核糖体上合成）
（游离核糖体上合成）
b.举例：血红蛋白，与有氧呼吸有关的酶等。
分泌蛋白
一、细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成和运输为例
1．中国有“诗国”之称，古典诗词是我国千百年灿烂文化的精华，诗句“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”描写了几种生物，右图是桃树某类细胞的结构模式图，下列关于生物细胞结构的说法中，正确的是(　　)
【对点练习】
A．该图可表示桃树的根尖细胞，它比鸭的体细胞多了①③⑤
B．⑤中所含液体是细胞液，其中有糖类、无机盐、叶绿素等物质
C．桃树和鸭的细胞基本结构均有[②]细胞膜，只能控制物质的进出
D．⑦是细胞进行有氧呼吸的主要场所，因此被称作“动力车间”
D
一、细胞器之间的协调配合
2．对某植物细胞中3种细胞器的有机物含量进行测定，结果如表所示。下列有关说法错误的是(　　)
【对点练习】
A．如果细胞器a是线粒体，则是有氧呼吸的主要场所
B．细胞器b含有蛋白质和脂质，说明其具有膜结构，且与蛋白质的合成与加工有关
C．细胞器c中进行的生理过程产生水，产生的水中的氢来自羧基和氨基
D．蓝细菌与此细胞共有的细胞器有c
B
一、细胞器之间的协调配合
二、细胞的生物膜系统
①什么是生物膜系统？
②各生物膜的在组成和结构上的联系？
③生物膜系统在细胞生命活动中的意义？
【阅读书本P53内容，思考下列问题】
二、细胞的生物膜系统
核膜
双层膜，细胞核的边界
细胞器膜
单层膜
双层膜
线粒体膜
叶绿体膜
细胞膜
细胞器膜
细胞膜
核膜
生物膜系统
1.概念
二、细胞的生物膜系统
1、原核生物和病毒有生物膜系统吗？
没有，因为原核细胞内的生物膜分化不完善，只有细胞膜，没有核膜及具膜细胞器；
大多数病毒无任何膜结构，所以原核生物和病毒无生物膜系统。
2、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？
是细胞中各种膜结构的总称。
比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统。
思考·讨论
二、细胞的生物膜系统
(1)在组成成分上的联系
细胞的不同膜组成成分及含量比较表
各种生物膜的组成成分的种类基本相同
各种生物膜的组成成分的含量有差异
统一性
差异性
2.各生物膜的联系
二、细胞的生物膜系统
（2）在结构上的联系——生物膜可以相互转化
核膜
内质网膜
细胞膜
高尔基体
内质网
间接相连
直接相连
核膜
细胞膜
间接相连（囊泡）
囊泡
二、细胞的生物膜系统
双层膜
单层膜
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
生物膜系统
核膜
细胞膜
细胞器膜
3.功 能
二、细胞的生物膜系统
人工合成膜材料的应用
医学上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，能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。
【对点练习】
二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
3.下列有关生物膜系统的说法，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等都属于生物膜系统
B.合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达
C.各种生物膜的组成成分和结构完全一致，在结构和功能上有一定的联系
D.枯草杆菌也具有生物膜系统，否则就不能进行正常的生命活动
B
【对点练习】
二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
4.生物膜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与配合。下列有关生物膜功能的叙述，错误的是 ( )
A.活的动物细胞的细胞膜能阻止台盼蓝染液进入细胞
B.相邻细胞之间只能通过细胞膜上的受体进行信息交流
C.线粒体内膜向内折叠形成嵴，为酶提供更多附着位点
D.溶酶体膜把内外分隔开，防止水解酶对外界物质的水解
C课时分层训练(十)　细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统
知识点1　细胞器之间的协调配合
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、细胞膜分泌到细胞外，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．科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下面是在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。结合所学知识分析，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．分泌蛋白最早在内质网内合成
B．高尔基体膜向内与核膜相连，向外与细胞膜相连
C．高尔基体与转运分泌蛋白无关
D．分泌蛋白质时，靠近细胞膜的囊泡是由高尔基体形成的
D　[分泌蛋白的合成和运输过程：以氨基酸为原料在核糖体上合成多肽链→内质网加工折叠形成具有一定空间结构的蛋白质→内质网膜形成包裹着蛋白质的囊泡→囊泡与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质进一步修饰加工→高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡→囊泡与细胞膜融合。]
3．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。35S在细胞各结构间移动时不经过(　　)
A．核糖体 B．线粒体
C．内质网 D．囊泡
B　[分泌蛋白形成时不经过线粒体，线粒体只是为其提供能量。]
4．在某腺体的细胞中，提取出核糖体、内质网、高尔基体放入含有放射性同位素标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有各细胞器完成其功能所需的物质和条件。之后连续取样，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如下图所示。则曲线a、b、c依次代表(　　)
A．内质网、核糖体、高尔基体
B．内质网、高尔基体、核糖体
C．核糖体、高尔基体、内质网
D．核糖体、内质网、高尔基体
D　[题图中曲线显示放射性同位素标记的氨基酸首先出现在曲线a上，然后出现在曲线b上，最后才出现在曲线c上。根据分泌蛋白的合成和分泌过程，可知曲线a、b、c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。]
5．下图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。请联系所学知识回答下列问题：
(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
据表分析，甲、丙分别是[　]______________、[　]______________。
(3)[　]________具有三大功能：将细胞与周围环境分隔开；___________________________；________________________。
解析：(1)细胞的生物膜系统由细胞器膜、细胞膜、核膜等结构共同构成，除核糖体外，[6]中心体也没有膜结构，不参与生物膜系统的构成；抗体属于分泌蛋白，其合成与分泌过程为[4]核糖体合成蛋白质→[3]内质网进行加工→[7]高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→经[5]细胞膜分泌到细胞外侧，整个过程主要由[1]线粒体提供能量。(2)与抗体合成及分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，其中线粒体内有少量核酸，所以甲是[1]线粒体；核糖体没有膜结构，即没有脂质，由蛋白质和RNA构成，所以丙是[4]核糖体。(3)[5]细胞膜具有三大功能：将细胞与周围环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。
答案：(1)6　中心体　4、3、7、5　1　线粒体　(2)1　线粒体　4　核糖体　(3)5　细胞膜　控制物质进出细胞　进行细胞间的信息交流
知识点2　细胞的生物膜系统
6．下列关于生物膜系统的叙述中，不正确的是(　　)
A．功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多
B．生物膜系统包括细胞器膜、细胞膜和核膜等结构
C．内质网膜也属于生物膜系统
D．溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构
D　[蛋白质是生命活动的主要承担者，因此功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多，A正确；生物膜系统包括细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，B正确；内质网膜属于生物膜系统，C正确；核糖体没有膜结构，D错误。]
7．下列哪项不是生物膜系统在细胞生命活动中的体现(　　)
A．使细胞的结构与功能区域化
B．广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点
C．维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器
D．在物质运输等过程中起决定性作用
C　[细胞中的细胞骨架能维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器等，C符合题意。]
8．下列关于生物膜系统的叙述错误的是(　　)
A．溶酶体内的酶由高尔基体合成后被囊泡包被
B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般较发达
C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D．生物膜之间可通过囊泡的转移而实现膜成分的更新
A　[溶酶体中的酶是在核糖体上合成的，A错误；固醇类激素属于脂质，而内质网与蛋白质和脂质的合成相关，故合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般较发达，B正确；核糖体合成的肽链先进入内质网形成具有一定空间结构的蛋白质，再进入高尔基体进一步加工、分类、包装，C正确；生物膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分的更新，D正确。]
9．下图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成(　　)
A．血红蛋白 B．性激素
C．抗体 D．呼吸酶
C　[分泌蛋白在加工、合成、分泌过程中生物膜的膜面积变化为内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积先增大后减小，而细胞膜的膜面积增大，题图正好符合此变化，即此图表示分泌蛋白的合成过程。而A、D选项均为细胞内蛋白质，B选项为固醇，只有C选项抗体的化学本质为分泌蛋白。]
10．下图是某分泌蛋白的合成与分泌过程示意图(a、b、c表示细胞器)，下列说法错误的是(　　)
A．物质X是氨基酸，组成人体蛋白质的氨基酸有21种
B．b参与该分泌蛋白的合成和加工
C．图示过程中，c起着重要的交通枢纽作用
D．a、b、c均参与构成细胞生物膜系统
D　[物质X是合成蛋白质的基本单位，因此物质X是氨基酸，组成人体蛋白质的氨基酸有21种，A正确；b是内质网，参与该分泌蛋白的合成和加工，B正确；c是高尔基体，在分泌蛋白的合成和分泌过程中起着重要的交通枢纽作用，C正确；a是核糖体，无膜结构，不参与构成细胞的生物膜系统，D错误。]
11．酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　)
A．线粒体、囊泡
B．内质网、细胞外
C．线粒体、细胞质基质
D．内质网、囊泡
D　[分泌蛋白的合成和分泌经过的细胞结构依次是核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡和细胞膜，最后分泌到细胞外；已知酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，若某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中，则在细胞外检测不到分泌蛋白，还可能检测到分泌蛋白的结构包括内质网、内质网形成的囊泡，D符合题意。]
12．囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是(　　)
A．囊泡的运输依赖于细胞骨架
B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
A　[细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即具有流动性，C错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。]
13．图甲是动物某组织细胞示意图，图乙是某种物质的合成与运输过程(a、b、c、d表示细胞结构)。请据图回答下列问题：
　
(1)图甲细胞中的生物膜系统包括_____________(填序号)，在细胞与环境之间进行物质运输、能量转化等过程中起决定作用的是____________(填序号)。
(2)研究图乙所示的生理过程一般采用______________法。物质X在细胞器a中通过__________形成肽链，再通过__________包裹，由细胞器b运输到细胞器c中进一步修饰加工。图乙中，结构__________(填字母序号)在蛋白质的分泌过程中起到交通枢纽作用。
(3)科学家追踪了胰蛋白酶(分泌蛋白)分泌过程中内质网膜、高尔基体膜和细胞膜的膜面积变化。请在下图中画出胰蛋白酶分泌后三种结构膜面积的变化。
解析：(1)图甲中，①是细胞膜，②是高尔基体，③是核膜，④是内质网，⑤是中心体，⑥是核糖体，⑦是线粒体；图乙中，物质X是氨基酸，a是核糖体，b是内质网，c是高尔基体，d是线粒体。细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同组成生物膜系统；细胞膜在细胞与外部环境之间进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。(2)图乙是分泌蛋白的合成与运输过程：在核糖体中通过脱水缩合形成肽链→内质网进行加工、折叠→内质网形成囊泡→高尔基体进一步修饰加工→高尔基体形成囊泡→分泌到细胞外，研究该生理过程一般采用同位素标记法。高尔基体在蛋白质的分泌过程中起到交通枢纽作用。(3)在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网膜面积减小，细胞膜膜面积增大，高尔基体膜面积先增大后减小，即前后基本不变。
答案：(1)①②③④⑦　①　(2)同位素标记　脱水缩合　囊泡　c　
(3)如下图所示
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