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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
一、细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白的概念
在________合成后，分泌到________起作用的一类蛋白质，如_____________________
_____等。
细胞内
细胞外
消化酶、抗体和一部分激素
2.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程
（1）研究方法：______________，用 标记亮氨酸。有的同位素具有放射性，如
、 、 、 等，有的不具有放射性，如 、 等。
同位素标记法
（2）分泌过程________：氨基酸经过脱水缩合形成肽链
粗面内质网：肽链继续合成并转移到内质网腔内进行加工、折叠，形成具有一定空间
结构的蛋白质
囊泡__________：对蛋白质做进一步的__________
囊泡
细胞膜：将蛋白质分泌到细胞外
（3）主要提供能量的细胞器：________。
核糖体
高尔基体
修饰加工
线粒体
二、细胞的生物膜系统
1.组成：由__________和细胞膜、______等结构共同组成。
2.特点
（1）各种生物膜的________________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
组成成分和结构
细胞内各种结构之间的协调与配合
3.功能
（1）细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外界环境进行______
_________________________的过程中起决定性作用。
（2）许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为________提供附着位点。
（3）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞能同时进行______________，而不
会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
物质运输、能量转化和信息传递
多种酶
多种化学反应
任务1 探索细胞器之间的协调配合
活动1 分析分泌蛋白的合成和运输
科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 标记的亮氨酸，通过这个标记追踪氨基酸
在细胞中的行踪。结果如下表：
时间 放射性出现的位置
后 附着有核糖体的内质网中
后 高尔基体中
后 靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌
物中
1.什么是分泌蛋白？它是在哪里合成的？消化酶、血红蛋白、抗体、肌动蛋白、胰岛素、乳蛋白都是蛋白质，其中属于分泌蛋白的有哪些？
提示 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质叫作分泌蛋白。分泌蛋白是在核糖体中合成的。属于分泌蛋白的有：消化酶、抗体、胰岛素、乳蛋白。
2.根据表中的实验结果推断，分泌蛋白从合成至分泌到细胞外经过了哪些细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
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、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜等结构。分泌蛋白合成和运输的过程是首先在游离的核糖体上合成一小段多肽链，然后合成的多肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，并且边合成边转移到内质网腔内进行加工、折叠，再由囊泡包裹着运输到高尔基体做进一步的修饰加工，最后由囊泡转运到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
3.根据表中的实验结果推断，在分泌蛋白加工和运输过程中，相关结构的膜面积如何变化？
提示 在分泌蛋白加工和运输过程中，粗面内质网膜面积相对减小，高尔基体膜面积基本不变（先增大后减小），细胞膜面积相对增大。
认知生成
例1 用 标记一定量的氨基酸，并用此来
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膜、
D
A. 在细胞具膜细胞器中移动的先后顺序是核糖体 内质网 高尔基体
B.线粒体在该过程中与其他细胞结构既有结构上又有功能上的直接联系
C.乙图中 、 、 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.该过程中合成的物质靠囊泡运输，体现了生物膜具有流动性
内质网膜、细胞膜面积的变化曲线（乙图）。下列分析正确的是( )。
[解析] 与分泌蛋白合成与分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，
分泌蛋白在核糖体中合成后，依次经过内质网、高尔基体的加工，最后分泌到细胞外，
但是核糖体无膜结构，所以 在细胞具膜细胞器中移动的先后顺序是内质网 高尔
基体，A错误；分泌蛋白合成和分泌的过程说明了各种生物膜之间既有结构上的联系，
又有功能上的联系，但线粒体在该过程中的作用是提供能量，与其他细胞结构不存在
结构和功能上的直接联系，B错误；分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜
之间以囊泡联系，故面积变小的是内质网膜 ，高尔基体膜 面积先增大后减小，
而细胞膜 面积则增大，C错误；该过程中合成的物质靠囊泡运输，囊泡运输过程体
现了膜具有流动性，D正确。
对点练1 （不定项）某科研小组分离得到某高等动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，
经测定，甲、乙、丙所含有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是( )。
BD
A.甲为叶绿体，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
B.能分解衰老、损伤的细胞器为该图中的乙
C.乙肯定与分泌蛋白的合成和分泌有关
D.支原体与该细胞共有的细胞器只有丙
[解析] 该细胞是高等动物细胞，不含叶绿体，甲有膜结构和核酸，可推断甲为线粒体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，A错误；溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，甲是线粒体，乙可能是溶酶体，因此能分解衰老、损伤的细胞器可能为该图中的乙，B正确；乙有膜结构，无核酸，可推断乙可能为内质网、高尔基体、溶酶体，与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器为核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，因此乙可能与分泌蛋白的合成和分泌无关，C错误；支原体是原核生物，只含有一种细胞器——核糖体，丙的脂质含量为0，说明丙没有膜结构，但含有核酸和蛋白质，可推测丙为核糖体，D正确。
任务2 探索细胞的生物膜系统
活动2 分析细胞的生物膜系统及其功能
1.请归纳出细胞的生物膜系统的概念，并指出生物膜系统在细胞的生命活动中的作用。
提示 概念：细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。功能：①保证细胞内部环境的相对稳定，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；②广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，许多重要化学反应的进行需要酶的参与；③分隔各种细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
2.原核细胞有生物膜系统吗？
提示 没有。原核细胞只有细胞膜，没有细胞器膜、核膜。
3.生物膜系统在化学组成上的异同？
提示 相似性：生物膜系统组成成分的种类基本相同，都主要由蛋白质和磷脂构成。差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有差异，如功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。
4.生物膜系统在结构上有哪些联系？
提示
例2 下列有关生物膜系统的说法，正确的是( )。
C
A.细胞膜、叶绿体膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B.所有的酶都附着在生物膜上，没有生物膜系统，生物就无法进行各种代谢活动
C.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
D.生物膜的组成成分和结构都相同，并且在结构和功能上紧密联系
[解析] 细胞内各种膜结构统称为生物膜系统，小肠黏膜不属于生物膜系统，A错误；不是所有的酶都附着在生物膜上，也有的游离在细胞质基质等部位，B错误；生物膜的组成成分和结构很相似，D错误。
对点练2 （改编）下图为细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述正确的是( )。
D
A.图中 、 分别是指细胞膜、细胞器膜
B.若 是叶绿体，则 、 一定是外膜和内膜
C.图中 一定是线粒体的内膜
D.图中的 和 分别是指内质网和高尔基体
[解析] 生物膜系统包括核膜、细胞膜和各种细胞器膜，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， 是核膜， 是细胞器膜， 是细胞膜，A错误；线粒体有外膜和内膜，叶绿体不仅有外膜和内膜，还有类囊体膜，B、C错误；性激素在内质网中合成，据此可判断 是内质网， 是高尔基体， 是囊泡，D正确。
认知生成
1.生物膜系统是真核细胞内各种膜结构的总称，如囊泡、类囊体膜也属于生物膜系统。
2.虽然原核细胞有细胞膜，但不能说原核细胞有生物膜系统，只能说原核细胞有生物膜结构。
3.生物膜系统是由细胞中的膜结构共同构成的，但消化道黏膜等不属于细胞的生物膜系统。
课堂小结
课堂小测
1.下列对生物膜系统的叙述，正确的是( )。
C
A.各种生物膜在结构和化学组成上完全相同
B.线粒体、叶绿体、核糖体等都属于生物膜系统
C.生物膜把细胞质分为多个微小的结构，使多种化学反应同时进行，互不干扰
D.细胞膜是由磷脂分子、蛋白质分子和糖类等物质组成的双层膜结构
[解析] 各种生物膜的组成成分和结构相似，A错误；在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，核糖体为无膜结构，不属于生物膜系统，B错误；细胞膜是单层膜结构，D错误。
2.右图为小肠细胞结构示意图，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）。
线粒体
线粒体、高尔基体、内质网
[解析] 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，所以图中具有双层膜结构的细胞器只是线粒体。
（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？____________
__________________________________________（请用名称和箭头表示）。
核糖体 内质网 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜
[解析] 分泌蛋白合成与分泌的过程：核糖体 内质网 囊泡 高尔基体
囊泡 细胞膜。
（3）③结构的作用是__________________。①和②之间通过______（填“直接”或“间
接”）相连的方式相互转化。
扩大细胞膜的面积
直接
[解析] ③处的细胞膜曲折变形，增大了膜面积。①（内质网）和②（细胞膜）之间是直接相连的，因此它们之间可以直接转化。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
【自主预习】
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　,用3H标记亮氨酸。有的同位素具有放射性,如 14C、32P、3H、35S等,有的不具有放射性,如15N、18O等。
(2)分泌过程
　核糖体　:氨基酸经过脱水缩合形成肽链
　　↓
粗面内质网:肽链继续合成并转移到内质网腔内进行加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质
　　↓囊泡
　高尔基体　:对蛋白质做进一步的　修饰加工　
　　↓囊泡
细胞膜:将蛋白质分泌到细胞外
(3)主要提供能量的细胞器:　线粒体　。
二、细胞的生物膜系统
1.组成:由　细胞器膜　和细胞膜、　核膜　等结构共同组成。
2.特点
(1)各种生物膜的　组成成分和结构　很相似。
(2)在结构和功能上紧密联系,进一步体现了　细胞内各种结构之间的协调与配合　。
3.功能
(1)细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外界环境进行　物质运输、能量转化和信息传递　的过程中起决定性作用。
(2)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　提供附着位点。
(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞能同时进行　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。
【合作探究】
任务1　探索细胞器之间的协调配合
活动1　分析分泌蛋白的合成和运输
　　科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,通过这个标记追踪氨基酸在细胞中的行踪。结果如下表:
时间 放射性出现的位置
3 min后 附着有核糖体的内质网中
17 min后 高尔基体中
117 min后 靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中,以及释放到细胞外的分泌物中
1.什么是分泌蛋白 它是在哪里合成的 消化酶、血红蛋白、抗体、肌动蛋白、胰岛素、乳蛋白都是蛋白质,其中属于分泌蛋白的有哪些
　　【提示】　在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质叫作分泌蛋白。分泌蛋白是在核糖体中合成的。属于分泌蛋白的有:消化酶、抗体、胰岛素、乳蛋白。
2.根据表中的实验结果推断,分泌蛋白从合成至分泌到细胞外经过了哪些细胞结构 尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
　　【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、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜等结构。分泌蛋白合成和运输的过程是首先在游离的核糖体上合成一小段多肽链,然后合成的多肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,并且边合成边转移到内质网腔内进行加工、折叠,再由囊泡包裹着运输到高尔基体做进一步的修饰加工,最后由囊泡转运到细胞膜,囊泡与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
3.根据表中的实验结果推断,在分泌蛋白加工和运输过程中,相关结构的膜面积如何变化
　　【提示】　在分泌蛋白加工和运输过程中,粗面内质网膜面积相对减小,高尔基体膜面积基本不变(先增大后减小),细胞膜面积相对增大。
认知生成
例1　用35S标记一定量的氨基酸,并用此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膜、内质网膜、细胞膜面积的变化曲线(乙图)。下列分析正确的是(　　)。
A.35S在细胞具膜细胞器中移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体
B.线粒体在该过程中与其他细胞结构既有结构上又有功能上的直接联系
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.该过程中合成的物质靠囊泡运输,体现了生物膜具有流动性
　　【答案】　D
【解析】　与分泌蛋白合成与分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,分泌蛋白在核糖体中合成后,依次经过内质网、高尔基体的加工,最后分泌到细胞外,但是核糖体无膜结构,所以35S在细胞具膜细胞器中移动的先后顺序是内质网→高尔基体,A错误;分泌蛋白合成和分泌的过程说明了各种生物膜之间既有结构上的联系,又有功能上的联系,但线粒体在该过程中的作用是提供能量,与其他细胞结构不存在结构和功能上的直接联系,B错误;分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡联系,故面积变小的是内质网膜(d),高尔基体膜(f)面积先增大后减小,而细胞膜(e)面积则增大,C错误;该过程中合成的物质靠囊泡运输,囊泡运输过程体现了膜具有流动性,D正确。
对点练1　(不定项)某科研小组分离得到某高等动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,经测定,甲、乙、丙所含有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)。
A.甲为叶绿体,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
B.能分解衰老、损伤的细胞器为该图中的乙
C.乙肯定与分泌蛋白的合成和分泌有关
D.支原体与该细胞共有的细胞器只有丙
　　【答案】　BD
【解析】　该细胞是高等动物细胞,不含叶绿体,甲有膜结构和核酸,可推断甲为线粒体,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,A错误;溶酶体内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,甲是线粒体,乙可能是溶酶体,因此能分解衰老、损伤的细胞器可能为该图中的乙,B正确;乙有膜结构,无核酸,可推断乙可能为内质网、高尔基体、溶酶体,与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器为核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,因此乙可能与分泌蛋白的合成和分泌无关,C错误;支原体是原核生物,只含有一种细胞器——核糖体,丙的脂质含量为0,说明丙没有膜结构,但含有核酸和蛋白质,可推测丙为核糖体,D正确。
任务2　探索细胞的生物膜系统
活动2　分析细胞的生物膜系统及其功能
1.请归纳出细胞的生物膜系统的概念,并指出生物膜系统在细胞的生命活动中的作用。
　　【提示】　概念:细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。功能:①保证细胞内部环境的相对稳定,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;②广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点,许多重要化学反应的进行需要酶的参与;③分隔各种细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
2.原核细胞有生物膜系统吗
　　【提示】　没有。原核细胞只有细胞膜,没有细胞器膜、核膜。
3.生物膜系统在化学组成上的异同
　　【提示】　相似性:生物膜系统组成成分的种类基本相同,都主要由蛋白质和磷脂构成。差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有差异,如功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量越多。
4.生物膜系统在结构上有哪些联系
　　【提示】　
例2　下列有关生物膜系统的说法,正确的是(　　)。
A.细胞膜、叶绿体膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B.所有的酶都附着在生物膜上,没有生物膜系统,生物就无法进行各种代谢活动
C.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰
D.生物膜的组成成分和结构都相同,并且在结构和功能上紧密联系
　　【答案】　C
【解析】　细胞内各种膜结构统称为生物膜系统,小肠黏膜不属于生物膜系统,A错误;不是所有的酶都附着在生物膜上,也有的游离在细胞质基质等部位,B错误;生物膜的组成成分和结构很相似,D错误。
对点练2　(改编)下图为细胞的生物膜系统的概念图,下列相关叙述正确的是(　　)。
A.图中a、c分别是指细胞膜、细胞器膜
B.若d是叶绿体,则m、n一定是外膜和内膜
C.图中p一定是线粒体的内膜
D.图中的f和h分别是指内质网和高尔基体
　　【答案】　D
【解析】　生物膜系统包括核膜、细胞膜和各种细胞器膜,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是细胞器膜,c是细胞膜,A错误;线粒体有外膜和内膜,叶绿体不仅有外膜和内膜,还有类囊体膜,B、C错误;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,D正确。
认知生成
1.生物膜系统是真核细胞内各种膜结构的总称,如囊泡、类囊体膜也属于生物膜系统。
2.虽然原核细胞有细胞膜,但不能说原核细胞有生物膜系统,只能说原核细胞有生物膜结构。
3.生物膜系统是由细胞中的膜结构共同构成的,但消化道黏膜等不属于细胞的生物膜系统。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.下列对生物膜系统的叙述,正确的是(　　)。 A.各种生物膜在结构和化学组成上完全相同 B.线粒体、叶绿体、核糖体等都属于生物膜系统 C.生物膜把细胞质分为多个微小的结构,使多种化学反应同时进行,互不干扰 D.细胞膜是由磷脂分子、蛋白质分子和糖类等物质组成的双层膜结构 　　【答案】　C 【解析】　各种生物膜的组成成分和结构相似,A错误;在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,核糖体为无膜结构,不属于生物膜系统,B错误;细胞膜是单层膜结构,D错误。 2.右图为小肠细胞结构示意图,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 　　　　　　　　　　　　　　　　(请用名称和箭头表示)。 (3)③结构的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。①和②之间通过　　　　(填“直接”或“间接”)相连的方式相互转化。 　　【答案】　(1)线粒体　线粒体、高尔基体、内质网　(2)核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜　(3)扩大细胞膜的面积　直接 【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,所以图中具有双层膜结构的细胞器只是线粒体。(2)分泌蛋白合成与分泌的过程:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。(3)③处的细胞膜曲折变形,增大了膜面积。①(内质网)和②(细胞膜)之间是直接相连的,因此它们之间可以直接转化。
2

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