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人教版（2019）必修1
第三章 细胞的基本结构
第二节 细胞器之间的分工合作
第2课时
学习目标
02
01
说出细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。（生命观念）
简述生物膜系统的组成和功能。（生命观念）
目录
细胞器之间的协调配合
01
细胞的生物膜系统
02
新课导入
细胞中的各种细胞器，在细胞的生命活动中起什么作用呢？
细胞核
细胞膜
内质网
高尔基体
线粒体
细胞质
核糖体
细胞壁
叶绿体
液泡
溶酶体
中心体
细胞器之间的协调配合
细胞内有许多条“生产线”。每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。
类似
分泌蛋白的合成和运输就是一个例子
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白
有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白。
消化酶
抗体
溶菌酶
细胞因子
蛋白类激素
……
分泌
蛋白
细胞器之间的协调配合
在研究分泌蛋白的合成和分泌时，向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸检测放射性依次出现的部位。
3min
17min
117min
附着有核糖体的内质网中
出现在高尔基体中
靠近细胞膜内侧运输蛋白质的囊泡中
思考·讨论 分泌蛋白的合成和运输
思考·讨论 分泌蛋白的合成和运输
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白是在哪里合成的？
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。
分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。
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。
需要能量，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量。这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。
科学方法——同位素标记法
细胞器之间的协调配合
在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，12C与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。
同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定的同位素，如15N、18O等。
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白的合成和运输
核糖体
内质网
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
1
2
3
4
5
6
氨基酸缩合成多肽
继续合成，多肽盘曲折叠初步加工成蛋白质。
蛋白质进一步加工分类包装
胞吐分泌
注意：线粒体（提供能量）
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白的合成
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
肽链
一定空间结构蛋白质
成熟蛋白质
分泌蛋白
氨基酸
合成
加工、
折叠、
修饰加工、
融合
分泌
囊泡
囊泡
线粒体
能量
能量
能量
能量
交通枢纽
细胞器之间的协调配合
在游离核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成
合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，且边合成边转移到内质网腔。
在内质网中经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
内质网鼓出小泡，包裹着蛋白质离开内质网，达到高尔基体，与高尔基体膜融合。
1
1
2
2
3
3
4
4
线粒体
4
细胞器之间的协调配合
高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。
1
5
2
3
4
5
6
高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡
6
7
囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
7
在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。
线粒体
4
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
_________
_________
_________
前
后
时间
0
膜面积
①_________
③_________
②_________
时间
0
②
③
①
①
②
③
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
上图表示的是前后两个时间点的变化，下图表示的是一定时间段内的变化。
膜面积
①
②
③
①
②
③
细胞器之间的协调配合
细胞的生物膜系统
在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、 高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，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。
由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
生物膜系统
细胞器膜
核膜
细胞膜
生物膜系统
细胞的生物膜系统
生物膜的功能
双层膜
单层膜
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
生物膜系统
核 膜
细胞膜
细胞器膜
细胞的生物膜系统
特点：各种生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上密切联系。
结构与成分
组成成分
脂质（磷脂）和蛋白质
磷脂双分子层，基本支架
蛋白质分布在磷脂双分子层中
结构
流动镶嵌模型
结构特点：具有流动性
各生物膜的组成成分含量有差异，功能越复杂的生物膜蛋白质的种类和数量越多
细胞的生物膜系统
内质网
直接联系
囊泡
出芽
融合
间接联系
囊泡
细胞膜
核膜
高尔基体
细胞的生物膜系统
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗
例如，当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。
血液
血液透析装置
透析液
废液
净化后的血液
泵
课堂小结
细胞质
细胞器
细胞质基质
实验
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
分工合作
分泌蛋白的合成和运输
分类
双层膜
单层膜
无膜
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
溶酶体
液泡
核糖体
中心体
加上
核膜、细胞膜
共同组成
生物膜系统
结构功能联系
1.下列关于生物膜的叙述，错误的是（ ）
A.生物膜之间通过囊泡的转移可实现膜成分的更新
B.生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的
C.细胞内分泌蛋白的合成与分泌体现了生物膜结构与功能上的联系
D.生物体内所有的膜都属于生物膜系统
√
课堂训练
解析：生物膜之间通过囊泡的转移可实现膜成分的更新，A正确；生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的，真核细胞中所有的膜都属于生物膜系统，但生物体内的视网膜、口腔黏膜，小肠黏膜等不属于生物膜系统，B正确，D错误；分泌蛋白的合成与分泌过程涉及的细胞器包括核糖体、内质网和高尔基体，在该过程中需要的能量主要由线粒体提供，可见蛋白质的合成与分泌过程是多种细胞器分工合作的结果，体现了生物膜在结构和功能上的联系，C正确。
2.下列关于生物膜结构与功能的叙述，错误的是（ ）
A.生物膜使细胞内能同时进行多种化学反应，保证细胞生命活动高效有序进行
B.囊泡的出芽和融合，体现了生物膜的组成成分和结构具有相似性
C.内质网和高尔基体通过囊泡发生联系，体现了生物膜具有一定的流动性
D.无细胞结构的病毒不具生物膜系统，而有细胞结构的生物都具有生物膜系统
√
课堂训练
解析：A、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样就使细胞内能够同时进行多种化学反应，而互不干扰，保证细胞生命活动高效有序进行，A正确；B、囊泡的出芽和融合，体现了生物膜具有一定的流动性，说明生物膜的组成成分和结构具有相似性，但不完全相同，B正确；C、内质网和高尔基体通过囊泡发生联系，体现了生物膜具有一定的流动性，C正确；D、细胞结构的生物包括原核生物和真核生物，而生物膜系统由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成，只有真核生物才具有生物膜系统，D错误。
3.酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是（ ）
A.线粒体、囊泡
B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质
D.内质网、囊泡
√
课堂训练
解析：本题考查分泌蛋白的分泌过程。分泌蛋白的运输方向是核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→胞外。已知酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，若某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中，则可能检测到分泌蛋白的场所是内质网、囊泡，D项符合题意。

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