2.5 细胞在结构和功能上是一个统一整体课件（34张ppt）-高一生物学（浙科版2019必修1）

(共34张PPT)
第二章 细胞的结构
第5节 细胞在结构和功能上是一个统一整体
课程导入
内质网
中心体
线粒体
高尔基体
细胞膜
细胞核
核糖体
溶酶体
细胞时刻进行着复杂多样的生命活动，这些活动能够有条不紊地进行，不仅依赖于细胞内形成相对独立的空间，保证各种生理活动不受影响，也依赖于各组分协调配合，共同执行生命活动。从细胞膜到细胞质中的各种细胞器，再到细胞核，在结构上有什么联系？
一、生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起
生物膜系统
细胞膜：单层膜
细胞器膜
核膜：双层膜
双层膜：叶绿体、线粒体
单层膜：高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
1. 生物膜系统组成
真核细胞内存在着丰富的膜结构，它们将细胞内部划分成相对独立的区室，保证多种生命活动高效、有序地进行。这些膜结构又是可以相互转化的，在结构和功能上构成一个统一整体。
原核细胞有生物膜吗？有生物膜系统吗？
原核细胞有细胞膜这一生物膜，但是没有生物膜系统，生物膜系统是真核生物特有的。
核糖体和中心体属于生物膜系统吗？
视网膜、隔膜是生物膜吗？
病毒有生物膜吗？
（1）内质网是生物膜中面积最大的结构，占了整个生物膜系统的一半左右，内质网是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。
2. 生物膜系统特点
（2）生物膜具有一定的流动性，各组分之间可以通过囊泡相互转化。
（3）囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。
合成的蛋白质
囊泡
细胞膜
3. 各种生物膜之间的联系
膜 蛋白质(质量分数%) 脂类(质量分数%) 糖类(质量分数%)
人红细胞膜 49 43 8
大鼠肝细胞核膜 59 35 2.9
内质网膜 67 33 含量很少
线粒体外膜 52 48 含量很少
线粒体内膜 76 24 含量很少
（1）成分上的联系
组成成分基本相似：主要是磷脂和蛋白质
2. 结构上的联系
①直接相连
核膜(外膜）
内质网膜
细胞膜
核膜
内质网膜
细胞膜
内质网
核　膜
细胞膜
直接联系
高尔基体
间接联系
（借助囊泡）
间接联系
（借助囊泡）
②间接相连
（1）概念：在 合成后，分泌到 发挥作用的一类蛋白质。
（2）实例： 、 和一部分激素。
细胞内
胞外
消化酶
抗体
消化酶：唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等
所有抗体都是分泌蛋白
常见激素类蛋白质：胰岛素、胰高血糖素、生长激素等等
与细胞内的蛋白质相区分：呼吸酶、DNA聚合酶、血红蛋白、结构蛋白，光合作用相关酶
1. 分泌蛋白
二、细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动
细胞中有许多条“生产线”。每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。分泌蛋白的合成和运输就是个例子。
思考：
（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？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
（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？
概念：　 分泌蛋白 　 　 。
举例：　 等 。
途径：附着在　 　上的核糖体 　 　 　 细胞外。
提供能量的细胞器：　 　。
细胞内　
合成
作用于
细胞外或其他细胞
消化酶、抗体、胰岛素　
内质网
内质网
高尔基体
细胞膜
线粒体
囊泡
线粒体
高尔基体
核糖体
内质网
豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程
同位素　
在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为 ，如与。
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 。
生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如、 、 ；有的不具有反射性，是稳定同位素，如、 等。
研究分泌蛋白的合成和分泌时，用 标记亮氨酸。
科学方法：同位素标记法
同位素标记法　
加工
折叠
核糖体
合成
氨基酸
脱水缩合
多肽
内质网
加工
运输
较成熟的
蛋白质
加工
运输
囊 泡
细胞膜
成熟的蛋白质
分泌蛋白
囊 泡
高尔基体
分泌
线粒体（提供能量）
细胞核
内质网
合成的蛋白质
高尔基体
囊泡
细胞器之间的协调配合
提示：分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成多肽，多肽进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以“出芽”，也就是鼓出由膜形成的囊泡，包裹着要运输的蛋白质，离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
探讨：分泌蛋白的合成及分泌过程
右图是用3H标记的亮氨酸检测豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白合成过程的实验过程图解，请分析：
(1)下列蛋白质属于分泌蛋白的有哪些？
①血红蛋白　②胰蛋白酶　③与有氧呼吸有关的酶　④抗体　⑤性激素　⑥胰岛素
②④⑥
分泌蛋白
细胞膜
囊泡
高尔基体
核糖体
内质网
（2）经连续取样后，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表哪种细胞器？
　a.核糖体；b.内质网；c.高尔基体。
放射性氨基酸量
时间/min
（3）如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是什么？
A.内质网；B.细胞膜；C.高尔基体。
时间
膜面积
膜面积
内质网
高尔基体
细胞膜
前 后
2. 囊泡运输功能
囊泡形成
运输
与特定部位膜的融合
囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键
（1）囊泡仅仅运输蛋白质吗？
在光面内质网合成的磷脂和胆固醇同样需要与高尔基体联系，通过囊泡运入其他细胞器。
许多生物大分子在内质网和高尔基体等细胞器合成或加工后，不能直接穿过生物膜，而是被包裹在囊泡中，并被运至特定部位。
（2）囊泡运输主要有几类？
一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，参与细胞器的组成并完成特定的细胞功能。
一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等，这些物质有的分泌到胞外，有的参与细胞内大分子物质的降解。
囊泡运输包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键。整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。
细胞在代谢过程中产生的残渣、功能异常的大分子以及衰老的细胞器等，被内质网或其他膜结构形成的囊泡包裹着，与溶酶体融合，进而被消化分解，产生的小分子物质有的被细胞重新利用，有的被排出细胞。
囊泡的三个不一定
1. 产生囊泡的不一定是高尔基体，还有可能是内质网、细胞膜等
2. 囊泡中的物质不一定是蛋白质还有可能是脂质
3. 囊泡中的物质不一定是运输到胞外，还有可能是在胞内起作用
3. 生物膜的功能
①大大提高了细胞内物质运输的效率，加强了各组分间的交流。
②生物膜形成的各区室使细胞具有相对独立的空间，保证了细胞各项生命活动_______________地进行。
③广阔的膜面积为_________提供了附着位点，有利于许多化学反应的进行。
高效、有序的进行
多种酶
生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体。
1. 如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为（ ）
A. ②→③→④→⑤
B. ①→②→③→④
C. ①→②→④→⑤
D. ①→③→④→⑤
A
细胞膜
信号
细胞核
巩固练习
2. 下图为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图，下列有关说法不正确的是（ ）
A. 分泌蛋白的运输过程体现了生物膜的流动性
B. 分泌蛋白的加工和运输过程不需要消耗细胞代谢产生的能量
C. 在化学成分上，内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D. 分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快
B
内质网
蛋白质
运输中的囊泡
囊泡与高尔基体融合
3. 下列关于生物膜的叙述，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
4. 牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质。在奶牛的乳腺细胞中，与上述物质的合成和分泌有密切关系的是（ ）
A. 线粒体、中心体、内质网、高尔基体
B. 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
C. 核糖体、中心体、内质网、高尔基体
D. 线粒体、中心体、核糖体、高尔基体
B
5. 胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的一种蛋白质类激素。在核糖体上合成的胰岛素还未成熟，需运送至内质网和高尔基体进一步加工。未成熟的胰岛素由内质网运输至高尔基体的方式为（ ）
A. 从内质网直接到达细胞膜
B. 由高尔基体直接连接内质网
C. 通过形成具有膜的囊泡而转移
D. 随着细胞质的流动到达特定部位
C
6. 科学家用3H标记的亮氨酸同时标记多只豚鼠的胰腺腺泡细胞，然后分别在不同时间获得细胞，观察到不同结构所含放射性同位素的情况，如下图所示。根据图中三条曲线的变化情况，请分析原因。
放射性颗粒数（%）
附有核糖体的内质网
高尔基体
分泌小泡
追踪时间（min）
THANKS