2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 2.5細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個統(tǒng)一的整體 課件（34張）

細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個統(tǒng)一整體目錄壹生物膜系統(tǒng)把細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起貳細(xì)胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)配合，共同執(zhí)行生命活動生物膜系統(tǒng)把細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)聯(lián)系到一起壹生物膜系統(tǒng)的概念在細(xì)胞中，許多細(xì)胞器都有膜，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)真核細(xì)胞內(nèi)存在著豐富的膜結(jié)構(gòu)，它們將細(xì)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(jìn)行。生物膜系統(tǒng)的組成細(xì)胞膜：單層膜核膜：雙層膜，具有核孔其余細(xì)胞器膜：①葉綠體膜，線粒體膜——雙層膜

②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，高爾基體膜，液泡膜——單層膜各種生物膜之間的關(guān)系這些膜結(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。①在化學(xué)成分上的相似性與差異性②在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系③在功能上的聯(lián)系在化學(xué)成分上的相似性與差異性相似性：各種生物膜都主要由蛋白質(zhì)和磷脂組成，均為脂雙層差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有差異，這與不同的生物膜功能的復(fù)雜程度有關(guān)——功能越復(fù)雜的生物膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。知臨中學(xué)池晨豪在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系生物膜中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的面積最大，占了整個細(xì)胞生物膜的一半左右。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)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、封閉的管道中快速運(yùn)輸。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜向內(nèi)與核膜連接，向外與細(xì)胞膜連接，膜之間可直接進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，使細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜的聯(lián)系更為緊密，大大提高了物質(zhì)交換的效率。由于生物膜具有一定的流動性，所以各組分間可以通過囊泡相互轉(zhuǎn)化內(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(xì)胞膜融合，成為細(xì)胞膜的一部分。細(xì)胞膜也可以內(nèi)陷形成囊泡回到細(xì)胞質(zhì)中。囊泡的移動為多種細(xì)胞器的膜質(zhì)成分提供物質(zhì)來源實現(xiàn)膜成分的更新。在功能上的聯(lián)系各種生物膜在功能上既有明確分工，又相互配合，協(xié)調(diào)合作，如分泌蛋白的合成，加工，運(yùn)輸?shù)倪^程，體現(xiàn)了生物膜在功能上的相互聯(lián)系。提醒：生物膜系統(tǒng)是由細(xì)胞中的膜結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的，囊泡膜屬于細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。并不是生物體內(nèi)所有膜都屬于細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)，比如小腸粘膜，呼吸道粘膜生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中起到了及其重要的作用①細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時還在細(xì)胞與環(huán)境間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸，能量交換和信息傳遞的過程中起重要作用②細(xì)胞的許多重要化學(xué)反應(yīng)都在膜上進(jìn)行。細(xì)胞內(nèi)廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利的條件③細(xì)胞內(nèi)生物膜把細(xì)胞隔成一個個小的區(qū)室，如各種細(xì)胞器，這樣就是的細(xì)胞內(nèi)能夠同時進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會相互干擾，保證了細(xì)胞的生命活動高效而有序的進(jìn)行。④生物膜系統(tǒng)使細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上成為一個統(tǒng)一的整體細(xì)胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)配合，共同執(zhí)行生命活動貳機(jī)體中有一類在細(xì)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。分泌蛋白是如何產(chǎn)生、分泌的?如何研究分泌蛋白的產(chǎn)生和分泌過程呢？比較項目分泌蛋白細(xì)胞內(nèi)蛋白不同點作用部位分泌到細(xì)胞外起作用細(xì)胞內(nèi)起作用舉例抗體，消化酶和一些激素（如胰島素等）有氧呼吸相關(guān)酶、光合作用相關(guān)酶相同點基本組成單位都是氨基酸，都需要核糖體參與合成同位素示蹤法在同一元素中，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子為同位素，如16O與18O,12C與14C。同位素的物理性質(zhì)可能有差異，但組成的化合物化學(xué)性質(zhì)相同。用物理性質(zhì)特殊的同位素來標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向，就是同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記可用于示蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清楚化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。生物學(xué)研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性，是穩(wěn)定同位素，如15N、18O等。同位素標(biāo)記豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞豚鼠又名天竺鼠。具有社會性，可群居。圈養(yǎng)壽命平均為8年。繁殖活躍的豚鼠通常壽命較短，約為3~5年。在野外已經(jīng)滅絕，作為寵物分布在世界各地?？墒秤弥R中學(xué)池晨豪研究者用3H標(biāo)記的亮氨酸培養(yǎng)豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞，然后分別在3min、17min和117min獲得細(xì)胞，置于特定環(huán)境下觀察。研究發(fā)現(xiàn)，3min取出的腺泡細(xì)胞，被標(biāo)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(xì)胞膜的囊泡及細(xì)胞外。1.分泌蛋白是在哪里合成的?粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體2.分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外，經(jīng)過了哪些細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)?嘗試描述分泌蛋白合成和運(yùn)輸?shù)倪^程。依次經(jīng)過了核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體和細(xì)胞膜3.分泌蛋白合成和分泌的過程中需要能量嗎?能量由哪里提供?需要能量，整個過程由線粒體提供能量思考一下左圖和右圖表示分泌蛋白合成和運(yùn)輸過程中，相關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)上放射性強(qiáng)度的變化。用放射性元素標(biāo)記氨基酸后，最先檢測到放射性出現(xiàn)在核糖體上，然后依次出現(xiàn)在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)上左圖和右圖都是分泌蛋白加工、運(yùn)輸過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)的膜面積變化，左圖表示的是分泌蛋白分泌前、后兩個時間點膜面積的變化，右圖表示的是一定時間段內(nèi)膜面積的變化。在分泌蛋白加工和運(yùn)輸過程中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積相對減少，高爾基體膜面積基本不變（先增大后減少），細(xì)胞膜面積相對增大。知臨中學(xué)池晨豪具體過程胰蛋白酶的合成和分泌是在多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的參與下進(jìn)行的。①氨基酸在核糖體(附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上)中形成多肽，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，再經(jīng)過加工、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)③到達(dá)高爾基體，與高爾基體膜融合，囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。④高爾基體還能對蛋白質(zhì)做進(jìn)一步的修飾加工，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡。⑤囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜,與細(xì)胞膜融合，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。⑥在分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要消耗能量。這些能量主要來自線粒體。這過程體現(xiàn)生物膜在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，在功能上各種細(xì)胞器既有一定的獨立性，同時又密切配合，共同完成生理過程囊泡運(yùn)輸物質(zhì)及其運(yùn)輸機(jī)制(1)通過囊泡運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類:①囊泡膜上的膜蛋白和脂質(zhì)等，參與細(xì)胞器的組成并完成特定的細(xì)胞功能;②囊泡包裹的內(nèi)含物,如一些激素,酶等,這些物質(zhì)有的被分泌到細(xì)胞外,有的參與胞內(nèi)大分子物質(zhì)的降解等。(2)運(yùn)輸機(jī)制一般來說,囊泡運(yùn)輸包括囊泡形成、運(yùn)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(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。整個過程非常復(fù)雜，需要多種信號分子和細(xì)胞骨架的參與。小提醒(1)細(xì)胞在代謝過程中產(chǎn)生的殘渣、功能異常的大分子以及衰老的細(xì)胞器等，被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或其他膜結(jié)構(gòu)形成的囊泡包裹著，與溶酶體融合,進(jìn)而被消化分解，產(chǎn)生的小分子物質(zhì)有的被細(xì)胞重新利用,有的被排出細(xì)胞。(2)囊泡運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)不一定都是大分子物質(zhì)，如某些氨基酸等。(3)在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的磷脂和膽固醇同樣需要與高爾基體聯(lián)系,通過囊泡運(yùn)到其他細(xì)胞器。下列關(guān)于生物膜的敘述，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.細(xì)胞膜、核膜及各種細(xì)胞器膜等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)C.細(xì)胞內(nèi)部分結(jié)構(gòu)的生物膜之間可相互轉(zhuǎn)化D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，高爾基體膜與細(xì)胞膜之間可以通過囊泡間接轉(zhuǎn)化解析：各種生物膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相似，并非完全相同，不同生物膜的功能不同，其膜中所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有差異，A錯誤A生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中起重要作用。下列說法錯誤的是A.線粒體和葉綠體增大膜面積的方式不同B.各種生物膜上的蛋白質(zhì)含量和種類穩(wěn)定不變C.不是所有的細(xì)胞器都參與構(gòu)成生物膜系統(tǒng)D.生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合B解析：線粒體通過內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴來增大膜面積，葉綠體通過囊狀結(jié)構(gòu)堆疊形成基粒來增大膜面積，兩者增大膜面積的方式不同，A正確。各種生物膜上的蛋白質(zhì)含量和種類不是穩(wěn)定不變的，B錯誤。沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器不參與構(gòu)成生物膜系統(tǒng)，C正確。生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上密切聯(lián)系，體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)與配合，D正確。細(xì)胞是一個統(tǒng)一整體①從結(jié)構(gòu)上看（1）細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)通過核孔可以相互溝通（2）細(xì)胞器膜、細(xì)胞膜和核膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)（3）有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)連接核膜，外連接細(xì)胞膜（4）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞膜可以通過囊泡進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化②從功能上看細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)的功能雖不相同，但這些結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系、分工合作、協(xié)調(diào)配合，共同完成各項生命活動，如分泌膜蛋白的合成和分泌過程③從調(diào)控上看細(xì)胞核是細(xì)胞的代謝和遺傳控制中心。細(xì)胞核內(nèi)的DNA通過控制蛋白質(zhì)的合成調(diào)控細(xì)胞的生命活動，使細(xì)胞成為一個可調(diào)控的統(tǒng)一整體。④從與外界環(huán)境的關(guān)系來看多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞要