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高中生物第2节 细胞器之间的分工合作示范课课件ppt
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这是一份高中生物第2节 细胞器之间的分工合作示范课课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了本节聚焦,细胞的结构,细胞质,细胞器,细胞骨架,分泌蛋白的合成与运输,分工合作,细胞的生物膜系统,生物膜系统的作用,细胞膜等内容,欢迎下载使用。
细胞壁和细胞膜的了解细胞内主要的细胞器叶绿体及细胞质流动观察实验分泌蛋白的流程了解生物膜系统
一、细胞壁绝大多数的原核生物、真菌和植物都有细胞壁结构。1. 不同生物的细胞壁的主要成分有区别。 如:植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶:原核细胞细胞壁的主要成分是肽聚糖:真菌细胞细胞壁的主要成分一般是几丁质,也有一些真菌的细胞壁成分为葡聚糖和甘露聚糖。2.细胞壁具有全透性,并不是细胞的边界。3. 细胞壁对细胞有支持和保护作用,所以植物细胞吸水不会涨破。4. 细胞壁的存在可以对细胞起着支撑作用,保持着细胞的外形。
细胞质存在于细胞核以外,细胞膜以内的部分。细胞质中有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等细胞器结构,还有呈溶胶状的细胞质基质。细胞质基质:由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸和多种酶等组成,呈溶胶状,其中进行着多种化学反应。细胞基质的流动可以加快细胞与外界环境之间的物质转化,也是细胞代谢的主要场所。分离细胞器的方法——差速离心法。
差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。起始的离心速率低,之后逐渐增大离心速率。首先将细胞膜破坏后(动物细胞吸水涨破,植物和微生物类细胞需要去除细胞壁和细胞膜),得到细胞匀浆。
再提高速度上清液换离心管
核糖体1. 所有细胞结构生物细胞中都具有的细胞器。2. 颗粒状结构,无膜,主要成分是蛋白质和rRNA。核糖体蛋白质分子主要分布在核糖体表面,而rRNA则位于内部。
3. 分类:一类是游离在细胞质基质中的核糖体称为游离核糖体,合成的蛋白质,或被释放到细胞质基质中成为细胞质基质蛋白,或被运输到细胞核、线粒体和叶绿体中,胞内蛋白是游离核糖体合成的,例如膜载体蛋白、呼吸酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等;另一类是附着在粗面内质网上的核糖体称为附着核糖体,合成的蛋白质包括分泌蛋白、细胞膜整合蛋白和溶酶体蛋白等。(部分游离核糖体合成一段肽链后会和肽链一起转移到粗面内质网,转变成附着核糖体)4. 核糖体是合成蛋白质的细胞器,其功能是按照mRNA的指令把氨基酸高效且精确地合成肽链。要成为具有生物活性的蛋白质还需要在内质网和高尔基体中进一步加工。
内质网1. 内质网是由单层膜形成囊状、泡状和管状结构而连接成的网状结构,是细胞中膜面积最大的细胞器,通常能占细胞生物膜系统一半左右。存在于真核细胞中。2. 分类:根据有无核糖体附着,内质网分为粗面内质网和光面内质网。粗面内质网有核糖体附着,与细胞核的外层膜相连,是蛋白质合成、加工的场所和运输通道;光面内质网无核糖体附着,有些与细胞膜相连,则是脂质合成的车间。3.内质网可通过“出芽”方式,将合成的具有一定空间结构的蛋白质或脂质转运到高尔基体。
高尔基体1. 高尔基体是由单层膜构成的扁平囊叠加在一起所组成的具有极性的结构,多呈弓形,也有呈半球形,周围常成囊泡状。2. 高尔基体的基本结构分为形成面和成熟面。形成面接收来自内质网的蛋白质和脂质,成熟面“发送”高尔基体加工完的成熟的蛋白质和脂质。可以说高尔基体是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
3. 高尔基体在动植物细胞内均存在,但主要功能不同,在植物有丝分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关,例如高尔基体上可以合成果胶、纤维素;在动物细胞中和细胞的分泌物形成有关,例如乳汁。4. 高尔基体的功能: (1)能够收集和排出内质网所合成的物质。 (2)是聚集某些酶原的场所,参与糖蛋白和粘多糖的合成。 (3)与溶酶体的形成有关,一般认为初级溶酶体的形成过程与分泌颗粒的形成类似,也来自于高尔基体的囊泡。 (4)参与细胞的胞吞和胞吐作用。
溶酶体1. 溶酶体主要分布在动物细胞中,由单层膜围成的泡状结构,内含多种水解酶,是细胞的“消化车间”。2. 主要功能——吞噬消化作用。(1)吞噬侵入细胞的有害物质:吞噬并杀死侵入细胞的各种病毒和细菌。(2)吞噬细胞内原有物质:分解衰老、损伤的细胞器和多数生物大分子,分解产物中的小分子可转移到细胞质,供细胞代谢利用,而剩余的废物则被排除细胞。(3)吞噬胞吞吞入的营养物质。
3. 其他功能——自溶作用某些即将衰老的细胞靠溶酶体破裂释放出各种水解酶将自身消化。溶酶体内的酶也可以释放到细胞外,对细胞外基质进行消化。4. 成熟的高等植物细胞中无溶酶体,但其液泡中含有酸性水解酶,能行使溶酶体的功能。
液泡1. 液泡具有单层膜结构,主要存在于植物细胞中。在成熟的植物细胞中,通常只有一个大的中央液泡,可达细胞体积的90%,非常明显,用光学显微镜就能够看到。2. 成熟的植物细胞才具有大液泡,分生组织细胞没有大液泡。3.液泡分为液泡膜和细胞液。液泡中的液体称为细胞液,细胞液中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质;液泡膜可以分隔细胞液和细胞质基质,可以实现细胞液和细胞质之间的物质交换。
4. 液泡的功能(1)贮存作用:水、糖类、无机盐、蛋白质、脂肪、色素、有机酸等。植物液泡中的主要色素是花青素,花青素的颜色可以随着液泡中的酸碱度不同而变化,碱性时显蓝色,中性时显紫色,酸性时显红色。液泡中的色素属于水溶性色素。(2)维持细胞的膨压,保持细胞坚挺:液泡内含有高浓度的糖类、盐类及其他物质,可以使大量的水进入液泡,充满水分的液泡维持着细胞的膨压,使细胞保持坚挺的状态。(3)与溶酶体类似的作用:液泡中含有各种酸性水解酶,能分解细胞内的蛋白质、核酸、脂质等物质,类似动物细胞中的溶酶体。液泡在植物细胞自溶中起一定作用。(4)防御作用:液泡中含有几丁质酶,能水解真菌的细胞壁。
5. 液泡的来源液泡的来源是多方面的,它可来自内质网、高尔基体或细胞膜。内质网顶端膨大或出芽形成囊泡,而成为最初的小液泡,小液泡可逐步形成大液泡。高尔基体的囊泡也能出芽形成小液泡,这些小液泡可与细胞膜融合,也可形成大液泡。此外,细胞膜内陷形成的囊泡也可参与大液泡的形成。
中心体1. 无膜结构,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。中心体是主要的微管组织中心,由微管蛋白组成。2. 分布在所有的动物细胞和低等植物细胞中(哺乳动物成熟红细胞除外)。3.中心体与细胞的有丝分裂有关,在细胞有丝分裂前期发出星射线,形成纺锤体。
线粒体1. 线粒体通常呈短棒状或哑铃形,普遍存在于真核细胞中,像动物、植物、真菌和一些单细胞生物。代谢越旺盛部位的细胞或者耗能较多的细胞内,含线粒体的数量越多,如肝细胞和肌细胞。2. 双层膜结构,由内外两层膜包裹。线粒体的外膜平整光滑,内膜内折形成嵴,可以增大面积,内膜上分布很多ATP合酶,更利于有氧呼吸释放化学能。线粒体是细胞的“动力车间”。(内膜面积>外膜面积)3. 线粒体膜的内部为线粒体基质,具有一定的渗透压和PH。线粒体基质中还含有自身的DNA,RNA和核糖体。
4. 观察线粒体(1)染液:健那绿,专门染色线粒体的染液,可以将线粒体染成蓝绿色。(2)材料选择:浅色或者无色的动物细胞,例如人体口腔上皮细胞。(3)注意:制片过程中,使用生理盐水,而非清水。
叶绿体1. 叶绿体通常呈扁平的椭球形或者球形,普遍存在于植物叶肉细胞和幼嫩的芽和茎的细胞之中。部分真核藻类中也有叶绿体。2. 双层膜结构,由内外两层膜包裹。3. 叶绿体是光合作用的主要场所,能够将光能转化成化学能储存在有机物之中。叶绿体中含有色素,为脂溶性色素。4. 叶绿体膜内的基础物质是叶绿体基质。叶绿体基质中悬浮着单位膜封闭形成的扁平小囊,称为类囊体。类囊体有规律地叠在一起形成基粒。类囊体薄膜上有光合色素,可以吸收光能;类囊体薄膜上有光反应酶,可以进行光合作用的光反应。
5. 叶绿体基质中含有光合作用暗反应需要的酶,可以进行光合作用中二氧化碳的固定、还原的暗反应;基质中还含有叶绿体自身的DNA,RNA和核糖体,能够自主进行遗传物质的传递以及蛋白质的合成。6.类囊体堆叠成基粒的结构模式,极大地增加了光合作用中受光的面积,提升了光合作用的效率。
半自主性细胞器——线粒体、叶绿体
叶绿体和线粒体有自己的基因组、蛋白质合成系统和膜系统,说明这两种细胞器具有自我繁殖所必须的基本物质,能够进行转录和翻译,这就保证了它们在真核细胞中仍然有一定程度的自主性。通过细胞的结合,一种细胞的线粒体可以在杂种细胞及其后代的体内生活和增殖。不仅一种动物的线粒体可以生活在另一种动物的细胞中,而且连叶绿体都可以人工地使它们生活在动物细胞中。线粒体和叶绿体的自主程度是有限的,他们对核遗传系统具有很强的依赖性。所以线粒体和叶绿体是半自主细胞器。
线粒体和叶绿体都是细胞的能量转换器,线粒体是有氧呼吸的主要场所,能够氧化分解有机物,释放化学能;叶绿体是光合作用的主要场所,能够将光能转化成化学能储存在有机物中。(1)线粒体分布在真核细胞中(哺乳动物成熟红细胞除外),像动物、植物、真菌和一些单细胞生物中含有线粒体。生物体代谢旺盛的部位及耗能较多的部位线粒体较多,如肝细胞和肌细胞。(2)叶绿体主要分布在植物绿色部分的细胞中,如叶肉细胞,需要注意的是叶的表皮细胞中一般不含叶绿体,保卫细胞除外;有些单细胞生物如衣藻、眼虫中也含有叶绿体。
(3)线粒体和叶绿体都是具有双层膜的细胞器,都有很大的膜面积。但是它们扩大膜面积的有细胞方式不同,线粒体是通过内膜向内折叠形成嵴来扩大内膜面积,而叶绿体是通过在内部由一个个类囊体堆叠成基粒来扩大膜面积,基粒上含有与光合作用有关的色素和酶。(4)线粒体呈短棒状或哑铃形,叶绿体呈扁平的椭球形或球形。 (5)线粒体和叶绿体中都含有少量的DNA和RNA,且均含有核糖体,故在其内部可以控制合成部分蛋白质,具有一定的独立性,因此又称为半自主性细胞器。
1. 原核细胞中没有叶绿体,但是可能含有光合色素及相关酶,如蓝细菌,也可以进行光合作用。2. 原核细胞中没有线粒体,但是可能含有与有氧呼吸相关的酶,也可以进行有氧呼吸,如硝化细菌。3. 真核细胞中不一定都含有线粒体,如哺乳动物成熟的红细胞等不含线粒体,只能进行无氧呼吸;如成熟的蛔虫,厌氧型生物。
关于细胞器结构的差别和共性总结
不同类型的细胞,含有的细胞器种类不同植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡。动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器:中心体。原核细胞和真核细胞共有的细胞器:核糖体。主要存在于动物细胞中的细胞器:溶酶体。不同种类的细胞器,其结构不同具有双层膜结构的细胞器:线粒体和叶绿体具有单层膜结构的细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体不具有膜结构的细胞器:核糖体和中心体
不同细胞器,也有功能共性与能量转换有关的细胞器:线粒体和叶绿体。具有相对独立的遗传功能的细胞器:线粒体和叶绿体不同细胞器,其化学成分不同所有细胞器都含有蛋白质含有色素的细胞器:叶绿体和液泡含有 DNA 的细胞器:线粒体和叶绿体含有 RNA 的细胞器:线粒体、叶绿体和核糖体
概念——细胞质中有一个三维的网络结构系统,这个系统被称为细胞骨架。组成——细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,主要由三类蛋白纤维构成,即微管、微丝和中间纤维。组成微管的基本成分是微管蛋白,组成微丝的基本成分是肌动蛋白,组成中间纤维的 包含一类纤维蛋白。作用——细胞骨架维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
判断细胞是植物细胞还是动物细胞的方法判断依据:动物细胞无细胞壁、叶绿体和液泡;动物细胞核低等植物细胞中含有中心体。2. 判断方法(1)一看有无细胞壁:无——动物细胞 有——植物细胞;再看有无中心体:无——高等植物细胞 有——低等植物细胞(2)直接找叶绿体:有——一定是植物细胞
1. 下表是关于各种细胞器结构和功能的比较,下列相关叙述正确的是( )
1. 下表是关于各种细胞器结构和功能的比较,下列相关叙述正确的是( D )【解析】选D。高尔基体是由一层膜构成的,它是蛋白质加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。叶绿体主要存在于高等植物绿色部位的细胞中,而根细胞中不存在叶绿体。核糖体没有膜结构,它是“生产蛋白质的机器”。溶酶体中含有多种水解酶,这些酶起到消化的作用,它主要存在于动物细胞中。
2. 如下图a、c表示细胞中的两种结构,b是它们共有的特征,下列有关叙述正确的是( )A. 若b表示两层膜的细器,则a、c肯定是叶绿体和液泡B. 若b表示细胞器中含有的核酸,则a、c肯定是叶绿体和线粒体 C. 若b表示细胞器中的色素,则a、c肯定是液泡和叶绿体D. 若b表示磷脂,则a、c肯定是溶酶体和内质网
2. 如下图a、c表示细胞中的两种结构,b是它们共有的特征,下列有关叙述正确的是( C )A. 若b表示两层膜的细器,则a、c肯定是叶绿体和液泡B. 若b表示细胞器中含有的核酸,则a、c肯定是叶绿体和线粒体 C. 若b表示细胞器中的色素,则a、c肯定是液泡和叶绿体D. 若b表示磷脂,则a、c肯定是溶酶体和内质网【解析】选C。具有双层膜结构的细胞器是线粒体和叶绿体,若b表示两层膜的细胞器,则a、c是线粒体和叶绿体,A错误;细胞的各种细胞器中,含有DNA的细胞器有叶绿体、线粒体,含有RNA的细胞器有绿体、线粒体和核糖体,若b表示细胞器中含有的核酸,则a、c可能是叶绿体、线粒体和核糖体中的任意两者,B错误;若b表示细胞器中的色素,则ac肯定是液泡和叶绿体,C正确;若b表示磷脂,a、c可能是细胞膜、液泡、高尔基体、溶酶体、内质网、线粒体、叶绿体、细胞核中的任意两者,D 错误。
3. 根据细胞器的功能推测,下列叙述错误的是( )A. 汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体 B. 心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体 C. 胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体D. 生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体
3. 根据细胞器的功能推测,下列叙述错误的是( A )A. 汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体 B. 心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体 C. 胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体D. 生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体【解析】选A。核糖体是蛋白质的合成场所,蛋白质合成旺盛的细胞中,核糖体数量多。肠腺细胞需合成多种消化酶,而汗腺细胞分泌物中无蛋白质,所以汗腺细胞中核糖体数量比肠腺细胞少。代谢旺盛的细胞中含线粒体多,心肌细胞的代谢强度高于骨骼肌细胞,因此心肌细胞中含有更多的线粒体。高尔基体与细胞分泌物的形成有关,胰腺细胞具有较强的分泌功能,因此高尔基体的数量比心肌细胞多。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞,因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞有更多的线粒体。
4. 下图是细胞的局部亚显微结构模式图,其中AB表示不同的细胞,①~⑨表示细胞结构。回答下列问题:(1)A表示高等植物细胞,判断依据是该细胞具有 (填序号),没有 (填结构名称)。(2)⑧是 ,其合成的一条含9个氨基酸的多肽链中有 个肽键。(3)能将光能转化为化学能的细胞器是 (填序号),能氧化分解有机物释放能量的细胞器是 (填序号)。
4. 下图是细胞的局部亚显微结构模式图,其中AB表示不同的细胞,①~⑨表示细胞结构。回答下列问题:(1)A表示高等植物细胞,判断依据是该细胞具有 ①②④ (填序号),没有 中心体 (填结构名称)。(2)⑧是 核糖体 ,其合成的一条含9个氨基酸的多肽链中有 8 个肽键。(3)能将光能转化为化学能的细胞器是 ② (填序号),能氧化分解有机物释放能量的细胞器是 ⑥ (填序号)。
【实验】高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。细胞质无色,叶绿体呈绿色,无需染色,可直接制片观察,通过高倍显微镜就能观察。材料选择:(1)除了教材中给的藓类叶、菠菜叶和红薯叶,也可以选择黑藻、芦荟等植物。(2)藓类叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,叶绿体少而大。(3)选择菠菜叶带有少许叶肉的下表皮,是因为下表皮的叶肉细胞排列疏散,相对上表皮的叶绿体较少,易撕取,更容易观察到细胞质环流现象。 (4)新鲜的黑藻是理想的观察材料,叶片薄、细胞内叶绿体多且体积大;新鲜的黑藻幼嫩叶片比老化叶片的细胞活力高,细胞新陈代谢速度快,易观察到细胞质环流现象。
实验用具:显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、刀片、培养皿、台灯、铅笔等。制作装片:要保持有水的状态,注意使用清水。观察:找、移、转、调观察藓类叶片和观察黑藻叶片的具体步骤(教材P50)注意事项:(1)黑藻在室温度20~25℃比较容易观察到胞质环流,室温较低时候可以使用水浴锅,水浴锅设定的温度不能过高,当达到35 ℃时,胞质环流的速度大大降低。(2)临时装片中的叶片要随时保持有水状态,若细胞失水,叶绿体和细胞器的移动范围会受到限制,一旦细胞严重脱水,细胞就会死亡。(3)显微镜的光线调节要相对暗淡,因为黑藻的细胞质是均匀透明的胶状物质,若太明亮,则影响观察。(4)一般来说,上午10时至下午4时胞质环流速度较快,是观察的最佳时间。
通过观察相邻的两个细胞的细胞质流动方向:角方向是一致的,相邻接触面的线方向是相反的。
1. 下列是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述,其中正确的是( )A. 不选幼根作实验材料,因为根细胞无叶绿体,其细胞质也不流动B. 此时若看到中央液泡外周的细胞质沿顺时针方向流动,则该细胞中细胞质的实际流动方向是逆时针方向C. 细胞中叶绿体的移动是细胞质流动的标志 D. 需要对细胞进行染色
1. 下列是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述,其中正确的是( C )A. 不选幼根作实验材料,因为根细胞无叶绿体,其细胞质也不流动B. 此时若看到中央液泡外周的细胞质沿顺时针方向流动,则该细胞中细胞质的实际流动方向是逆时针方向C. 细胞中叶绿体的移动是细胞质流动的标志 D. 需要对细胞进行染色【解析】选C。细胞质流动是活细胞所具有的特征,A错误;显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际细胞质的流动方向一致,B错误;叶绿体本身有颜色,因此细胞中叶绿体的位置移动可以作为细胞质流动的标志,C正确;叶绿体本身有颜色,不需要染色,D错误。
2. 把下述材料放在高倍显微镜下能清晰地观祭到叶绿体的是( )A. 自然状态下的大肠杆菌 B. 黑藻叶肉细胞 C. 口腔上皮细胞 D. 自然状态下的小麦根毛细胞
2. 把下述材料放在高倍显微镜下能清晰地观祭到叶绿体的是( B )A. 自然状态下的大肠杆菌 B. 黑藻叶肉细胞 C. 口腔上皮细胞 D. 自然状态下的小麦根毛细胞【解析】选B。大肠杆菌是原核生物,没有叶绿体;黑藻叶肉细胞可观察到叶绿体;口腔上皮细胞无叶绿体;自然状态下,小麦根毛细胞不含叶绿体。
3. 在观察细胞质的流动时,显微镜下观察到的结果如下图所示,细胞内叶绿体的实际位置和细胞质的流动方向为( )A. 左侧、顺时针 B. 右侧、顺时针C. 左侧、逆时针 D. 右侧、逆时针
3. 在观察细胞质的流动时,显微镜下观察到的结果如下图所示,细胞内叶绿体的实际位置和细胞质的流动方向为( C )A. 左侧、顺时针 B. 右侧、顺时针C. 左侧、逆时针 D. 右侧、逆时针【解析】选C。叶绿体的实际位置在图形的左下方,而细胞质的流动方向则与看到的一致,都是逆时针。
4. 关于观察叶绿体的形态和分布的实验,下列说法正确的是( )A. 低倍镜下观察叶绿体B. 活细胞中,细胞质基质中的叶绿体是静止不动的 C. 选用含绿体大而少的细胞来观察D. 制片时叶片应保持干燥
4. 关于观察叶绿体的形态和分布的实验,下列说法正确的是( C )A. 低倍镜下观察叶绿体B. 活细胞中,细胞质基质中的叶绿体是静止不动的 C. 选用含绿体大而少的细胞来观察D. 制片时叶片应保持干燥【解析】选C。要在高倍镜下观察叶绿体,A错误;选材时应选用叶绿体大而少的细胞,如菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,在叶的上表皮叶绿体分布多,下表皮分布少,C正确:临时装片中的叶片要保持有水的状态,以使叶片保持正常的生活状态,活细胞的叶绿体会随着细胞质的流动而流动,并目可根据光的强弱调整方向,B、D 错误。
分泌蛋白是指在细胞内合成,分泌到细胞外发挥作用的蛋白质。举例:抗体、消化酶、胰岛素(蛋白类的激素)、血浆蛋白等。
【科学方法】同位素标记法
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。特点:1.灵敏度高 2.方法简单 3.定位定量准确 4.符合生理条件常用的同位素:(1)氢的同位素:3H(2)碳的同位素:12C、14C(3)氧的同位素:16O、18O(4)磷的同位素:31P、32P(5)硫的同位素:35S(6)氮的同位素:15N
粗面内质网对来自核糖体的多肽链进行折叠、包装、加工
对来自内质网的具有一定结构的蛋白质再加工
细胞内合成的蛋白有两种,胞内蛋白和分泌蛋白。(1)在细胞内发挥作用的蛋白质称为胞内蛋白,如与有氧呼吸有关的酶、血红蛋白、核糖体蛋白、膜载体、呼吸酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。(2)在细胞内合成,分泌到细胞外发挥作用的蛋白质叫分泌蛋白,如抗体、消化酶、蛋白质类的激素和血浆蛋白等。(3)胞内蛋白最早的合成场所是游离的核糖体; 分泌蛋白最早的合成场所是附着在内质网上的核糖体。
各种细胞器和细胞膜之间是可以互相转换的。蛋白质的合成从内质网到高尔基体再到细胞膜都需要通过囊泡运输,囊泡的产生、与高尔基体及细胞膜的融合体现了生物膜的流动性以及膜的组成成分相同。细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间是可以相互转化,在结构上具有一定的连续性。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。线粒体是细胞的“动力车间”;核糖体是“生产蛋白质的机器”;内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道;高尔基体是对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”;细胞膜是系统的边界,是物质出入细胞的“门户”。
与分泌蛋白有关的细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。与分泌蛋白有关的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。与分泌蛋白有关的膜结构:内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。与分泌蛋白有关的膜性细胞器:内质网、高尔基体、线粒体。
分泌蛋白合成、分泌依次所经过的结构(1)细胞结构:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜(2)具有膜的细胞结构:内质网→高尔基体→细胞膜(3)细胞器:核糖体→内质网→高尔基体(4)具有膜的细胞器:内质网→高尔基体。
分泌蛋白整个合成和运输的过程中,内质网的膜面积先减少,高尔基体先增加再减少,细胞膜增加;分泌过程结束后,细胞膜部分会转化成内质网膜。
分泌蛋白合成、分泌的曲线解读解读
(1)甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况,依据放射性元素出现的先后顺序判断,a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体;(2)乙图表示一定时间内,细胞结构的膜面积随时间的变化d的膜面积减少e的膜面积增加;f的膜面积先增加后逐渐恢复到原面积,可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体;(3)丙图表示前后两个时间点,细胞结构膜面积变化对比。前后比较发现,g的膜面积减少、h的膜面积基本不变、i的膜面积增加,可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。
1. 已知胰脏腺泡细胞合成的分泌蛋白能够准确、无误地被运输到细胞外。下列对这一过程的叙述,不合理的是( )A. 游离的核糖体合成分泌蛋白是该蛋白能被运输到细胞外的前提B. 高尔基体通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡,会移动到内质网,而不会移至细胞膜C. 蛋白质经高尔基体进一步加工形成囊泡,囊泡再将包裹着的分泌蛋白运输到细胞膜D. 腺泡细胞将分泌蛋白运出细胞的过程需要消耗能量
1. 已知胰脏腺泡细胞合成的分泌蛋白能够准确、无误地被运输到细胞外。下列对这一过程的叙述,不合理的是( B )A. 游离的核糖体合成分泌蛋白是该蛋白能被运输到细胞外的前提B. 高尔基体通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡,会移动到内质网,而不会移至细胞膜C. 蛋白质经高尔基体进一步加工形成囊泡,囊泡再将包裹着的分泌蛋白运输到细胞膜D. 腺泡细胞将分泌蛋白运出细胞的过程需要消耗能量【解析】选B。分泌蛋白的合成过程是首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质,内质网通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡会移动到高尔基体,进行加工,成为比较成熟的蛋白质,通过囊泡运输到细胞膜,通过胞吐的方式分泌到细胞外,该过程需要消耗能量。
2. 为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成过程,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,观察相应变化。下列说法正确的是( )A. 核糖体上不出现3H标记B. 内质网是首先观察到3H标记的细胞器C. 培养一段时间后,细胞膜上不能观察到3H标记D 若能在高尔基体上观察到3H标记,表示可能有分泌蛋白合成
2. 为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成过程,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,观察相应变化。下列说法正确的是( D )A. 核糖体上不出现3H标记B. 内质网是首先观察到3H标记的细胞器C. 培养一段时间后,细胞膜上不能观察到3H标记D 若能在高尔基体上观察到3H标记,表示可能有分泌蛋白合成【解析】选D。蛋白质首先在核糖体上合成,3H标记最可能先出现在核糖体上,A、B错误;若为分泌蛋白,则在核糖体上合成多肽后,送至内质网加工,多肽经内质网加工后运输到高尔基体进一步加工,最后由细胞膜分泌到细胞外,C错误,D正确。
3. (多选题)如图表示某种分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程,①②③表示不同的细胞器。下列相关叙述正确的是( )A. ①是核糖体 B. ②是高尔基体 C. ③具有单层膜结构 D. 该过程需要消耗能量
3. (多选题)如图表示某种分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程,①②③表示不同的细胞器。下列相关叙述正确的是( ACD )A. ①是核糖体 B. ②是高尔基体 C. ③具有单层膜结构 D. 该过程需要消耗能量 【解析】选ACD。①指向的是颗粒结构,为核糖体,A正确;②是核糖体依附的膜结构,属于内质网,B错误;③所指为高尔基体,是单层膜结构,C正确;蛋白质的合成与运输过程是耗能的,D 正确。
4. 科学家用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞,测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化,结果如下图所示。下列选项表示b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序,正确的是( )A. a核糖体→b内质网→c高尔基体 B. a内质网→b高尔基体→c细胞膜 C. a高尔基体→c内质网→b细胞膜 D. a内质网→c高尔基体→b细胞膜
4. 科学家用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞,测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化,结果如下图所示。下列选项表示b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序,正确的是( D )A. a核糖体→b内质网→c高尔基体 B. a内质网→b高尔基体→c细胞膜 C. a高尔基体→c内质网→b细胞膜 D. a内质网→c高尔基体→b细胞膜【解析】选D。分泌蛋白合成和分泌的过程中经过的细胞结构依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,但核糖体没有膜结构。游离的核糖体合成一段肽链后,二者一起进入内质网,内质网首先出现放射性,其后,经内质网初步加工的蛋白质以囊泡的形式被运输到高尔基体进一步加工,此时内质网膜面积减少,而高尔基体膜面积增加,同时高尔基体中出现放射性,随后,含35S的蛋白质又以囊泡的形式被运输到细胞膜上,细胞膜上出现放射性,同时高尔基体膜面积又减少,而细胞膜面积增加。
生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜等膜结构,共同构成细胞的生物膜系统。 原核细胞有生物膜系统吗? 视网膜、消化道黏膜、呼吸道黏膜、皮肤黏膜属于生物膜系统吗?生物膜的化学组成是相似的,都主要由蛋白质和脂质构成,且都以磷脂双分子层为基本架,但蛋白质的种类及数量差异较大,糖被主要分布在细胞膜的外侧。
生物膜系统结构上的联系
直接联系:内质网膜外连细胞膜,内连核膜,另外有的还与线粒体膜相连。间接联系:内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以相互转化。
物质运输→细胞膜可控制物质进出细胞
能量转换→在与外界环境进行能量转换中起决定作用
信息传递→细胞的分泌物(如激素)与靶细胞的细胞膜上的受体结合
酶附着的支架,为生化反应创造条件
使细胞内部区域化,保证生化反应高效、有序地进行
1. 下面为细胞的生物膜系统的概念图,据图判断下列叙述正确的是( )A. 图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器 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分别是指内质网膜和高尔基体膜
1. 下面为细胞的生物膜系统的概念图,据图判断下列叙述正确的是( D )A. 图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器 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分别是指内质网膜和高尔基体膜【解析】选D。性激素属于脂质,是在内质网上合成的,由此可确定f是内质网膜,结合分泌蛋自合成、加工、运输过程可确定g是囊泡,h是高尔基体膜,c是细胞膜,d和e分别为叶绿体膜、线粒体膜,b为细胞器膜,a是核膜;叶绿体的膜结构有外膜、内膜和类囊体膜。
2. 下列关于生物膜结构和功能的描述,正确的是( )A. 内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜上B. 合成固醇类激素的腺细胞中内质网和高尔基体一般不发达C. 植物细胞内肽链的生物合成在生物膜上发生D. 细胞生物均具有生物膜系统
2. 下列关于生物膜结构和功能的描述,正确的是( A )A. 内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜上B. 合成固醇类激素的腺细胞中内质网和高尔基体一般不发达C. 植物细胞内肽链的生物合成在生物膜上发生D. 细胞生物均具有生物膜系统【解析】选A。固醇类激素属于脂质,合成脂质的场所的内质网应该数量多较发达,B错误;植物细胞内肽链的生物合成在核糖体上发生,核糖体无膜结构,C错误;原核生物不具有生物膜系统,D错误。
3. 美国科学家詹姆斯罗思曼提出生物膜之间的融合是通过膜上特异性蛋白复合物的识别和结合实现的,他因发现细胞的囊泡运输调控机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述不正确的是( )A. 特异性蛋白复合物可能是位于生物膜上的糖蛋白B. 胰岛素和唾液淀粉酶均通过囊泡运输到细胞外发挥作用C. 囊泡和细胞膜的识别并特异性结合表明生物膜具有选择透过性的结构特点D. 细胞的囊泡运输调控机制说明准确的信息传递保证了生命活动的有序性
3. 美国科学家詹姆斯罗思曼提出生物膜之间的融合是通过膜上特异性蛋白复合物的识别和结合实现的,他因发现细胞的囊泡运输调控机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述不正确的是( C )A. 特异性蛋白复合物可能是位于生物膜上的糖蛋白B. 胰岛素和唾液淀粉酶均通过囊泡运输到细胞外发挥作用C. 囊泡和细胞膜的识别并特异性结合表明生物膜具有选择透过性的结构特点D. 细胞的囊泡运输调控机制说明准确的信息传递保证了生命活动的有序性【解析】选C。细胞膜内侧无糖蛋白,无识别功能,C错误。
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