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2019-2020年高中生物 課時10 細胞器之間的協(xié)調配合和細胞的生物膜系統(tǒng)導學案 新人教版必修1 【學習目標】 1．簡述生物膜系統(tǒng)的結構和功能。 2．討論細胞中結構與功能的統(tǒng)一性、部分與整體的統(tǒng)一性。 【自主梳理】 1．分泌蛋白的含義： (1)合成場所：__________。 (2)作用場所：__________。 (3)舉例：______________________________。 2．分泌蛋白的合成、加工和運輸： (1)合成場所：附著在內質網上的__________。 (2)加工、運輸過程 核糖體：氨基酸經過脫水縮合，形成__________ (3)提供能量的細胞器：__________。 3．生物膜在結構和功能上的聯(lián)系： 上圖表示[ ]__________，外連[ ]__________，內連[ ]__________。 4．生物膜系統(tǒng)的組成： 5．生物膜系統(tǒng)在生命活動中的重要作用： (1)細胞膜不僅使細胞具有一個____________________，同時在細胞與外部環(huán)境進行______的過程中起著決定作用。 (2)廣闊的膜面積為_________提供了大量的附著位點，有利于許多化學反應的進行。 (3)細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，使細胞內能夠同時__________________，而不會_________，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。 【預習小測】 1．思考問題： (1)內質網和高爾基體在分泌蛋白的加工過程中的作用分別是什么？ (2)生物體內的所有膜結構都屬于細胞的生物膜系統(tǒng)嗎？ 2．判斷正誤：形成分泌蛋白的多肽最早是在內質網上合成的。 3．判斷正誤：靠近細胞膜的囊泡可由高爾基體形成。 4．判斷正誤：抗體從合成到分泌不經過高爾基體。 5．判斷正誤：內質網具有對蛋白質進行加工的功能。 【探究一分泌蛋白的合成和運輸】 1．判斷下列蛋白質中哪些屬于分泌蛋白？ ①胃蛋白酶 ②呼吸酶 ③抗體 ④雄性激素 ⑤細胞膜上的蛋白質 2．(1)在下圖中用箭頭標出分泌蛋白合成與運輸依次經過的結構。 (2)依據上圖總結與分泌蛋白有關的細胞器和細胞結構。 (3)依據上圖分析分泌蛋白是如何從內質網轉移到高爾基體中，又是如何從高爾基體中轉移到細胞膜附近的。 3．探討在分泌蛋白合成和運輸?shù)倪^程中，內質網膜、高爾基體膜和細胞膜這三種膜面積的大小是如何變化的。嘗試判斷圖中曲線①②③分別代表哪種細胞結構？ 【典例精析】 下圖是動物某分泌細胞示意圖，向細胞內注射用放射性同位素3H標記的氨基酸，一段時間后， 在細胞外檢測到含有放射性的分泌蛋白。據圖回答下列問題([ ]內填序號)。 (1) 請舉例寫出3種分泌蛋白：___________、___________、___________。 (2)⑥分泌蛋白首先是由附著在[ ]___________上的[ ]___________合成的，該過程的實質是_______________________________________________________。 (3)圖中②是___________，在細胞內被形象地比喻為"深海中的潛艇"。 (4)在分泌蛋白的合成、加工和運輸?shù)倪^程中，需要的能量主要是由[ ]___________提供。 【變式訓練】 有實驗表明細胞膜、內質網膜和高爾基體膜中具有一些相同的蛋白質，而且這類蛋白質在細胞膜中含量較少，在內質網膜中含量較多，在高爾基體膜中的含量介于二者之間。據此判斷正確的是 A.這類蛋白質的分布說明細胞膜是由內質網膜直接轉化而來 B.這類蛋白質的分布說明同一細胞中不同生物膜的成分、結構相同 C.這類蛋白質的分布說明高爾基體能夠對蛋白質進行加工 D.這類蛋白質的分布說明生物膜在結構上具有統(tǒng)一性和差異性 【探究二細胞的生物膜系統(tǒng)】 4．結合細胞的生物膜系統(tǒng)的概念，思考：視網膜屬于細胞的生物膜系統(tǒng)嗎？ 5．觀察教材第49頁圖3-9，思考：核膜、內質網膜、細胞膜三者在結構上具有怎樣的聯(lián)系？ 6．回顧分泌蛋白合成和運輸?shù)倪^程，思考：生物膜在結構上能不能相互轉化？在功能上有沒有聯(lián)系？ 【典例精析】 下列有關細胞的生物膜系統(tǒng)的敘述，不正確的是 A.細胞膜使細胞具有相對穩(wěn)定的內部環(huán)境 B.細胞內許多重要的化學反應都是在生物膜上進行的 C.細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，保證了細胞生命活動高效、有序地進行 D.細胞的生物膜系統(tǒng)的生物膜是指具有膜結構的細胞器 【變式訓練】 下面為細胞的生物膜系統(tǒng)的概念圖，相關敘述正確的是 A.圖中a、c分別是指細胞膜、具膜細胞器 B.若d是葉綠體，則m、n一定是外膜和內膜 C.圖中p是線粒體的內膜 D.圖中的f和h分別是指內質網和高爾基體 【隨堂自測】 1．如圖所示內容不能表達下列哪項生理過程？ A.唾液腺細胞分泌唾液 B.胰島細胞分泌胰島素 C.汗腺細胞分泌汗液 D.腸腺細胞分泌腸液 2．連接溝通細胞膜、高爾基體膜、核膜，使三者相互聯(lián)系構成有機整體的結構是 A.中心體 B.線粒體 C.內質網 D.高爾基體 3．下列有關生物膜的敘述，不正確的是 A.膜可以從內質網膜轉移到高爾基體膜，再轉移到細胞膜 B.各種生物膜的化學組成和結構相似 C.細胞的生物膜系統(tǒng)是對生物體內所有膜結構的統(tǒng)稱 D.細胞的生物膜系統(tǒng)之間的緊密聯(lián)系，進一步體現(xiàn)了細胞內各種結構之間的協(xié)調配合 4．牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物質，在奶牛的乳腺細胞中，與上述物質的合成和分泌有密切關系的細胞器是 A.核糖體、線粒體、中心體、染色體 B.線粒體、內質網、高爾基體、核膜 C.核糖體、線粒體、葉綠體、高爾基體 D.核糖體、線粒體、內質網、高爾基體 5．細胞作為一個生命系統(tǒng)，其內部的各種結構及其功能既相對獨立又彼此聯(lián)系。下圖表示某種高等生物細胞中蛋白質X的合成和分泌過程，據圖回答下列問題。 (1)被3H標記的亮氨酸最初會出現(xiàn)在[ ]________中。 (2)細胞中與X物質的加工、運輸和分泌有關的具膜細胞器是________(填標號)，它們的膜與________和________共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。 (3)在實驗室中培養(yǎng)該細胞，當培養(yǎng)液中的含氧量較低時，圖中的[1]就移動到細胞表面，當含氧量較高時，就移動到細胞內部均勻分布。上述現(xiàn)象表明________是影響其分布的重要因素。 【探究歸納】 1．【提醒】在細胞內各種膜結構相互轉化常借助于囊泡，備種生物膜之間可以相互轉化，但它們之間的成分還是有區(qū)別的。 2．教材提煉： 3．各種生物膜之間在化學組成上的聯(lián)系： (1)相似性：各種生物膜在組成成分的種類上基本相同，都主要由蛋白質和脂質組成。 (2)差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異，這與生物膜功能的復雜程度有關——功能越復雜的生物膜中，蛋白質的種類和數(shù)量就越多。 4．各種生物膜之間在結構上的聯(lián)系：如圖所示。 5．各種生物膜之間在功能上的聯(lián)系： 在分泌蛋白的合成、加工和運輸過程中，生物膜各部分之間協(xié)調配合，如圖所示。 必修1課時10 細胞器之間的協(xié)調配合和細胞的生物膜系統(tǒng) 詳細答案 課前預習 預習案 【自主梳理】 1．(1)細胞內 (2)細胞外 (3)消化酶、抗體和一部分激素 2．(1)核糖體 (2)肽鏈 內質網 高爾基體 細胞膜 (3)線粒體 3．②內質網膜 ③細胞膜 ①核膜 4．細胞器膜、核膜、細胞膜等結構 5．(1)相對穩(wěn)定的內部環(huán)境 物質運輸、能量轉換和信息傳遞 (2)多種酶 (3)進行多種化學反應 相互干擾 【預習小測】 1．(1)提示：內質網將多肽鏈加工成具有一定空間結構的蛋白質，高爾基體對來自內質網的蛋白質進行進一步加工、分類和包裝。 (2)提示：不是，只有細胞內的膜結構才屬于細胞的生物膜系統(tǒng)。 2． 提示：形成分泌蛋白的多肽的合成是在核糖體上進行的。 3．√ 提示：高爾基體對來自內質網的蛋白質做進一步修飾加工，然后形成包裹著蛋白質的囊泡運輸?shù)郊毎ぁＫ钥拷毎さ哪遗菘捎筛郀柣w形成。 4． 提示：抗體的合成和分泌需要經過高爾基體的加工、包裝及運輸。 5．√ 提示：內質網對其上核糖體合成的肽鏈進行加工，形成有一定空間結構的蛋白質。 知識拓展 探究案 【探究一分泌蛋白的合成和運輸】 1．提示：①③。 2．(1)提示：如圖所示。 (2)提示：與分泌蛋白有關的細胞器是核糖體、內質網、高爾基體、線粒體；與分泌蛋白有關的細胞結構是核糖體、內質網、高爾基體、線粒體、細胞膜。 (3)提示：由內質網加工的蛋白質包裹在內質網突起形成的囊泡中，由囊泡運輸至高爾基體，經高爾基體再加工后，再包裹在囊泡中，由其運揄至細胞膜附近。 3．提示：內質網"出芽"形成囊泡與高爾基體膜融合，所以內質網膜面積會減少，而高爾基體膜面積會先增加，接著高爾基體也"出芽"形成囊泡與細胞膜融合，所以高爾基體膜面積又減少，故高爾基體膜面積在分泌蛋白合成和運輸?shù)倪^程中基本不變，而細胞膜由于獲取了高爾基體的膜而導致膜面積增加。故①是內質網膜，②是細胞膜，③是高爾基體膜。 【典例精析】 (1)消化酶 抗體 胰島素 (2)⑤內質網 ④核糖體 氨基酸通過脫水縮合形成多肽鏈 (3)囊泡 (4)⑦ 線粒體 【解析】分泌蛋白是在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質，如消化酶、抗體、胰島素等；在核糖體上合成的肽鏈， 首先在內質網上初步加工形成未成熟的蛋白質，內質網"出芽"形成囊泡將未成熟的蛋白質運輸?shù)礁郀柣w，經過進一步的加工形成成熟的蛋白質，高爾基體會"出芽"形成囊泡， 將蛋白質運輸至細胞膜處，囊泡與細胞膜融合而將蛋白質分泌到細胞外，整個過程需要線粒體提供能量；分泌蛋白與胞內蛋白不同，它是由附著在內質網上的核糖體合成的，合成的實質是氨基酸通過脫水縮合形成多肽鏈；圖中的②是將內質網內的蛋白質運輸至高爾基體、將高爾基體內的蛋白質運輸至細胞膜處的囊泡。 【備注】探究歸納 分泌蛋白最初是在內質網上的核糖體中由氨基酸形成肽鏈，肽鏈在內質網上進行初加工，而后借助內質網膜形成的囊泡被運輸?shù)礁郀柣w，在高爾基體中進行進一步加工，加工成熟后由高爾基體膜形成的囊泡運輸?shù)郊毎?，將蛋白質分泌到細胞外，整個過程需要線粒體提供能量。此實例說明細胞器之間既有明確的分工，又協(xié)調配合。 【變式訓練】 D 【解析】由題干可知“細胞膜、內質網膜和高爾基體膜中具有一些相同的蛋白質”，這說明生物膜在結構上相似，具有統(tǒng)ー性；通過“這類蛋白質在細胞膜中含量較少，在內質網膜中含量較多，在髙爾基體膜中的含量介于二者之間”推知它們在這種成分的含量上又存在差異性。 【備注】無 【探究二細胞的生物膜系統(tǒng)】 4．提示：結合細胞的生物膜系統(tǒng)的概念可知，細胞中的細胞器膜、細胞膜和核膜屬于細胞的生物膜系統(tǒng)，而視網膜不屬于這三者中的任何一個，因此不屬于細胞的生物膜系統(tǒng)。 5．提示：據圖可知，內質網膜與核膜直接相連，內質網膜與細胞膜直接相連，即內質網膜內連核膜，外連細胞膜。 6．提示：分泌蛋白的合成和運輸過程顯示內質網膜與高爾基體膜、高爾基體膜與細胞膜之間通過囊泡實現(xiàn)間接的轉化，且生物膜在功能上既各自分工，又相互聯(lián)系，共同完成分泌蛋白的合成、運輸和分泌。 【典例精析】 D 【解析】細胞膜是細胞的邊界，可以將細胞與外界環(huán)境分隔開使細胞具有相對穩(wěn)定的內部環(huán)境；內質網膜、線粒體膜、高爾基體膜等膜結構上可以進行多種化學反應；各種膜結構可以將線粒體、葉綠體等細胞器分隔開來，使細胞內的化學反應互不干擾而有序地進行；細胞的生物膜系統(tǒng)的生物膜是指細胞膜、核膜和各種細胞器膜。 【備注】探究歸納 細胞的生物膜系統(tǒng)是細胞內所有膜結構的統(tǒng)稱，而不是生物體內所有膜結構的統(tǒng)稱。細胞的生物膜系統(tǒng)在結構和功能上密切聯(lián)系，共同完成生物體的生命活動。 【變式訓練】 D 【解析】根據圖示信息，聯(lián)系生物膜系統(tǒng)由核膜、細胞膜和各種細胞器膜的組成；細胞膜與內質網膜和高爾基體膜在分泌蛋白的加工、運揄和分泌中具有重要作用，據此可知，a是核膜，b是具膜細胞器，c 是細胞膜。葉綠體有外膜、內膜和類囊體膜，因此m、n不一定就是外膜和內膜，據圖也不能確定p是否為線粒體內膜。性激素在內質網中合成，據此可判斷f是內質網，h是高爾基體，g是具膜小泡(囊泡)。 【備注】分泌蛋白合成分泌過程中相關膜面積變化 (1)內質網由于不斷以出芽形式形成囊泡.所以其膜面積逐漸減小。 (2)高爾基體膜面積由于接受來自內質網形成的囊泡而先逐漸增大，隨之由于高爾基體不斷以出芽形式形成囊泡而恢復原有的膜面積。 (3)細胞膜面積由于不斷接收到來自高爾基體形成的囊泡而不斷增大。 (4)由于囊泡的轉移，生物膜的成分不斷發(fā)生變化。 【隨堂自測】 1．C 【解析】題圖表示細胞借助囊泡將細胞內物質分泌到細胞外的過程，唾液淀粉酶、腸液中的消化酶、胰島素均屬于分泌蛋白，需借助囊泡被分泌到細胞外。汗液的分泌不需要借助囊泡。 【備注】無 2．C 【解析】內質網膜外連細胞膜，內連核膜，還能以形成囊泡的形式將內質網膜、高爾基體膜、細胞膜聯(lián)系在一起。 【備注】無 3．C 【解析】在分泌蛋白的形成過程中，膜可以從內質網膜轉移到高爾基體膜，再轉移到細胞膜；各種生物膜既各司其職，又相互協(xié)作，共同完成細胞的生理功能；各種生物膜的化學組成和結構是相似的，但并不完全相同；細胞的生物膜系統(tǒng)是對細胞內所有膜結構的統(tǒng)稱。 【備注】無 4．D 【解析】牛奶中的乳球蛋白和酪蛋白在核糖體內合成，經內質網和高爾基體加工后分泌到細胞外，在合成、加工和運輸過程中需要線粒體提供能量。 【備注】無 5．(1)2核糖體 (2)1、3、5 細胞膜 核膜 (3)氧氣濃度 【解析】(1)分泌蛋白首先在核糖體上合成肽鏈，所以放射性元素首先出現(xiàn)在核糖體上。 (2)內質網和高爾基體都參與蛋白質的加工，高爾基體將其分泌到細胞外，線粒體為整個過程提供能量，細胞器膜與細胞膜、核膜共同構成了細胞的生物膜系統(tǒng)。 (3)圖中[1]是指線粒體，由題干中的信息可以看出線粒體的分布受氧氣濃度的影響。 【備注】無