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1、细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统 一、细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白与胞内蛋白: 分泌蛋白胞内蛋白 合成场所_游离的核糖体 作用场所细胞外_ 实例 消化酶、抗体、部分激 素等 呼吸酶、血红蛋白等 内质网上的核糖体 细胞内 2.分泌蛋白的合成与运输: (1)研究方法:_。 (2)图中各结构的名称及功能(连线): 同位素标记法 (3)过程。 分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依 次是_(用图中序号和箭头表示)。 【激疑】 3H标记亮氨酸,可以追踪分泌蛋白的合成与分泌过程。 若用3H标记脱氧核苷酸、核糖核苷酸、葡萄糖,可追踪 哪些物质的合成途径及合成后的去向? 提示:分别追踪DN
2、A、RNA、多糖等物质的合成途径及合 成后的去向。 二、细胞的生物膜系统 1.组成:_等结构。 2.联系:这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构 和功能上紧密联系,体现了细胞内_ _。 细胞器膜和细胞膜、核膜 各种结构之间的协 调配合 3.生物膜系统的作用: 请对下列关于生物膜的说法判断正误: (1)细胞膜的物质运输、信息传递功能完全是依靠细胞 膜上的蛋白质来完成的。( ) 提示:细胞膜的物质运输功能,与细胞膜中的脂质成分 也有一定的关系。 (2)正是由于细胞膜的存在,才使细胞成为一个相对独 立的系统。( ) (3)细胞内的酶必须附着在膜上,才能发挥催化作用。 ( ) 提示:有些酶是在游离的
3、状态下发挥作用,比如细胞质 基质、线粒体基质、叶绿体基质中也含有重要的酶。 (4)细胞内增加膜面积的结构包括嵴、基粒等。( ) (5)各种生物膜在结构上的联系,是它们在功能上能够 相互协调的基础。( ) 知识点一 细胞器之间的协调配合 以分泌蛋白的合成与分泌为例,说明细胞器之间的 协调配合,主要通过以下两种方式呈现: 1.图示: (1)模型: (2)解读。 与分泌蛋白的合成、加工直接相关的细胞器是核糖 体、内质网、高尔基体,间接相关的细胞器是线粒体。 核糖体是将氨基酸合成蛋白质的机器,内质网和高尔 基体对蛋白质进行不同程度的加工,而线粒体为整个过 程提供能量。 分泌蛋白由内质网到高尔基体,由高
4、尔基体到细胞膜 是通过囊泡运输实现的。 细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间的转 化,体现了生物膜在结构上具有一定的流动性,如图1。 细胞中各种细胞器的功能是各不相同的,某一项生命 活动的完成,并不能只依靠一种细胞器,而是要依靠各 种细胞器之间的密切配合,如图2。 2.曲线: (1)模型: (2)解读: 甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时 间放射性元素在细胞器中的分布情况,依据放射性元素 出现的先后顺序判断,a为核糖体、b为内质网、c为高 尔基体。 乙图表示一定时间内,细胞结构的膜面积随时间的变 化,d的膜面积减小,e的膜面积增大,f的膜面积先增大 后减小,可判断d为内质网、e
5、为细胞膜、f为高尔基 体。 丙图表示前后两个时间点,细胞结构膜面积变化对 比。前后比较发现,g的膜面积减小、h的膜面积基本不 变、i的膜面积增大,可判断g为内质网、h为高尔基 体、i为细胞膜。 【思考讨论】 分泌蛋白分泌前后,内质网膜的面积会减小,高尔基体 膜的面积保持稳定,细胞膜的面积会增大。那么分泌细 胞中这三种膜的面积如何保持平衡?(生命观念) 提示:细胞膜与内质网膜之间可以直接转化,内质网膜 和高尔基体膜之间可以通过囊泡膜间接转化。 【素养案例】 图甲表示胰岛素的合成和分泌过程,图乙表示胰岛素合 成和分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜面积的变 化。请结合图示回答下列问题: (1)图甲中
6、的结构的名称为_,其 在动物细胞中的功能主要包括:_。 (2)图乙中的曲线_代表图甲的变 化。d、e、f代表的膜结构中,通过囊泡转化的是 _。 【解题导引】 准确把握各种膜结构之间的关系。各种膜结构之间的 转化,分为直接转化和间接转化。其中直接相连能够直 接转化,通过囊泡联系的能够间接转化。 【解析】(1)之后直接是细胞膜,因此是高尔基 体。高尔基体在动物细胞中的主要功能是对蛋白质进 行加工、分类、包装、转运。 (2)在一次蛋白质分泌的过程中,内质网的膜面积是减 小(产生囊泡)的,高尔基体的膜先增大后减小(得囊泡, 产生囊泡),细胞膜的膜面积是增大(得囊泡)的。内质 网与高尔基体之间(d和f)
7、,高尔基体与细胞膜之间(f和 e)是通过囊泡转化的。 答案:(1)高尔基体 对蛋白质加工、分类、包装、转 运 (2)d d和f,f和e 【素养探究】母题追问 (1)生命观念结构与功能观 上题图中内质网与高尔基体形成的囊泡分别被运输到 哪里? 提示:内质网形成的囊泡运输到高尔基体,高尔基体形 成的囊泡运输到细胞膜。 (2)科学思维比较与分析 上题图中内质网和高尔基体都可以对蛋白质进行加工, 那么它们是否可以相互替代?为什么? 提示:不可以。内质网将肽链盘曲、折叠,将某些多肽 加上糖侧链,而高尔基体将多条肽链加工成蛋白质。 【素养迁移】 如图表示用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白,追踪不 同时间具有
8、放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情 况和运输过程。其中正确的是 ( ) 【解析】选C。用3H亮氨酸标记的分泌蛋白,首先在 附有核糖体的内质网上大量积累,随着分泌蛋白的合成 和转运,使内质网上标记氨基酸含量快速下降;高尔基 体中标记氨基酸快速增多,随后通过高尔基体加工,使 含标记氨基酸的分泌蛋白转运至囊泡,使高尔基体内的 标记氨基酸含量下降;囊泡中的标记氨基酸含量却逐渐 增加。 【互动探究】 (1)本题中放射性3H最后出现在哪个细胞器中? 提示:高尔基体。 (2)本题中含放射性的分泌蛋白合成过程中,内质网膜 的面积有何变化? 提示:内质网由于分泌囊泡到高尔基体,短时间内膜面 积会减小。 知识点
9、二 细胞的生物膜系统 1.生物膜系统概念图: a-细胞器膜 b-线粒体膜 c-内质网膜 d-高尔基体膜 e-细胞膜 2.生物膜系统中的囊泡: (1)来源:内质网、高尔基体、细胞膜。 (2)内容物成分:激素、酶等物质。 【思考讨论】 原核细胞是否具有生物膜系统?说明原因。(生命观念) 提示:不具有。原核细胞没有细胞核,除了核糖体外没 有其他细胞器,因此,原核细胞没有生物膜系统。 【素养案例】 如图为某细胞结构示意图,请回答下列问题。 (1)图中具有双层膜结构的细胞器是_ (填名称)。图中属于生物膜系统的细胞器是_ _(填名称)。 (2)在分泌蛋白合成与分泌时,先后有哪些细胞结构直 接参与此过程_
10、(请用名称和箭头表示)。 (3)结构的作用是_。 和之间通过_(填写“直接”或 “间接”)的方式相互转化。 【解题导引】 (1)把握关键:题目中的设问,是“细胞结构”还是“ 细胞器”;题后的提示,是“填序号”,还是“填名称 ”。 (2)关注细节:生物膜之间的相互转化有“直接”和“ 间接”两种情况。这两种情况与生物膜之间在结构上 的联系有关。 【解析】(1)细胞中具有双层膜结构的细胞器包括线粒 体和叶绿体。因为图示细胞为动物细胞,所以只能是线 粒体。 (2)分泌蛋白合成与分泌的流程,从核糖体开始,到细胞 膜结束。 (3)处的细胞膜曲折变形,增大了面积。和之间 的联系是直接相连,因此它们之间可以直
11、接转化。 答案:(1)线粒体 线粒体、高尔基体、内质网 (2)核糖体内质网高尔基体细胞膜 (3)扩大细胞膜的面积 直接 【素养探究】母题追问 (1)生命观念结构与功能观 若上题图中细胞为绿色植物的叶肉细胞,还缺少哪些细 胞结构? 提示:液泡、叶绿体、细胞壁。 (2)科学思维分析与比较 若上题图示是汗腺细胞,与唾液腺细胞比较,核糖体数 目一样吗? 提示:核糖体与蛋白质合成有关,唾液腺细胞能合成唾 液淀粉酶,所以它比汗腺细胞核糖体的数目多。 【素养迁移】 有实验表明,细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一 些相同的蛋白质,而且这类蛋白质在细胞膜中含量较 少,在内质网膜中含量较多,在高尔基体膜中的含量
12、介 于两者之间。据此判断下列说法正确的是( ) A.这类蛋白质的分布说明细胞膜是由内质网直接转化 而来的 B.这类蛋白质的分布说明同一细胞中不同生物膜的成 分、结构相同 C.这类蛋白质的分布说明高尔基体能够对蛋白质进行 加工 D.这类蛋白质的分布说明生物膜在结构上具有统一性 和差异性 【解析】选D。在分泌蛋白合成过程中,细胞膜是由高 尔基体形成囊泡转化而来的,A错误;同一细胞中不同生 物膜的成分都由蛋白质和磷脂组成,但蛋白质的含量和 种类不一定相同,B错误;高尔基体能够对来自内质网的 蛋白质进行加工、分类和包装,但题干无法获得此信 息,C错误;根据题意可知,内质网膜和高尔基体膜、细 胞膜都有这种蛋白质,说明生物膜在结构上具有统一 性,但在不同膜中的含量不同,说明生物膜具有差异性, D正确。 【课堂回眸】