高中生物學(xué)必修一學(xué)案 第3章 第2節(jié) 細(xì)胞器之間的分工合作(Ⅱ)

第2節(jié)細(xì)胞器之間的分工合作(Ⅱ)課堂互動(dòng)探究案課程標(biāo)準(zhǔn)舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。素養(yǎng)達(dá)成設(shè)疑激趣蠶的絲腺細(xì)胞在5齡的初期主要是細(xì)胞本身增大，這時(shí)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體多為游離型的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很貧乏。但到5齡的后半期，腺細(xì)胞開始大量合成和分泌絲心蛋白時(shí)，則核糖體都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所是什么？核糖體有哪幾種存在形式？絲心蛋白的合成場(chǎng)所是哪里？夯基提能·分層突破——互動(dòng)·探究·智涂探究點(diǎn)一分泌蛋白的合成和運(yùn)輸如圖是用3H標(biāo)記的亮氨酸檢測(cè)豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞分泌蛋白合成過程的實(shí)驗(yàn)過程圖解，請(qǐng)分析：1．下列蛋白質(zhì)屬于分泌蛋白的有哪些？①血紅蛋白②胰蛋白酶③與有氧呼吸有關(guān)的酶④抗體⑤性激素⑥胰島素2．與分泌蛋白合成有關(guān)的細(xì)胞器有哪些？3．如圖是該過程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜的膜面積的變化曲線，則A、B、C依次代表的結(jié)構(gòu)分別是什么？[名師點(diǎn)撥]與分泌蛋白形成有關(guān)的細(xì)胞器、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)(1)相關(guān)細(xì)胞器：線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。(2)相關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜、囊泡。(3)相關(guān)膜結(jié)構(gòu)：線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜、囊泡。1.胞內(nèi)蛋白與分泌蛋白的比較比較項(xiàng)目胞內(nèi)蛋白分泌蛋白合成場(chǎng)所游離核糖體在游離的核糖體上合成多肽鏈后，轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成作用場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外實(shí)例血紅蛋白、與有氧呼吸有關(guān)的酶等消化酶、抗體、胰島素等2.分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸過程(1)標(biāo)記氨基酸出現(xiàn)的先后順序：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→囊泡→高爾基體→囊泡→細(xì)胞膜(→胞外)，如圖。(2)該過程中各種膜面積變化解讀：圖甲和圖乙分別以直方圖和曲線圖形式表示在分泌蛋白加工、運(yùn)輸過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減小，高爾基體膜面積基本不變，細(xì)胞膜面積相對(duì)增大。1．(合格考)下列物質(zhì)中，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成或加工的是()①胰島素②性激素③唾液淀粉酶④DNA⑤抗體A．①②B．⑤C．①②③④⑤D．①②③⑤2．(合格考)同位素標(biāo)記法在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用廣泛，下列哪組實(shí)驗(yàn)最適于研究分泌蛋白的合成和分泌的過程()實(shí)驗(yàn)材料標(biāo)記的化合物示蹤元素A胰腺細(xì)胞胸腺嘧啶3HB唾液腺細(xì)胞色氨酸14CC汗腺細(xì)胞谷氨酸18OD性腺細(xì)胞亮氨酸32P3.(等級(jí)考)如圖表示分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸過程，①②③表示細(xì)胞器，a、b、c表示某些過程。下列說法中不正確的是()A.①②③分別是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體B．該過程可以說明細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能之間具有密切的聯(lián)系C．a(chǎn)表示脫水縮合過程，b、c表示蛋白質(zhì)的加工及運(yùn)輸過程D．圖中的過程在原核細(xì)胞中也可以進(jìn)行4．(等級(jí)考)用35S標(biāo)記一定量的氨基酸，并用來培養(yǎng)哺乳動(dòng)物的乳腺細(xì)胞，測(cè)得核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上放射性強(qiáng)度的變化曲線(甲圖)以及在此過程中高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞膜膜面積的變化曲線(乙圖)。下列分析不正確的是()A．甲圖中的a、b、c三條曲線所指代的細(xì)胞器分別是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體B．與乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相關(guān)的具膜細(xì)胞器是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體C．乙圖中d、e、f三條曲線所指代的膜結(jié)構(gòu)分別是細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜D．35S在細(xì)胞各個(gè)結(jié)構(gòu)間移動(dòng)的先后順序是核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜探究點(diǎn)二細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)一、在細(xì)胞中，除細(xì)胞膜、核膜外，很多的細(xì)胞器也都具有膜結(jié)構(gòu)，各類膜結(jié)構(gòu)之間有什么聯(lián)系呢？閱讀下列內(nèi)容，結(jié)合教材思考下列問題。1．根據(jù)所學(xué)知識(shí)，思考生物膜系統(tǒng)的概念在細(xì)胞中，許多細(xì)胞器都有膜，如________、________、________、________等，這些________和________、________等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。2．幾種生物膜的化學(xué)成分生物膜蛋白質(zhì)(%)脂質(zhì)(%)糖類(%)人紅細(xì)胞膜49438大鼠肝細(xì)胞核膜59352.9內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜6733含量很少線粒體外膜5248含量很少線粒體內(nèi)膜7624含量很少(1)從表中可以看出，各種生物膜的________大致相同，但各組分的________不同。(2)線粒體的內(nèi)膜要比外膜的功能復(fù)雜，說明功能越復(fù)雜的膜，________的含量越高。二、如圖為細(xì)胞生物膜概念圖，據(jù)圖分析并回答下列問題：1．a(chǎn)、b、c是構(gòu)成生物膜系統(tǒng)的三大類膜，它們分別是什么？2．用放射性同位素標(biāo)記的氨基酸培養(yǎng)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)放射性依次出現(xiàn)在f→g→h→g→c，則f、g、h分別是哪種膜結(jié)構(gòu)？3．d和e都具有雙層膜，其中e含有色素，則它們分別是哪種結(jié)構(gòu)？4．m和n分別是d的外膜和內(nèi)膜，研究發(fā)現(xiàn)其內(nèi)膜要比外膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量多，這說明什么？[名師點(diǎn)撥](1)生物膜是細(xì)胞中各種膜結(jié)構(gòu)的總稱，而不是生物體內(nèi)各種膜結(jié)構(gòu)的總稱。生物膜系統(tǒng)主要針對(duì)真核細(xì)胞而言，指細(xì)胞內(nèi)生物膜的統(tǒng)稱，屬于細(xì)胞水平的范疇，而生物體內(nèi)的有些膜，如視網(wǎng)膜、腸黏膜等，不屬于生物膜。(2)原核細(xì)胞的細(xì)胞膜也屬于生物膜，但其沒有核膜及細(xì)胞器膜，故原核細(xì)胞沒有像真核細(xì)胞那樣復(fù)雜的生物膜系統(tǒng)。(3)真核生物的生物膜包括細(xì)胞膜、核膜和各種細(xì)胞器膜，功能越復(fù)雜的生物膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。1.各種生物膜在化學(xué)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(zhì)和脂質(zhì)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，這與不同的生物膜功能的復(fù)雜程度有關(guān)——功能越復(fù)雜的生物膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。2．各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系(1)各種生物膜在結(jié)構(gòu)上大致相同，都是由磷脂雙分子層構(gòu)成基本支架，蛋白質(zhì)分子分布其中，都具有流動(dòng)性。(2)在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性，圖示如下：(3)在功能上的聯(lián)系：在分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸、分泌過程中，各細(xì)胞器之間協(xié)調(diào)配合。3．核心提煉1．(合格考)下列結(jié)構(gòu)屬于生物膜系統(tǒng)的是()①線粒體內(nèi)膜②葉綠體類囊體薄膜③細(xì)胞壁④溶酶體膜⑤核糖體⑥核膜A．②③④⑤⑥B．②③④⑥C．④⑥D(zhuǎn)．①②④⑥2．(合格考)細(xì)胞內(nèi)不同膜結(jié)構(gòu)之間互相轉(zhuǎn)化，以“囊泡”方式進(jìn)行的是()①核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜②高爾基體膜和細(xì)胞膜③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和高爾基體膜④細(xì)胞膜和線粒體膜A．②③B．②④C．③④D．①②3．(等級(jí)考)下列有關(guān)生物膜系統(tǒng)的敘述中，不正確的是()A．細(xì)胞膜使細(xì)胞有相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境B．細(xì)胞內(nèi)許多重要的化學(xué)反應(yīng)都是在生物膜上進(jìn)行的C．生物膜把細(xì)胞器分隔開，保證細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行D．生物膜系統(tǒng)的生物膜是指具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器強(qiáng)化落實(shí)·學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)——?dú)w納·提升·素養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)eq\a\vs4\al()主干落實(shí)1.分泌蛋白是在細(xì)胞內(nèi)合成，分泌到細(xì)胞外起作用的一類蛋白質(zhì)，如消化酶、抗體和蛋白質(zhì)類激素。2．與分泌蛋白合成、加工、運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體。3．細(xì)胞膜、核膜和細(xì)胞器膜共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。4．通過囊泡相互轉(zhuǎn)化的生物膜有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜和細(xì)胞膜。5．直接相連的生物膜有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜。6．生物膜系統(tǒng)在物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞、提供酶的附著位點(diǎn)和使細(xì)胞內(nèi)部區(qū)域化方面有重要作用。高效課堂·實(shí)踐運(yùn)用——鞏固·達(dá)標(biāo)·反饋1．下列物質(zhì)不屬于分泌蛋白的是()A．唾液淀粉酶B．胰島素C．抗體D．血紅蛋白2．下列關(guān)于生物膜的敘述，錯(cuò)誤的是()A．功能越復(fù)雜的生物膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多B．生物膜的化學(xué)組成基本相同C．葉綠體的外膜和內(nèi)膜都屬于生物膜系統(tǒng)D．溶酶體、液泡、核糖體均具有單層膜結(jié)構(gòu)3．細(xì)胞內(nèi)生物膜為細(xì)胞生命活動(dòng)提供了廣闊空間，不同細(xì)胞器增大膜面積的方式可能不同。下列有關(guān)細(xì)胞器增大膜面積方式的敘述，錯(cuò)誤的是()A．葉綠體通過類囊體堆疊來增大膜面積B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過折疊廣泛分布于細(xì)胞質(zhì)中C．線粒體通過內(nèi)膜向內(nèi)折疊來增大膜面積D．高爾基體通過產(chǎn)生囊泡而增大膜面積4．科學(xué)家用含3H標(biāo)記的亮氨酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞，下表為在腺泡細(xì)胞幾種結(jié)構(gòu)中最早檢測(cè)到放射性的時(shí)間統(tǒng)計(jì)表。下列敘述正確的是()細(xì)胞結(jié)構(gòu)附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體靠近細(xì)胞膜的囊泡時(shí)間/min317117A.形成分泌蛋白的多肽最早在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)合成B.高爾基體膜向內(nèi)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連，向外與細(xì)胞膜相連C.高爾基體具有合成分泌蛋白的作用D.靠近細(xì)胞膜的囊泡可由高爾基體形成5．囊泡在真核細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸過程中發(fā)揮重要作用，下圖表示高爾基體產(chǎn)生的COPⅠ囊泡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的融合過程。(1)與t蛋白結(jié)合的Dsl1復(fù)合體，通過與________發(fā)生特異性識(shí)別，捕獲囊泡(拴留)后，進(jìn)一步促進(jìn)囊泡去衣被，從而暴露出________，其與t蛋白結(jié)合，將囊泡錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，在SM蛋白的作用下，最終依靠生物膜的____________(結(jié)構(gòu)特點(diǎn))，實(shí)現(xiàn)囊泡與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合。(2)Dsl1復(fù)合體缺失，囊泡將滯留在________，無法與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積________，進(jìn)而影響其正常工作。Dsl1復(fù)合體缺失能夠影響________過程的進(jìn)行。①線粒體和葉綠體之間的物質(zhì)交流②分泌蛋白運(yùn)到細(xì)胞外③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間的囊泡運(yùn)輸④細(xì)胞間的信息交流疑難解答·名師指津——釋疑·解惑·教材思考·討論1．提示：首先，在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。當(dāng)合成了一段肽鏈后，這段肽鏈會(huì)與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，再經(jīng)過加工、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。2．提示：分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外，經(jīng)過了核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)。分泌蛋白在核糖體上合成，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)加工，由囊泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w做進(jìn)一步的修飾加工，再由囊泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。3．提示：該過程需要能量。這些能量主要來自線粒體。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1．(1)√(2)×2.A3.C4.B5．第一個(gè)圖中，注字的“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)”應(yīng)是“高爾基體”，“高爾基體”應(yīng)是“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)”?！叭旧|(zhì)”應(yīng)是“核仁”。“中心體”還應(yīng)包括指示線下方的中心粒。高等動(dòng)物細(xì)胞中不應(yīng)該有葉綠體。第二個(gè)圖中，注字的“核仁”指示線有誤，“核膜”應(yīng)是“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)”，“核糖體”指示線有誤，“葉綠體”指示線有誤。二、拓展應(yīng)用溶酶體的膜在結(jié)構(gòu)上比較特殊，如經(jīng)過修飾等，不會(huì)被溶酶體內(nèi)的水解酶水解。第2節(jié)細(xì)胞器之間的分工合作(Ⅱ)夯基提能·分層突破探究點(diǎn)一【師問導(dǎo)學(xué)】1．②④⑥。2．核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。3．A是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，B是細(xì)胞膜，C是高爾基體?！倦S堂檢測(cè)】1．解析：性激素屬于脂質(zhì)中的固醇類物質(zhì)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成；胰島素、唾液淀粉酶、抗體屬于分泌蛋白，由核糖體合成后需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工和運(yùn)輸；DNA主要在細(xì)胞核內(nèi)合成，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無直接的關(guān)系。答案：D2．解析：胸腺嘧啶無法起到標(biāo)記分泌蛋白的作用；唾液腺細(xì)胞可分泌唾液淀粉酶，可用14C標(biāo)記氨基酸，追蹤分泌蛋白的合成、分泌途徑；汗腺細(xì)胞不能形成分泌蛋白；性腺細(xì)胞分泌的性激素不屬于分泌蛋白，不含有磷元素。答案：B3．解析：由分泌蛋白形成的過程分析，氨基酸經(jīng)脫水縮合后在核糖體上形成肽鏈，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行加工，形成囊泡后運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，再經(jīng)加工后形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡，運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合后將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外，在整個(gè)過程中由線粒體提供能量，也說明了細(xì)胞器之間在功能上的密切合作。圖中的過程在原核細(xì)胞中是無法進(jìn)行的，因?yàn)樵思?xì)胞中沒有復(fù)雜的細(xì)胞器。答案：D4．解析：蛋白質(zhì)在核糖體上合成后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行初步加工，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)再以囊泡的形式將蛋白質(zhì)運(yùn)送到高爾基體，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減少，由此可知d為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜；囊泡與高爾基體融合導(dǎo)致高爾基體膜面積增加，被進(jìn)一步加工的蛋白質(zhì)再以囊泡的形式從高爾基體運(yùn)送到細(xì)胞膜，導(dǎo)致高爾基體膜面積減少，則f為高爾基體膜；囊泡與細(xì)胞膜融合導(dǎo)致細(xì)胞膜面積增加，因此膜面積增加的e為細(xì)胞膜。在此過程中需要消耗的能量主要由線粒體提供。答案：C探究點(diǎn)二【師問導(dǎo)學(xué)】一、1．線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體高爾基體細(xì)胞器膜細(xì)胞膜核膜2．(1)化學(xué)組成含量(2)蛋白質(zhì)二、1．a(chǎn)是核膜，b是細(xì)胞器膜，c是細(xì)胞膜。2．f是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，g是囊泡，h是高爾基體。3．d是線粒體，e是葉綠體。4．內(nèi)膜的功能更復(fù)雜?！倦S堂檢測(cè)】1．解析：細(xì)胞中生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞器膜，如題干中的①②④，還有其他膜結(jié)構(gòu)，如⑥核膜以及沒有提到的細(xì)胞膜。核糖體沒有膜結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁不屬于生物膜系統(tǒng)。答案：D2．解析：細(xì)胞內(nèi)的膜結(jié)構(gòu)之間可直接或間接相互聯(lián)系。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜可以直接與細(xì)胞膜和核膜相連；有的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜可以和線粒體膜直接相連；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過形成囊泡與高爾基體膜相連；高爾基體通過形成囊泡再與細(xì)胞膜相連。答案：A3．解析：細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開來，使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，A正確；細(xì)胞內(nèi)廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點(diǎn)，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件，B正確；各種生物膜把細(xì)胞分隔成一個(gè)個(gè)小區(qū)室，使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)相互干擾，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行，C正確；細(xì)胞膜、核膜以及細(xì)胞器膜，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)