2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細胞的結(jié)構(gòu)第5節(jié)細胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個統(tǒng)一整體教案浙科版必修第一冊

PAGE11-第五節(jié)細胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個統(tǒng)一整體課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接舉例說明細胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一樣，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動。構(gòu)建并運用細胞模型，闡明細胞各部分結(jié)構(gòu)通過分工與合作，形成相互協(xié)調(diào)的有機整體，實現(xiàn)細胞水平的各項生命活動。(生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究)一、生物膜系統(tǒng)把細胞各部分結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起1．生物膜系統(tǒng)的概念(1)意義真核細胞內(nèi)存在著豐富的膜結(jié)構(gòu)，它們將細胞內(nèi)部劃分成相對獨立的區(qū)室，保證多種生命活動高效、有序地進行。(2)特點這些膜結(jié)構(gòu)又是可以相互轉(zhuǎn)化的，在結(jié)構(gòu)和功能上構(gòu)成一個統(tǒng)一整體。(3)組成細胞膜和包括核膜在內(nèi)的多種細胞器膜共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。2．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在生物膜系統(tǒng)中的作用(1)生物膜中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的面積最大，占了整個細胞生物膜的一半左右。(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的加工或合成基地。這些生物大分子被合成后可在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完整、封閉管道中快速運輸。3．囊泡的形成、移動(1)囊泡相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)由于生物膜具有肯定的流淌性。(2)轉(zhuǎn)化的途徑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以出芽的形式形成囊泡，囊泡移動到高爾基體并與其融合。高爾基體同樣以囊泡的形式與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分。細胞膜也可以內(nèi)陷形成囊泡回到細胞質(zhì)中。(3)囊泡的移動的意義囊泡的移動為多種細胞器的膜質(zhì)成分供應(yīng)物質(zhì)來源，從而實現(xiàn)膜成分的更新。二、細胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)協(xié)作，共同執(zhí)行生命活動1．分泌蛋白的概念機體中有一類在細胞內(nèi)產(chǎn)生，分泌到胞外發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)，稱為分泌蛋白，如抗體、消化酶和一部分激素。2．小資料蛋白質(zhì)的合成與分泌(1)試驗材料與探討方法科學(xué)家以豚鼠胰腺腺泡細胞為材料，采納放射性同位素示蹤的方法，探究胰蛋白酶的合成和分泌路徑。(2)試驗過程與試驗結(jié)果探討者用3H標記的亮氨酸培育豚鼠胰腺腺泡細胞，然后分別在3min、17min和117min獲得細胞，置于特定環(huán)境下視察。探討發(fā)覺，3min取出的腺泡細胞，被標記的蛋白質(zhì)出現(xiàn)在附著核糖體的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，17min時出現(xiàn)在高爾基體中，117min時出現(xiàn)在靠近細胞膜的囊泡及細胞外。(3)試驗結(jié)論由上述小資料可知，胰蛋白酶的合成和分泌是在多種細胞結(jié)構(gòu)的參加下進行的。首先，氨基酸在核糖體（附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上）中形成多肽，之后通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工和運輸，隨囊泡轉(zhuǎn)移至高爾基體。隨后，高爾基體形成的囊泡包袱著蛋白質(zhì)向細胞膜移動，將蛋白質(zhì)分泌至胞外。進一步探討可知，在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的磷脂和膽固醇同樣須要與高爾基體的聯(lián)系，通過囊泡運入其他細胞器。3．囊泡運輸?shù)臋C制(1)生物大分子合成或加工后的去向很多生物大分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器內(nèi)合成或加工后，不能干脆穿過生物膜，而是被包袱在囊泡里，并被運至特定部位。(2)通過囊泡運輸?shù)奈镔|(zhì)類型通過囊泡運輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類：一類是囊泡膜上的膜蛋白和脂質(zhì)等，參加細胞器的組成并完成特定的細胞功能；另一類是囊泡包袱的內(nèi)含物，如一些激素、酶等，這些物質(zhì)有的被分泌到細胞外，有的參加細胞內(nèi)大分子物質(zhì)的降解等。(3)影響囊泡運輸?shù)囊蛩匾话銇碚f，囊泡運輸包括囊泡形成、運輸和與特定部位膜的融合，其中囊泡與特定部位膜的融合是囊泡定向運輸?shù)年P(guān)鍵。整個過程特別困難，須要多種信號分子和細胞骨架的參加。4．囊泡運輸對細胞在代謝中的作用細胞在代謝過程中產(chǎn)生的殘渣、功能異樣的大分子以及蒼老的細胞器等，被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或其他膜結(jié)構(gòu)形成的囊泡包袱著，與溶酶體融合，進而被消化分解，產(chǎn)生的小分子物質(zhì)有的被細胞重新利用，有的被排出細胞。三、生物膜系統(tǒng)使細胞在結(jié)構(gòu)和功能上成為一個統(tǒng)一的整體1．生物膜系統(tǒng)大大提高了細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)男?，加強了各組分間的溝通。2．由生物膜形成的各區(qū)室使細胞具有相對獨立的空間，保證了細胞各項生命活動高效、有序地進行。3．細胞內(nèi)廣袤的膜面積為多種酶供應(yīng)了附著位點，為多種化學(xué)反應(yīng)順當進行供應(yīng)了有利條件。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．常見的分泌蛋白包括消化酶、抗體和呼吸酶等。 ()2．分泌蛋白的合成與分泌過程：核糖體→高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→細胞膜。 ()3．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜向內(nèi)與核膜連接，向外與細胞膜連接。 ()4．生物膜系統(tǒng)由具膜結(jié)構(gòu)的細胞器構(gòu)成。 ()5．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)生物分子如葡萄糖、氨基酸和核苷酸的合成基地。 ()6．細胞核與細胞質(zhì)及細胞膜的緊密聯(lián)系，大大提高了物質(zhì)交換的效率。 ()提示：1.×呼吸酶是胞內(nèi)酶。2．×核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜。3．√4．×細胞膜和包括核膜在內(nèi)的多種細胞器膜共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。5．×內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)生物大分子如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的加工或合成基地。6．√生物膜系統(tǒng)1．生物膜系統(tǒng)組成、功能的整合2．區(qū)分與生物膜有關(guān)的兩個“≠”(1)生物膜≠生物體內(nèi)的膜生物膜系統(tǒng)主要針對真核細胞而言，指細胞內(nèi)生物膜的統(tǒng)稱，屬于細胞水平的范疇，而生物體內(nèi)的有些膜，如視網(wǎng)膜、腸黏膜等，不屬于生物膜。(2)膜結(jié)構(gòu)≠細胞器①細胞的膜結(jié)構(gòu)指細胞膜、核膜、細胞器膜等具有生物膜的結(jié)構(gòu)。②細胞器和膜結(jié)構(gòu)均屬于細胞結(jié)構(gòu)的一部分。合作探究：1.生物膜系統(tǒng)的概念辨析結(jié)合生物膜系統(tǒng)的概念，推斷下列哪些屬于生物膜系統(tǒng)，推斷的依據(jù)是什么？①核膜②液泡膜③細胞膜④小腸黏膜⑤高爾基體形成的囊泡屬于生物膜系統(tǒng)的是：_________________________________________。推斷依據(jù)：__________________________________________________。提示：①②③⑤生物膜系統(tǒng)由核膜、細胞膜和細胞器膜組成，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體形成的囊泡都屬于細胞器膜。小腸黏膜不是一層生物膜，而是一層上皮組織2．生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系(1)結(jié)合上圖，用箭頭表示出三種生物膜在結(jié)構(gòu)上的干脆聯(lián)系。提示：核膜eq\o(→,\s\up15(干脆相連))內(nèi)質(zhì)網(wǎng)eq\o(→,\s\up15(干脆相連))細胞膜(2)分析內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜和細胞膜在結(jié)構(gòu)上是如何間接聯(lián)系的，并說明在功能上有何關(guān)系。①間接聯(lián)系：_________________________________________________。②功能關(guān)系：_________________________________________________。提示：①通過形成囊泡發(fā)生結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系②功能雖然不同，但須要相互協(xié)調(diào)，共同完成某項生理過程，如分泌蛋白的加工和運輸過程1．下列結(jié)構(gòu)中不屬于生物膜系統(tǒng)的是()A．細胞膜 B．核膜C．溶酶體的膜 D．中心體D[細胞膜、核膜和細胞器的膜共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。中心體是不具有膜結(jié)構(gòu)的細胞器，不屬于生物膜系統(tǒng)。]2．下列有關(guān)生物膜的敘述，錯誤的是()A．各種生物膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)完全相同B．不同的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)的生物膜之間是可以相互轉(zhuǎn)化的C．生物膜的探討已經(jīng)深化分子水平D．細胞內(nèi)的生物膜既各司其職，又相互協(xié)作，共同完成細胞的生命活動A[各種生物膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)很相像，并非完全相同。不同的生物膜可以相互轉(zhuǎn)化；探討發(fā)覺，生物膜主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成，即探討已深化分子水平；細胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，體現(xiàn)了各結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)協(xié)作。]細胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)協(xié)作1．圖解法解讀分泌蛋白的合成與運輸過程上述過程中各種細胞器的功能各不相同，依靠各種細胞器之間的親密合作、協(xié)調(diào)協(xié)作完成該生命活動。2．分泌蛋白的合成與運輸曲線模型解讀(1)甲圖表示用放射性元素標記某種氨基酸，追蹤不同時間放射性元素在細胞器中的分布狀況，依據(jù)放射性元素出現(xiàn)的先后依次推斷，a為核糖體、b為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、c為高爾基體。(2)乙圖表示肯定時間內(nèi)，細胞結(jié)構(gòu)的膜面積隨時間改變，d的膜面積削減，e的膜面積增加，f的膜面積先增加后削減，可推斷d為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、e為細胞膜、f為高爾基體。(3)丙圖表示前后兩個時間點，細胞結(jié)構(gòu)膜面積改變對比。前后比較發(fā)覺，g的膜面積削減、h的膜面積基本不變、i的膜面積增加，可推斷g為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、h為高爾基體、i為細胞膜。合作探究：1.分泌蛋白的推斷①血紅蛋白②抗體③消化酶④呼吸酶⑤性激素⑥胰島素(1)屬于分泌蛋白的有哪些？提示：②③⑥(2)推斷分泌蛋白的依據(jù)是什么？提示：由附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成，并且分泌到細胞外起作用。2．分泌蛋白的合成和運輸(1)圖中甲、乙、丙、丁和戊分別是______________、_____________、_____________、_____________和____________。(2)乙的作用是________________，然后以囊泡的形式將物質(zhì)運至丙，丙的作用是________________。然后丙也是以囊泡的形式將物質(zhì)運至丁，分泌到細胞外。乙和丙之間、丙和丁之間可以以囊泡的形式運輸物質(zhì)，說明白________________。提示：(1)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜線粒體(2)對分泌蛋白進行初步加工和運輸對分泌蛋白進行進一步加工生物膜具有肯定的流淌性1．下列與胃蛋白酶的合成和分泌有關(guān)的敘述中，錯誤的是()A．細胞核為胃蛋白酶的合成供應(yīng)遺傳信息B．核糖體為胃蛋白酶的合成供應(yīng)場所C．高爾基體與胃蛋白酶的合成和加工有關(guān)D．線粒體為胃蛋白酶的合成和分泌供應(yīng)能量C[胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，由細胞核內(nèi)的相關(guān)基因限制合成，A項正確；核糖體是細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所，B項正確；胃蛋白酶屬于分泌蛋白，其合成與分泌過程須要依次經(jīng)核糖體合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工、線粒體供應(yīng)能量，故C項錯誤、D項正確。]2．圖甲表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)放大圖，圖乙表示胰島素的合成和分泌過程，圖丙表示胰島素合成分泌過程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及細胞膜膜面積的改變。結(jié)合圖示分析下列說法正確的是()A．圖甲所示的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，能夠在高倍顯微鏡下視察到B．細胞內(nèi)與細胞呼吸有關(guān)的酶，都是通過圖乙所示過程合成的C．圖乙中細胞結(jié)構(gòu)①②④的膜之間存在干脆聯(lián)系D．圖丙中f代表高爾基體膜面積的改變D[圖甲所示的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為亞顯微結(jié)構(gòu)，需用電子顯微鏡視察，A錯誤；細胞內(nèi)與細胞呼吸有關(guān)的酶為胞內(nèi)酶，不屬于分泌蛋白，B錯誤；圖乙中細胞結(jié)構(gòu)②為高爾基體，與其他膜之間存在間接聯(lián)系，C錯誤；據(jù)圖丙分析可知，圖丙中f膜面積最終幾乎不變，代表高爾基體膜面積的改變，D正確。]“三看法”解讀分泌蛋白的合成、加工、運輸[課堂小結(jié)]學(xué)問網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1.細胞膜和包括核膜在內(nèi)的多種細胞器膜共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)除核酸以外一系列重要的生物大分子，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的加工或合成基地。3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以出芽的形式形成囊泡，囊泡移動到高爾基體并與其融合；高爾基體同樣以囊泡的形式與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分。細胞膜也可以內(nèi)陷形成囊泡回到細胞質(zhì)中。囊泡的移動為多種細胞器的膜質(zhì)成分供應(yīng)物質(zhì)來源，從而實現(xiàn)膜成分的更新。4.機體中有一類在細胞內(nèi)產(chǎn)生，分泌到胞外發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)，稱為分泌蛋白，如抗體、消化酶和一部分激素。5.通過囊泡運輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類：一類是囊泡膜上的膜蛋白和脂質(zhì)等，參加細胞器的組成并完成特定的細胞功能；另一類是囊泡包袱的內(nèi)含物，如一些激素、酶等，這些物質(zhì)有的被分泌到細胞外，有的參加細胞內(nèi)大分子物質(zhì)的降解等。6.一般來說，囊泡運輸包括囊泡形成、運輸和與特定部位膜的融合，其中囊泡與特定部位膜的融合是囊泡定向運輸?shù)年P(guān)鍵。整個過程特別困難，須要多種信號分子和細胞骨架的參加。1．細胞的生物膜系統(tǒng)指的是()A．由細胞膜、核膜以及細胞器膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成的膜系統(tǒng)B．由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和核膜形成的具有特定功能的結(jié)構(gòu)C．全部的細胞膜D．細胞膜和核膜A[生物膜系統(tǒng)是由細胞膜、核膜以及由膜圍成的細胞器形成的膜系統(tǒng)，A正確；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和核膜只是細胞生物膜系統(tǒng)的一部分，B錯誤；細胞生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、核膜和各種細胞器膜，C錯誤；細胞膜和核膜只是細胞生物膜系統(tǒng)的一部分，D錯誤。]2．下列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)的敘述中，不恰當?shù)氖?)A．是維持細胞形態(tài)的重要支架B．供應(yīng)核糖體附著的支架C．參加細胞內(nèi)某些代謝反應(yīng)D．擴展膜面積，有利于酶的附著A[維持細胞形態(tài)重要支架是細胞骨架，A錯誤；供應(yīng)核糖體附著的支架，B正確；參加細胞內(nèi)脂質(zhì)的合成，C正確；擴展膜面積，有利于酶的附著，D正確。]3．下列有關(guān)分泌蛋白的敘述，錯誤的是()A．分泌蛋白在細胞內(nèi)的合成須要核糖體的參加B．線粒體能為分泌蛋白的合成和運輸供應(yīng)能量C．分泌蛋白先經(jīng)過高爾基體再經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌到細胞外D．分泌蛋白從細胞內(nèi)排出時，囊泡的膜可與細胞膜融合C[分泌蛋白在核糖體上合成，然后依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜排出細胞外，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜之間以囊泡的形式進行轉(zhuǎn)移。該過程須要線粒體供應(yīng)能量。]4．“囊泡”在細胞中來回穿梭，囊泡上的蛋白質(zhì)會與目標細胞膜上的特定蛋白質(zhì)發(fā)生結(jié)合，從而讓囊泡可以在正確的位置上釋放其所運載的特別“分子貨物”。下列有關(guān)囊泡運輸?shù)臄⑹觯e誤的是()A．可形成囊泡的細胞結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細胞膜B．通過囊泡運輸?shù)摹胺肿迂浳铩倍际谴蠓肿游镔|(zhì)，且須要消耗能量C．分泌蛋白從細胞內(nèi)排出細胞外的過程中，實現(xiàn)了細胞膜成分的更新D．通過囊泡實現(xiàn)物質(zhì)的定向運輸依靠于蛋白質(zhì)之間的特異性識別和結(jié)合B[可形成囊泡的細胞結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細胞膜，A正確；通過囊泡運輸?shù)摹胺肿迂浳铩表氁哪芰?，不肯定都是生物大分子，例如有些小分子神?jīng)遞質(zhì)也是通過囊泡運輸?shù)?，B錯誤；分泌蛋白從細胞內(nèi)排出細胞外的過程中，囊泡膜與細胞膜融合，實現(xiàn)了細胞膜成分的更新，C正確；通過囊泡實現(xiàn)物質(zhì)的定向運輸依靠于蛋白質(zhì)之間的特異性識別和結(jié)合，D正確。]5．用35S標記肯定量的氨基酸，并用來培育哺乳動物的乳腺細胞，測得核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上放射性強度的改變曲線(圖甲)以及在此過程中高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細胞膜膜面積的改變曲線(圖乙)，請回答下列問題：(1)請推斷圖甲中的