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第二章　第二节　细胞——生命活动的基本单位
细胞各部分结构分工合作及原核细胞和真核细胞的主要区别
第4课时
学习目标
1.举例说明细胞各部分之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。
2.阐述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞无核膜包被的细胞核。
一、细胞各部分结构分工合作
内容索引
课时对点练
二、原核细胞和真核细胞的主要区别
一
细胞各部分结构分工合作
教材梳理
1.生物膜的概念：在真核细胞中，_________、_________和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
细胞质膜
细胞器膜
2.分泌蛋白的运输和释放过程
如图是合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图，完成图示并思考下列问题：
核孔
内质网
核糖体
高尔基体
细胞质膜
(1)研究方法：同位素标记法。
(2)运输途径
核糖体：氨基酸经过脱水缩合，形成______
↓
_______：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质
↓囊泡
_________：做进一步的修饰加工
↓小泡
_________：将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器：_______。
肽链
内质网
高尔基体
细胞质膜
线粒体
(1)各种细胞器所具有的广阔膜面积为多种酶提供了_________
(2)不同的细胞器使多种化学反应被限制在一定空间内而互不_____
3.细胞器膜的功能
附着位点
保证了细胞内的多种化学反应能_____、_____、_____地进行
干扰
同时
高效
有序
(1)生物膜包括生物体内的所有膜结构(　　)
(2)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白(　　)
(3)细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同(　　)
(4)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所(　　)
(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(　　)
(6)细胞内的酶必须附着在膜上，才能发挥催化作用(　　)
×
×
√
×
×
×
任务一：分析分泌蛋白的合成和运输的过程
资料1　科学家在探究豚鼠胰腺腺泡细胞合成、运输、分泌蛋白质途径的经典实验：向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射由3H标记的亮氨酸，3 min后被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中；17 min后出现在高尔基体中；117 min后出现在靠近细胞质膜内侧的小泡中，再后来出现在细胞外的分泌物中。
核心探讨
资料2　信号肽假说认为，首先，在游离的核糖体上合成一段短肽即信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随机被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。
分析资料回答下列相关问题：
(1)科学家运用了什么技术方法，通过控制什么来探究3H标记亮氨酸的转移途径？
提示　科学家采用放射性同位素标记法，通过控制时间来探究3H标记亮氨酸的转移途径。
(2)为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？
提示　亮氨酸是必需氨基酸，必须从外界环境中获取，不能自身合成。
(3)以下是资料1中实验放射自显影的结果，据此推测分泌蛋白的转移途径？
提示　粗面内质网→高尔基体→分泌颗粒。
(4)综合资料1和资料2，分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？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、高尔基体和细胞质膜等结构。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加工，再由小泡运输到细胞质膜，与细胞质膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
任务二：分析分泌蛋白合成和运输过程中膜面积的变化
如图甲、乙是该过程中内质网、高尔基体和细胞质膜膜面积的变化图，依据分泌蛋白合成和运输的过程分析①②③代表的结构分别是什么？
提示　图甲中①代表内质网、②代表高尔基体、③代表细胞质膜；图乙中①代表内质网、②代表细胞质膜、③代表高尔基体。
核心归纳
1.胞内蛋白和分泌蛋白的比较
比较项目 胞内蛋白 分泌蛋白
合成场所 游离核糖体 最先在游离的核糖体上进行，当一段肽链合成后，它们转移到粗面内质网上继续完成肽链合成
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 消化酶、抗体、胰岛素
核心归纳
2.生物膜在结构上的联系
1.(2023·江苏如皋中学高一期中)如图所示为真核细胞内分泌蛋白的合成和分泌过程。下列相关叙述错误的是
A.囊泡和小泡包裹的蛋白质空间
结构不同
B.若无其他细胞器的参与，则图
示过程一般不能正常进行
C.分泌蛋白的合成是在细胞器2上开始的
D.完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变
典题应用
√
囊泡来自内质网，完成蛋白质的粗加工，小泡来自高尔基体，对蛋白质进行进一步加工，囊泡
和小泡包裹的蛋白质空间结
构不同，A正确；
图示过程还需要线粒体提供
能量才能正常进行，B正确；
分泌蛋白的合成是在核糖体上开始的，细胞器2是内质网，C错误；
完成图示过程，内质网膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变，D正确。
2.(多选)胰岛素分子含有两条肽链。胰岛B细胞合成胰岛素的过程如下：
①在游离的核糖体上合成前胰岛素原的起始肽段→②前胰岛素原中的起始肽段连同核糖体一起转移到粗面内质网→③在其上继续合成肽链并切掉起始肽段、形成具有一定空间结构的胰岛素原并转移到高尔基体→④在高尔基体中切除中间一段肽链，形成由2条肽链组成的胰岛素并分泌到细胞外。下列有关叙述正确的是
A.游离核糖体与胰岛素的合成有关
B.内质网、高尔基体、细胞质膜之间通过囊泡联系
C.高尔基体对肽链的加工过程消耗了水分子
D.胰岛素分子含有前胰岛素原中的起始肽段
√
√
√
根据题意可知，在粗面内质网中切掉了起始肽段，因此胰岛素分子中不含有前胰岛素原中的起始肽段，D错误。
二
原核细胞和真核细胞的主要区别
教材梳理
1.细胞的分类：根据细胞内有无由______包被的细胞核，把细胞分为_________和_________。
核膜
原核细胞
真核细胞
(1)原核细胞 ______生物。
(2)常见类型
原核
绝大多数是营______或______生活的___养生物
①
代谢特点
典型实例
人大肠内的大肠杆菌和体表的葡萄球菌等
腐生
寄生
异
细菌
直径一般约为10 μm，比细菌略_____
②
大小
代谢特点
细胞内含有光合色素(______素和______素)，能进行光合作用，是自养生物
大
蓝细菌
分布
一些河流、湖泊、池塘中出现的“水华”现象就与水体中多种蓝细菌的大量繁殖有关
藻蓝
叶绿
(3)原核细胞的主要特点
①结构比较简单，没有由______包被的细胞核，有______。
②拟核内有环状的______分子。
核膜
拟核
DNA
(1)真菌和细菌都是原核生物(　　)
(2)原核生物中既有自养生物又有异养生物(　　)
(3)植物细胞、真菌与细菌都有细胞壁，成分主要是纤维素和果胶
(　　)
(4)蓝细菌能进行光合作用是因为有叶绿体存在(　　)
×
√
×
×
任务三：比较原核细胞和真核细胞的结构
观察下列七幅图，请思考：
核心探讨
(1)上图中原核生物有哪些？请说出你的判断依据。
提示　原核生物有细菌、蓝细菌、支原体。它们都无核膜包被的细胞核。
(2)支原体与细菌、蓝细菌在结构上有什么区别？
提示　支原体无细胞壁。
(3)带“菌”字的都是细菌吗？并说明理由。
提示　不一定。真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)为真核生物，球菌、杆菌、螺旋菌、弧菌都是指细菌(如大肠杆菌、醋酸杆菌、肺炎链球菌、幽门螺旋杆菌、霍乱弧菌等)。
核心归纳
原核细胞与真核细胞的比较
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 有无核膜包被的细胞核 不同点 大小 较小 较大
细胞壁 有(支原体除外) 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞无
细胞器 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等复杂的细胞器
核心归纳
不同点 细胞核 有拟核，无核膜，无染色体 有核膜，核内有染色体
生物类群 放线菌、蓝细菌、细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 真菌、动物、植物
统一性 都有细胞质膜、细胞质、核糖体，都以DNA作为遗传物质 3.(2022·江苏常州高一期中)科学家在黄石国家公园的热温泉中发现了一种罕见的嗜热好氧杆菌，内含大量叶绿素，能与其他细菌争夺阳光来维持生存。下列有关叙述正确的是
A.该菌的遗传物质主要存在于染色体上
B.该菌是能进行光合作用的自养生物
C.该菌和蓝细菌都无细胞核和细胞器
D.该菌与口腔上皮细胞的最主要区别是有细胞壁
典题应用
√
该菌属于原核生物，其遗传物质DNA裸露存在，没有染色体，A错误；
该菌和蓝细菌都属于原核生物，没有核膜包被的细胞核，但是含有核糖体，C错误；
该菌属于原核生物，与真核细胞口腔上皮细胞相比，最主要区别是没有核膜包被的细胞核，D错误。
4.如图是某细胞结构模式图。下列有关叙述正确的是
A.图示细胞为某种植物细胞或真菌
B.图示细胞中无核膜包被的细胞核
C.图示细胞含有核糖体、叶绿体等结构
D.图示细胞的遗传物质为RNA
√
图示细胞为原核细胞，而植物细胞和真菌属于真核细胞，A错误；
图示细胞只含有核糖体一种细胞器，不含叶绿体，C错误；
图示细胞的遗传物质为DNA，D错误。
网络构建第4课时　细胞各部分结构分工合作及原核细胞和真核细胞的主要区别
[学习目标]　1.举例说明细胞各部分之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。2.阐述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞无核膜包被的细胞核。
一、细胞各部分结构分工合作
1．生物膜的概念：在真核细胞中，细胞质膜、细胞器膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
2．分泌蛋白的运输和释放过程
如图是合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图，完成图示并思考下列问题：
(1)研究方法：同位素标记法。
(2)运输途径
核糖体：氨基酸经过脱水缩合，形成肽链
↓
内质网：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质
↓囊泡
高尔基体：做进一步的修饰加工
↓小泡
细胞质膜：将蛋白质分泌到细胞外
(3)提供能量的细胞器：线粒体。
3．细胞器膜的功能
判断正误
(1)生物膜包括生物体内的所有膜结构(　　)
(2)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白(　　)
(3)细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同(　　)
(4)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所(　　)
(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(　　)
(6)细胞内的酶必须附着在膜上，才能发挥催化作用(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
任务一：分析分泌蛋白的合成和运输的过程
资料1　科学家在探究豚鼠胰腺腺泡细胞合成、运输、分泌蛋白质途径的经典实验：向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射由3H标记的亮氨酸，3 min后被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中；17 min后出现在高尔基体中；117 min后出现在靠近细胞质膜内侧的小泡中，再后来出现在细胞外的分泌物中。
资料2　信号肽假说认为，首先，在游离的核糖体上合成一段短肽即信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随机被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。
分析资料回答下列相关问题：
(1)科学家运用了什么技术方法，通过控制什么来探究3H标记亮氨酸的转移途径？
提示　科学家采用放射性同位素标记法，通过控制时间来探究3H标记亮氨酸的转移途径。
(2)为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？
提示　亮氨酸是必需氨基酸，必须从外界环境中获取，不能自身合成。
(3)以下是资料1中实验放射自显影的结果，据此推测分泌蛋白的转移途径？
提示　粗面内质网→高尔基体→分泌颗粒。
(4)综合资料1和资料2，分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？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、高尔基体和细胞质膜等结构。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加工，再由小泡运输到细胞质膜，与细胞质膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
任务二：分析分泌蛋白合成和运输过程中膜面积的变化
如图甲、乙是该过程中内质网、高尔基体和细胞质膜膜面积的变化图，依据分泌蛋白合成和运输的过程分析①②③代表的结构分别是什么？
提示　图甲中①代表内质网、②代表高尔基体、③代表细胞质膜；图乙中①代表内质网、②代表细胞质膜、③代表高尔基体。
1．胞内蛋白和分泌蛋白的比较
比较项目 胞内蛋白 分泌蛋白
合成 场所 游离核糖体 最先在游离的核糖体上进行，当一段肽链合成后，它们转移到粗面内质网上继续完成肽链合成
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 消化酶、抗体、胰岛素
2.生物膜在结构上的联系
1．(2023·江苏如皋中学高一期中)如图所示为真核细胞内分泌蛋白的合成和分泌过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．囊泡和小泡包裹的蛋白质空间结构不同
B．若无其他细胞器的参与，则图示过程一般不能正常进行
C．分泌蛋白的合成是在细胞器2上开始的
D．完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变
答案　C
解析　囊泡来自内质网，完成蛋白质的粗加工，小泡来自高尔基体，对蛋白质进行进一步加工，囊泡和小泡包裹的蛋白质空间结构不同，A正确；图示过程还需要线粒体提供能量才能正常进行，B正确；分泌蛋白的合成是在核糖体上开始的，细胞器2是内质网，C错误；完成图示过程，内质网膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变，D正确。
2．(多选)胰岛素分子含有两条肽链。胰岛B细胞合成胰岛素的过程如下：
①在游离的核糖体上合成前胰岛素原的起始肽段→②前胰岛素原中的起始肽段连同核糖体一起转移到粗面内质网→③在其上继续合成肽链并切掉起始肽段、形成具有一定空间结构的胰岛素原并转移到高尔基体→④在高尔基体中切除中间一段肽链，形成由2条肽链组成的胰岛素并分泌到细胞外。下列有关叙述正确的是(　　)
A．游离核糖体与胰岛素的合成有关
B．内质网、高尔基体、细胞质膜之间通过囊泡联系
C．高尔基体对肽链的加工过程消耗了水分子
D．胰岛素分子含有前胰岛素原中的起始肽段
答案　ABC
解析　根据题意可知，在粗面内质网中切掉了起始肽段，因此胰岛素分子中不含有前胰岛素原中的起始肽段，D错误。
二、原核细胞和真核细胞的主要区别
1．细胞的分类：根据细胞内有无由核膜包被的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞。
2．原核细胞
(1)原核细胞原核生物。
(2)常见类型
(3)原核细胞的主要特点
①结构比较简单，没有由核膜包被的细胞核，有拟核。
②拟核内有环状的DNA分子。
判断正误
(1)真菌和细菌都是原核生物(　　)
(2)原核生物中既有自养生物又有异养生物(　　)
(3)植物细胞、真菌与细菌都有细胞壁，成分主要是纤维素和果胶(　　)
(4)蓝细菌能进行光合作用是因为有叶绿体存在(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
任务三：比较原核细胞和真核细胞的结构
观察下列七幅图，请思考：
(1)上图中原核生物有哪些？请说出你的判断依据。
提示　原核生物有细菌、蓝细菌、支原体。它们都无核膜包被的细胞核。
(2)支原体与细菌、蓝细菌在结构上有什么区别？
提示　支原体无细胞壁。
(3)带“菌”字的都是细菌吗？并说明理由。
提示　不一定。真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)为真核生物，球菌、杆菌、螺旋菌、弧菌都是指细菌(如大肠杆菌、醋酸杆菌、肺炎链球菌、幽门螺旋杆菌、霍乱弧菌等)。
　原核细胞与真核细胞的比较
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 有无核膜包被的细胞核
不同点 大小 较小 较大
细胞壁 有(支原体除外) 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞无
细胞器 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等复杂的细胞器
细胞核 有拟核，无核膜，无染色体 有核膜，核内有染色体
生物类群 放线菌、蓝细菌、细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 真菌、动物、植物
统一性 都有细胞质膜、细胞质、核糖体，都以DNA作为遗传物质
3．(2022·江苏常州高一期中)科学家在黄石国家公园的热温泉中发现了一种罕见的嗜热好氧杆菌，内含大量叶绿素，能与其他细菌争夺阳光来维持生存。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该菌的遗传物质主要存在于染色体上
B．该菌是能进行光合作用的自养生物
C．该菌和蓝细菌都无细胞核和细胞器
D．该菌与口腔上皮细胞的最主要区别是有细胞壁
答案　B
解析　该菌属于原核生物，其遗传物质DNA裸露存在，没有染色体，A错误；该菌和蓝细菌都属于原核生物，没有核膜包被的细胞核，但是含有核糖体，C错误；该菌属于原核生物，与真核细胞口腔上皮细胞相比，最主要区别是没有核膜包被的细胞核，D错误。
4．如图是某细胞结构模式图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图示细胞为某种植物细胞或真菌
B．图示细胞中无核膜包被的细胞核
C．图示细胞含有核糖体、叶绿体等结构
D．图示细胞的遗传物质为RNA
答案　B
解析　图示细胞为原核细胞，而植物细胞和真菌属于真核细胞，A错误；图示细胞只含有核糖体一种细胞器，不含叶绿体，C错误；图示细胞的遗传物质为DNA，D错误。

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