3.2.2　细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统 课件(共39张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第一册

(共39张PPT)
第3章　细胞的基本结构
第2节　细胞器之间的分工合作
第2课时　细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统
课 程 标 准
1.通过分泌蛋白的合成与运输过程,认同生物体结构与功能上的统一性。
2.针对生物膜系统在细胞生命活动中的作用,能够对生物膜系统在生产生活中的实际应用提出建议。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
素养升级 情境命题强突破
基础落实 必备知识全过关
知识点一 细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白
(1)概念:在__________合成后,分泌到__________起作用的蛋白质。
(2)举例:__________、抗体和一部分激素。
细胞内
细胞外
消化酶
2.分泌蛋白的合成和运输
(1)研究方法:_________________。
(2)过程
同位素标记法
核糖体
粗面内质网
内质网腔
囊泡
高尔基体
修饰加工
融合
知识点二 细胞的生物膜系统
1.组成
__________和细胞膜、__________等结构。
2.特点
(1)各种生物膜的__________和结构很相似。
(2)在结构和功能上紧密联系,进一步体现了________________________。
细胞器膜
核膜
组成成分
细胞内各种结构之间的协调与配合
3.功能
物质运输
内部环境
酶的附着位点
高效、有序
旁栏边角 想一想
(1)[教材P51科学方法]科学家通过注射由3H标记的亮氨酸来研究分泌蛋白的合成和分泌时,从氨基酸的组成元素分析,能否利用14C、18O、15N等元素
(2)[教材P53与社会的联系]肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是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是一种人工合成的膜材料,人工肾的原理是什么
提示 生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。该实验是通过检测放射性情况来追踪物质运行经过的细胞结构的,因此没有放射性的同位素18O、15N等元素不可用。
提示 生物膜的选择透过性。
结论语句辨一辨
(1)分泌蛋白的多肽链首先是在游离的核糖体中合成的。(　　)
(2)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白。(　　)
(3)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所。(　　)
(4)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化。(　　)
(5)溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的。(　　)
(6)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成。(　　)
(7)人体内的小肠黏膜、呼吸道黏膜均属于生物膜系统。(　　)
(8)豚鼠胰腺腺泡细胞内的内质网、囊泡、高尔基体均属于生物膜系统。
(　　)
√
×
×
×
√
×
×
√
重难探究 能力素养全提升
主题一　分泌蛋白的合成和运输过程
情境探究
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,离不开多种细胞结构的协调配合。下图是某动物分泌蛋白合成和分泌的示意图。
(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胰岛素
提示 ②④⑤。
(2)用3H标记亮氨酸,追踪到分泌蛋白的合成与分泌过程是_____________ (用图中序号和箭头表示)。若用3H标记脱氧核苷酸、核糖核苷酸、葡萄糖,可分别追踪____________________的合成途径及合成后的去向。
⑤→③→②→①
DNA、RNA、多糖
(3)图甲表示分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化;图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序;图丙表示不同细胞器中放射性强度的变化。
据图分析,图甲中A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是____________;图乙中1、2所指代的细胞器是____________________;图丙中a、b、c所代表的细胞器分别为_____________________________。
内质网膜、细胞膜、高尔基体膜
内质网、高尔基体
核糖体、内质网、高尔基体
方法突破
“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工和运输
视角应用
1.[2023广西梧州高一月考]科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述不正确的是(　　)
细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡
时间/min 3 17 117
A.形成分泌蛋白的多肽链最早在核糖体内合成
B.高尔基体膜向内与内质网膜相连,向外与细胞膜相连
C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
B
解析　内质网膜向内与核膜相连,向外与细胞膜相连,高尔基体膜与内质网膜不直接相连,B项错误。
2.[2023湖北武汉三中高一月考]细胞膜内陷形成的囊状结构即小窝,与细胞的信息传递等相关。小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,研究者获取到肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)后,分别加入等量胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
图1
图2
A.据图可知小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段2中
B.小窝的形成体现了细胞膜的结构特点
C.小窝蛋白分为三段,中间区段主要由疏水性的氨基酸组成
D.与小窝蛋白合成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
答案 A
解析　分析图2可知,肽段1+胆固醇曲线与肽段1相比,荧光强度明显降低,而肽段2+胆固醇曲线与肽段2相比,荧光强度变化不明显,由此结果可知小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段1中,A项错误;小窝是细胞膜的一部分,属于生物膜,生物膜的主要成分是蛋白质和脂质,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,由于磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此该过程体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点,B项正确;由题图可知,小窝分为三段,中间由疏水的氨基酸残基组成,其余两段位于细胞质基质中,C项正确;小窝蛋白合成的场所是核糖体,在核糖体上氨基酸脱水缩合形成多肽链,多肽链依次进入内质网和高尔基体进行加工,由囊泡运输到细胞膜,成为细胞膜上的小窝蛋白,整个过程需要线粒体提供能量,故与小窝蛋白合成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体,D项正确。
【题后归纳】 与分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”
3.细胞中某分泌蛋白合成和分泌前后三种生物膜的膜面积变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.a、b、c分别表示核糖体膜、内质网膜、高尔基体膜
B.a所在的细胞器是细胞内物质运输的枢纽
C.多肽链的合成发生在b所在的细胞器中
D.分泌蛋白合成旺盛的细胞中图示膜转化速率更快
D
解析　核糖体没有膜结构,a、b、c分别表示内质网膜、高尔基体膜、细胞膜,A项错误;b所在的细胞器高尔基体是细胞内物质运输的枢纽,B项错误;b为高尔基体,多肽链合成的场所是核糖体,C项错误。
主题二　细胞的生物膜系统
情境探究
细胞内生物膜为细胞生命活动提供了广阔场所,结合细胞的生物膜系统的概念图,讨论下列问题。
(2)将用放射性同位素标记的氨基酸注入细胞,发现放射性依次出现在f→g→h→g→c,则f、g、h分别是哪种膜结构
(3)原核细胞是否具有生物膜系统
(4)生物体内有肠系膜、大网膜等内膜结构,是否属于细胞的生物膜系统
(1)图中a、b、c分别是哪种膜结构 请说明判断理由。
提示 细胞的生物膜系统由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成,其中b包括多种类型,可确定b为细胞器膜;结合分泌蛋白的合成与分泌过程,可知c是细胞膜,故a是核膜。
提示 内质网膜、囊泡膜、高尔基体膜。
提示 生物膜系统主要是针对真核细胞,原核细胞的细胞膜也属于生物膜,但是其没有核膜及细胞器膜,故通常认为原核细胞没有生物膜系统。
提示 生物膜系统是细胞内膜结构的统称,不是生物体内膜结构的统称。
方法突破
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.生物膜在结构上的联系
各种生物膜的结构相似,可直接或间接的相互转化,如图:
视角应用
1.下列有关生物膜的叙述,错误的是(　　)
A.生物膜的主要成分是脂质和蛋白质,其功能主要取决于蛋白质的种类和数量
B.原核细胞的结构简单,没有线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网等复杂膜结构,所以不具有生物膜系统
C.细胞膜对细胞与外界环境进行的物质运输、能量转化和信息传递起决定性作用
D.高尔基体膜内连核膜,外连细胞膜,为物质的运输提供了便利通道
D
解析　生物膜主要由脂质和蛋白质组成,在组成生物膜的脂质中,磷脂最丰富,生物膜的功能主要取决于蛋白质的种类和数量,A项正确;原核细胞没有线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网等细胞器膜,也不具有核膜,所以不具有生物膜系统,B项正确;细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用,C项正确;内质网膜内连核膜,外连细胞膜,为物质的运输提供了便利通道,D项错误。
2.[2023福建莆田一中高一期末]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
解析　细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统,小肠黏膜不属于生物膜系统,A项错误;内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,所以合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达,B项正确;各种生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上有一定的联系,C项错误;枯草杆菌为原核生物,没有细胞器膜和核膜,因此不具有生物膜系统,D项错误。
素养升级 情境命题强突破
信号肽及囊泡运输
命题情境
蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程,可以大体分为两条途径:一是在游离核糖体上完成多肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体及细胞核或成为细胞质基质和细胞骨架的成分;二是在游离核糖体上开始多肽链的合成,当合成了一段肽链后由信号肽引导,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过一系列加工、折叠转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。在此过程中,如果某些条件改变,可能影响蛋白质的合成、加工运输等过程。
高考例证
[2021山东高考]高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　　)
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
C
解析　根据题干信息可知,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并分泌到细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A项正确;细胞通过囊泡运输需要消耗ATP,B项正确;如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高,则RS受体与RS的结合能力减弱,所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C项错误;如果RS功能缺失,则受体不能和错误转运到高尔基体的该类蛋白结合,并运回内质网,因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D项正确。
新题速递
[2023江西赣州高一月考]下图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图,据图分析下列有关叙述错误的是(　　)
A.高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B.多肽链通过囊泡运输到内质网加工
C.分泌蛋白经过细胞膜分泌到细胞外体现了生物膜的结构特点
D.细胞膜上的糖蛋白的形成需要经内质网和高尔基体的加工
B
解析　高尔基体具有加工、分类和运输的功能,高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位,A项正确;多肽链直接进入内质网腔进行粗加工、再通过囊泡运输到高尔基体进行深加工,B项错误;分泌蛋白的分泌过程有膜融合的过程,体现了膜具有一定的流动性的结构特点,C项正确;分析题图可知,细胞膜上的糖蛋白和分泌蛋白都需要内质网和高尔基体的加工,D项正确。
【网络构建】
【经典图示】
分泌蛋白形成过程中相关膜面积的变化
放射性颗粒随着追踪时间的变化在不同细胞结构上的变化
本 课 结 束