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1、第2课时 细胞器之间的协调配合学习目标素养定位1 .举例说明细胞器 之间的协调配合。2 .分析细胞中部分 与整体、结构与功 能的统一性1 .构建分泌蛋白的合成、运输和分泌“生产线”模型，阐明细胞各部分通过分工合作,共同执行细胞的某些生命活动。（科学思维）2 .运用结构与功能观,分析生物膜之间的联系。（生命观念）3 .关注人工膜材料的研究进展及在医疗等方面的应用。（社会责任）一、细胞器之间的协调配合1 .分泌蛋白的概念在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的一类蛋白质,如消化酶、抗体和一部分激素等。2 .分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程（1）研究方法：同位素标记法。分泌过程二、细胞的生物膜系统1
2、 .生物膜系统组成细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。2 .生物膜特点（1）各种生物膜的组成成分和结构很相似。3 .在血液中，胆固醇通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL） 颗粒进行运输。如图是大多数动物细胞通过受体介导的胞吞作用摄取 LDL的途径，下列有关叙述错误的是（D ）注:网格蛋白有被小泡是覆盖有网格蛋白衣被的运输小泡，介导从细 胞膜和高尔基体开始的小泡运输。A.胞内体属于动物细胞生物膜系统的一部分B. LDL的摄取及处理过程体现了细胞内各种结构之间的协调与配合C. LDL受体的形成过程需要内质网、高尔基体等细胞器的参与D.功能越复杂的动物细胞膜胆固醇含量越
3、多解析：由题分析可知,胞内体具有膜结构,属于动物细胞生物膜系统的 一部分;LDL的摄取及处理过程需要内质网、高尔基体等多种细胞结 构的参与，体现了细胞内各种结构之间的协调与配合;LDL受体属于糖 蛋白，形成过程需要内质网、高尔基体等细胞器的参与;功能越复杂的 动物细胞膜的蛋白质含量越多。4.研究人员向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,通过检测放 射性的聚集和转移情况,研究分泌蛋白的合成和分泌过程。如图表示 胰腺腺泡细胞的部分结构和分泌蛋白的分泌过程。请回答下列问题。 （1）该实验采用了法进行研究，以追踪相关物质的去向。预测实验结果:放射性在不同结构中聚集和转移的先后顺序是（以 图中序号作
4、答）。研究人员采用某种方法使胰腺腺泡细胞的高尔基体全部解体，再 进行相关实验。结果发现,放射性只在细胞内进行转移,却未出现在细 胞外，这表明。（4）生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要，图中序号所示的 结构中参与构成生物膜系统的是（填相关序号）。解析：（1）根据题干信息分析可知,该实验采用了同位素标记法进行研 究，以追踪相关物质的去向。分泌蛋白合成与分泌过程是核糖体合成肽链一内质网继续合成和 加工一内质网“出芽”形成囊泡一高尔基体进行再加工形成成熟的蛋 白质一高尔基体“出芽”形成囊泡一细胞膜。因此，放射性在不同结 构中聚集和转移的先后顺序是核糖体、内质网、囊泡、高尔 基体、囊泡、细胞膜。根
5、据题意分析,胰腺腺泡细胞的高尔基体全部解体后,放射性只在 细胞内进行转移,却未出现在细胞外,说明高尔基体与分泌蛋白的分 泌有关。生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构构成,题图中参与构 成生物膜系统的结构有细胞膜、高尔基体、线粒体、囊泡、 核膜、内质网。答案：（1）同位素标记（2）（3）高尔基体与分泌蛋白 的分泌有关（4）（2）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。3.生物膜系统功能细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,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的作用。许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供
6、附着位点。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行炙独 化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 判断正误分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。（V ）内质网膜和核膜之间可以以囊泡的形式相互转化。（X ）提示：内质网膜不能以囊泡的形式转化为核膜,而是与核膜直接相连。细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输。（X ）提示:核糖体、中心体等细胞器不具有膜,不能通过囊泡进行物质运输。囊泡运输依赖于膜的流动性且不消耗能量。（X ）提示:囊泡运输依赖于膜的流动性且消耗能量。真核生物具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行。（V ）生物膜之间通过囊泡的转移实现了膜成分的
7、更新。（V ）探究一细胞器之间的协调配合阅读教材P51 “分泌蛋白的合成和运输”，分析用同位素标记法研究 豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程，思考下列问题。(1)该实验中使用3H标记亮氨酸的依据是什么？提示:氨基酸是组成蛋白质的基本单位，使用同位素标记氨基酸可以 显示出蛋白质合成和加工的过程，而氨基酸的组成元素是C、H、0、N,有些氨基酸还含有S,因而可用3H标记亮氨酸研究分泌蛋白的合成、 加工和运输途径。如图是分泌蛋白的合成和运输过程示意图，请回答下列问题。图中甲、乙、丙、丁和戊分别是指什么结构？提示：甲为核糖体、乙为内质网、丙为高尔基体、丁为细胞膜、戊为 线粒体。图中的甲和乙在结构上的联系
8、是什么？提示：甲是核糖体，乙是内质网,合成分泌蛋白的过程中，核糖体附着 在内质网上，但应注意,在游离的核糖体中首先合成一段肽链后,这段 肽链才与核糖体一起转移到内质网上。乙和丙之间、丙和丁之间可以以囊泡的形式运输物质，说明生物膜 具有什么特性？提示:生物膜具有流动性。在分泌蛋白加工、运输过程中，依次经过哪些膜结构?这些膜的面 积在前后发生怎样的变化?试用曲线图表示膜面积的变化。提示：内质网、高尔基体、细胞膜。如图：“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工和运输1.下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是(C )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
9、经过高尔基体再经过内质网和囊泡分泌到细胞外D.分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合解析：分泌蛋白先经过内质网再经过高尔基体和囊泡分泌到细胞外； 分泌蛋白从细胞内排出时,高尔基体形成的囊泡的膜可与细胞膜融合, 将分泌蛋白释放到细胞外。2 .内质网合成的分泌蛋白，经高尔基体加工后与高尔基体膜内表面的 受体结合,启动囊泡的形成，以便于分泌蛋白的运输和分泌。某基因突 变导致高尔基体中的分泌蛋白堆积而不能被分泌到细胞外。下列分析 不正确的是（D ）A.内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体进行进一步加工B.高尔基体中堆积蛋白质可能影响细胞内继续合成、加工该种蛋白质 C.囊泡与靶膜的结合依赖于信号
10、分子与膜上的受体相互识别 D.该突变基因所编码的蛋白质的功能可能是促进囊泡的运输 解析：内质网通过囊泡将蛋白质运输到高尔基体进行进一步加工;高 尔基体能加工来自内质网的蛋白质，高尔基体中堆积蛋白质可能影响 细胞内继续合成、加工该种蛋白质;囊泡与靶膜的结合依赖于信号分 子与膜上的受体相互识别，只有二者相互识别并特异性结合后方可实 现囊泡和靶膜的融合；由题干信息“某基因突变导致高尔基体中的分 泌蛋白堆积而不能被分泌到细胞外”可知,该突变基因所编码的蛋白 质的功能可能是抑制囊泡的运输。探究二细胞的生物膜系统人工肾是一种替代肾脏功能的装置，主要用于治疗肾功能衰竭和 尿毒症。它将血液引出体外利用透析、过
11、滤、吸附、膜分离等原理排 除体内过剩的含氮化合物,新陈代谢产物或逾量药物等，调节电解质 平衡然后再将净化的血液引回体内。现在临床上使用的人工肾是一种透析治疗设备，即将血液与透析 液分置于一人工合成的半透膜两侧,这种半透膜模拟了细胞中的膜结 构，利用半透膜两侧各自不同的浓度和渗透压互相进行扩散和渗透， 可以达到治疗和稀释血液中代谢废物的目的。血液透析可将患者体内 多余的水及代谢废物排出体外,并从透析液中吸收机体缺乏的电解质 及碱基，以达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。结合教材P5253相关内容，回答下列有关生物膜系统的问题。 细胞中哪些结构可以作为“人工肾”的制作原型？提示:构成生物膜系统的各种
12、膜结构都可以，如细胞膜、细胞器膜、核 膜等。生物膜之间存在着直接或间接的相连，间接相连是指以囊泡形式 相连。请结合教材图3-8和图3-9,总结哪些生物膜直接相连,哪些间 接相连。提示：内质网膜与细胞膜、核膜直接相连；内质网膜与高尔基体膜、高 尔基体膜与细胞膜间接相连。生物膜间的联系(1)生物膜在化学组成上的联系相似性: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。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 数量越多。生物膜在结构上的联系各种生物膜的结构相似,可直接或间接地相互转化,如图：生物膜在功
13、能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工,又相互配合、协调工作,如分泌蛋 白的合成和运输过程充分体现了生物膜在功能上的紧密联系。有关生物膜系统的3点易错核糖体、中心体等结构不含生物膜,不属于生物膜系统。原核细胞有生物膜但是没有生物膜系统。生物膜系统指的是真核生物细胞内的，不是生物体内的。3 .生物膜系统在细胞生命活动中的作用没有体现在（C ）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.在细胞内外的物质运输等过程中起决定性作用解析:生物膜将各种细胞器分隔开，使细胞的结构与功能区域化、互不 干扰;生物膜具有广阔的膜面积，为多种酶
14、提供了大量的附着位点，许 多重要的化学反应都在生物膜上进行;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;生物膜使细胞处于一个相对稳定的 环境,在细胞与外界物质运输、能量转化和信息传递过程中起决定性 作用。4 .如图为细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述中正确的是(D )A.图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器B.若d是叶绿体，则m、n一定是外膜和内膜C.图中p是线粒体的内膜D.图中的f和h分别是指内质网和高尔基体解析:生物膜包括核膜、细胞膜和各种细胞器膜等,细胞膜与内质网膜 和高尔基体膜在分泌蛋白的加工、运输和分泌中具有重要作用，据此 可知,a是核膜,b是具膜细胞器,c是细胞膜
15、;若d为叶绿体，由于叶绿 体有外膜、内膜和类囊体薄膜，因此m、n不一定是外膜和内膜，据题 图也不能确定p是否为线粒体内膜;性激素在内质网中合成,据此可 判断f是内质网,h是高尔基体,g是囊泡。情境MBR是膜生物反应器的简称,是一种将膜分离装置与生物处理装置 有机结合的新型水处理技术。膜分离装置可用于截留生化反应池中的 活性污泥和高分子有机物,替代传统的重力沉淀固液分离装置,提高 固液分离效率。通过实际应用，发现MBR工艺具有占地面积小、出水 水质好等明显优于传统工艺的优点。随着我国城市化建设的深入,对 污水处理的要求也越来越高。MBR工艺作为一种高效的污水处理工艺, 具有非常广阔的应用前景。探
16、究：（l）MBR技术中的膜分离原理,参照了生物膜的何种功能？提示:控制物质进出。（2）MBR技术中使用的人工膜上可以吸附很多好氧细菌,从而可以加速 污水中有机污染物的氧化分解。利用膜作为好氧细菌的载体,模拟了 生物膜的何种功能？提示:细胞中的生物膜系统为多种酶提供了附着位点。试提出一种模拟生物膜系统功能,提高污水处理效率的设想。提示:参照细胞中的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区 室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了 细胞生命活动高效、有序地进行。因此可以开发人工膜将污水处理的 不同阶段进行空间上的隔离，以提高处理的效率。课堂小结随堂检测1.将3H标记的谷氨酸
17、注入某动物胰腺的腺泡细胞后,细胞中合成物质 X并将其分泌到细胞外的过程如图所示,其中的、及物质X分别 是（A ）核糖体一一里更二细胞质3土细胞外A.内质网、高尔基体、分泌蛋白B.内质网、线粒体、分泌蛋白C.高尔基体、中心体、胞内蛋白D.内质网、高尔基体、胞内蛋白解析:分泌蛋白的合成、运输过程依次经过核糖体、内质网、高尔基 体三种细胞器,物质X最后分泌到细胞外,属于分泌蛋白。2.细胞内部多数蛋白质生成后被包裹于膜内形成不同囊泡,囊泡在正 确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的“目的地”。BFA蛋白 转运抑制剂能够抑制蛋白质从内质网向高尔基体转运。下列说法不正 确的是（A ）A.囊泡是一种体积微
18、小、种类繁多、可定向运输物质的细胞器B.囊泡能把正确的细胞“货物”运送到正确的“目的地”说明囊泡膜 表面有与识别有关的物质C.细胞内部能产生囊泡的结构有内质网、高尔基体以及细胞膜D. BFA蛋白转运抑制剂处理细胞后,溶酶体、细胞膜结构可能会在短 期内发生变化解析:囊泡是细胞中具有转运功能的结构,不是细胞器;囊泡膜表面有 与识别有关的物质，所以囊泡能把正确的细胞“货物”运送到正确的 “目的地”；内质网与高尔基体、内质网与细胞膜之间都能通过囊泡 间接联系,故细胞内部能产生囊泡的结构有内质网、高尔基体和细胞 膜；由题意分析可知,BFA蛋白转运抑制剂能够抑制蛋白质从内质网向 高尔基体转运,会影响高尔基体分泌囊泡,而细胞膜和溶酶体膜成分 的更新与高尔基体产生囊泡有关,故经过该抑制剂处理的细胞中,溶 酶体、细胞膜结构可能会在短期内发生变化。