人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作导学案

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作导学案，共13页。


素养达成
设疑激趣
蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大，这时细胞质中的核糖体多为游离型的，而内质网很贫乏。但到5龄的后半期，腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时，则核糖体都与内质网结合，形成发达的粗面内质网。
蛋白质的合成场所是什么？核糖体有哪几种存在形式？丝心蛋白的合成场所是哪里？
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
探究点一 分泌蛋白的合成和运输
如图是用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
2．与分泌蛋白合成有关的细胞器有哪些？
3．如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是什么？
[名师点拨] 与分泌蛋白形成有关的细胞器、细胞结构和膜结构
(1)相关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。
(2)相关细胞结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。
(3)相关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。
1.胞内蛋白与分泌蛋白的比较
2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程
(1)标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)，如图。
(2)该过程中各种膜面积变化
解读：图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。
1．(合格考)下列物质中，在内质网上合成或加工的是( )
①胰岛素 ②性激素 ③唾液淀粉酶 ④DNA ⑤抗体
A．①② B．⑤
C．①②③④⑤D．①②③⑤
2．(合格考)同位素标记法在生物学实验中使用广泛，下列哪组实验最适于研究分泌蛋白的合成和分泌的过程( )
3.(等级考)(不定项)如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中正确的是( )
A.①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体
B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图中的过程在原核细胞中也可以进行
4．(等级考)(不定项)用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)。下列分析正确的是( )
A．甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．乙图中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
探究点二 细胞的生物膜系统
一、在细胞中，除细胞膜、核膜外，很多的细胞器也都具有膜结构，各类膜结构之间有什么联系呢？阅读下列内容，结合教材思考下列问题。
1．根据所学知识，思考生物膜系统的概念
在细胞中，许多细胞器都有膜，如________、________、________、________等，这些________和________、________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
2．几种生物膜的化学成分
(1)从表中可以看出，各种生物膜的________大致相同，但各组分的________不同。
(2)线粒体的内膜要比外膜的功能复杂，说明功能越复杂的膜，________的含量越高。
二、如图为细胞生物膜概念图，据图分析并回答下列问题：
1．a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？
2．用放射性同位素标记的氨基酸培养细胞，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．d和e都具有双层膜，其中e含有色素，则它们分别是哪种结构？
4．m和n分别是d的外膜和内膜，研究发现其内膜要比外膜蛋白质的种类和数量多，这说明什么？
[名师点拨]
(1)生物膜是细胞中各种膜结构的总称，而不是生物体内各种膜结构的总称。生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。
(2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。
(3)真核生物的生物膜包括细胞膜、核膜和各种细胞器膜，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。
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．各种生物膜在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性，图示如下：
(3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中，各细胞器之间协调配合。
3．核心提炼
1．(合格考)下列结构属于生物膜系统的是( )
①线粒体内膜 ②叶绿体类囊体薄膜 ③细胞壁
④溶酶体膜 ⑤核糖体 ⑥核膜
A．②③④⑤⑥B．②③④⑥
C．④⑥D．①②④⑥
2．(合格考)细胞内不同膜结构之间互相转化，以“囊泡”方式进行的是( )
①核膜和内质网膜 ②高尔基体膜和细胞膜
③内质网膜和高尔基体膜 ④细胞膜和线粒体膜
A．②③B．②④C．③④D．①②
3．(等级考)(不定项)下列有关生物膜系统的叙述中，正确的是( )
A．细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境
B．细胞内许多重要的化学反应都是在生物膜上进行的
C．生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行
D．生物膜系统的生物膜是指具有膜结构的细胞器
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养
高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈
1．下列物质不属于分泌蛋白的是( )
A．唾液淀粉酶B．胰岛素
C．抗体D．血红蛋白
2．下列关于生物膜的叙述，错误的是( )
A．功能越复杂的生物膜蛋白质的种类和数量就越多
B．生物膜的化学组成基本相同
C．叶绿体的外膜和内膜都属于生物膜系统
D．溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构
3．细胞内生物膜为细胞生命活动提供了广阔空间，不同细胞器增大膜面积的方式可能不同。下列有关细胞器增大膜面积方式的叙述，错误的是( )
A．叶绿体通过类囊体堆叠来增大膜面积
B．内质网通过折叠广泛分布于细胞质中
C．线粒体通过内膜向内折叠来增大膜面积
D．高尔基体通过产生囊泡而增大膜面积
4．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统计表。下列叙述正确的是( )
A.形成分泌蛋白的多肽最早在粗面内质网内合成
B.高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连
C.高尔基体具有合成分泌蛋白的作用
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
5．囊泡在真核细胞内物质运输过程中发挥重要作用，下图表示高尔基体产生的COPⅠ囊泡与内质网膜的融合过程。
(1)与t蛋白结合的Dsl1复合体，通过与________发生特异性识别，捕获囊泡(拴留)后，进一步促进囊泡去衣被，从而暴露出________，其与t蛋白结合，将囊泡锚定在内质网膜上，在SM蛋白的作用下，最终依靠生物膜的____________(结构特点)，实现囊泡与内质网膜融合。
(2)Dsl1复合体缺失，囊泡将滞留在________，无法与内质网膜融合，导致内质网膜面积________，进而影响其正常工作。Dsl1复合体缺失能够影响________过程的进行。
①线粒体和叶绿体之间的物质交流
②分泌蛋白运到细胞外
③内质网和高尔基体之间的囊泡运输
④细胞间的信息交流
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
思考·讨论
1．提示：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，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，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
2．提示：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的修饰加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
3．提示：该过程需要能量。这些能量主要来自线粒体。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)√ (2)× 2.A 3.C 4.B
5．第一个图中，注字的“内质网”应是“高尔基体”，“高尔基体”应是“内质网”。“染色质”应是“核仁”。“中心体”还应包括指示线下方的中心粒。高等动物细胞中不应该有叶绿体。第二个图中，注字的“核仁”指示线有误，“核膜”应是“内质网”，“核糖体”指示线有误，“叶绿体”指示线有误。
二、拓展应用
溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等，不会被溶酶体内的水解酶水解。
第2节 细胞器之间的分工合作(Ⅱ)
夯基提能·分层突破
探究点一
【师问导学】
1．②④⑥。
2．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
3．A是内质网，B是细胞膜，C是高尔基体。
【随堂检测】
1．解析：性激素属于脂质中的固醇类物质，在内质网上合成；胰岛素、唾液淀粉酶、抗体属于分泌蛋白，由核糖体合成后需经内质网进行加工和运输；DNA主要在细胞核内合成，与内质网无直接的关系。
答案：D
2．解析：胸腺嘧啶无法起到标记分泌蛋白的作用；唾液腺细胞可分泌唾液淀粉酶，可用14C标记氨基酸，追踪分泌蛋白的合成、分泌途径；汗腺细胞不能形成分泌蛋白；性腺细胞分泌的性激素不属于分泌蛋白，不含有磷元素。
答案：B
3．解析：由分泌蛋白形成的过程分析，氨基酸经脱水缩合后在核糖体上形成肽链，在内质网上进行加工，形成囊泡后运输到高尔基体，再经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，运输到细胞膜处，与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外，在整个过程中由线粒体提供能量，也说明了细胞器之间在功能上的密切合作。图中的过程在原核细胞中是无法进行的，因为原核细胞中没有复杂的细胞器。
答案：ABC
4．解析：蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行初步加工，内质网再以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此可知d为内质网膜；囊泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，被进一步加工的蛋白质再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜；囊泡与细胞膜融合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的e为细胞膜。在此过程中需要消耗的能量主要由线粒体提供。
答案：ABD
探究点二
【师问导学】
一、
1．线粒体 内质网 溶酶体 高尔基体 细胞器膜 细胞膜 核膜
2．(1)化学组成 含量 (2)蛋白质
二、
1．a是核膜，b是细胞器膜，c是细胞膜。
2．f是内质网，g是囊泡，h是高尔基体。
3．d是线粒体，e是叶绿体。
4．内膜的功能更复杂。
【随堂检测】
1．解析：细胞中生物膜系统包括细胞器膜，如题干中的①②④，还有其他膜结构，如⑥核膜以及没有提到的细胞膜。核糖体没有膜结构，细胞壁不属于生物膜系统。
答案：D
2．解析：细胞内的膜结构之间可直接或间接相互联系。内质网膜可以直接与细胞膜和核膜相连；有的细胞内细胞膜可以和线粒体膜直接相连；内质网通过形成囊泡与高尔基体膜相连；高尔基体通过形成囊泡再与细胞膜相连。
答案：A
3．解析：细胞膜将细胞与外界环境分隔开来，使细胞具有一个相对稳定的内部环境，A正确；细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件，B正确；各种生物膜把细胞分隔成一个个小区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行，C正确；细胞膜、核膜以及细胞器膜，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统，D错误。
答案：ABC
高效课堂·实践运用
1．解析：血红蛋白是红细胞内的蛋白质，不属于分泌蛋白；分泌蛋白是在细胞内合成，运输到细胞外发挥作用的蛋白质，A、B、C三项都属于分泌蛋白。
答案：D
2．解析：核糖体无生物膜。
答案：D
3．解析：高尔基体通过产生囊泡而对其加工的物质进行运输，其结果是使高尔基体膜的面积减小。
答案：D
4．解析：形成分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成，高尔基体并不直接与内质网和细胞膜相连，而是通过囊泡间接相连，在形成分泌蛋白时对蛋白质进行分类、包装等。
答案：D
5．解析：(1)据图分析，与t蛋白结合的Dsl1复合体与COPⅠ外面的衣被蛋白特异性结合，把COPⅠ囊泡拴留后促进囊泡去衣被，从而暴露出COPⅠ表面的V蛋白，V蛋白与t蛋白结合，将囊泡锚定在内质网膜上，在SM蛋白的作用下，最终依靠生物膜流动性特点，实现囊泡与内质网膜融合。(2)高尔基体出芽形成的COPⅠ囊泡通过细胞质基质运输到内质网，若Dsl1复合体缺失，囊泡将滞留在细胞质基质，无法与内质网膜融合，导致内质网膜面积减小；Dsl1复合体在高尔基体和内质网之间的囊泡运输中通过与COPⅠ囊泡的衣被蛋白特异性结合起到信息交流的作用，此外内质网和高尔基体之间参与了分泌蛋白的加工和运输过程，因此Dsl1复合体缺失能够影响②③④过程。
答案：(1)衣被蛋白 V蛋白 流动性 (2)细胞质基质 减小 ②③④比较项目
胞内蛋白
分泌蛋白
合成场所
游离核糖体
在游离的核糖体上合成多肽链后，转移到粗面内质网上继续合成
作用场所
细胞内
细胞外
实例
血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶等
消化酶、抗体、胰岛素等
实验材料
标记的化合物
示踪元素
A
胰腺细胞
胸腺嘧啶
3H
B
唾液腺细胞
色氨酸
14C
C
汗腺细胞
谷氨酸
18O
D
性腺细胞
亮氨酸
32P
生物膜
蛋白质(%)
脂质(%)
糖类(%)
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
网
络
建
构
eq \a\vs4\al()
主
干
落
实
1.分泌蛋白是在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素。
2．与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
3．细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。
4．通过囊泡相互转化的生物膜有内质网膜、高尔基体膜和细胞膜。
5．直接相连的生物膜有内质网膜与核膜及内质网膜与细胞膜。
6．生物膜系统在物质运输、能量转化、信息传递、提供酶的附着位点和使细胞内部区域化方面有重要作用。
细胞结构
附着有核糖
体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的囊泡
时间/min
3
17
117