第二章- 第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体（课件PPT）

第五节细胞在结构和功能上是一个统一整体第二章高中生物学 必修11. 简述生物膜系统的结构和功能。2. 描述分泌蛋白的合成和分泌过程，理解囊泡在物质运输中的重要作用。3. 认同生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体。学习目标 细胞内部就像一个繁忙的工厂，时刻有条不紊的进行复杂多样的生命活动，这依赖于各组分协调配合，共同执行。从细胞膜到细胞质中的各种细胞器，再到细胞核，在结构上有什么联系？真核细胞内存在着丰富的膜结构，它们将细胞内部划分成相对独立的区室，保证多种生命活动高效、有序地进行。这些膜结构又是相互可以转化的，在结构和功能上构成一个统一整体。一 生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起1. 概念①概念：细胞内所有膜结构统称为生物膜思考：生物膜包括？细胞膜各细胞器膜核膜物质组成？磷脂和蛋白质(成分不完全相同)②思考：生物膜系统如何将细胞各部分结构联系在一起？细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。注意：原核细胞有生物膜没有生物膜系统直接联系：内质网膜（面积最大）向内与外层核膜相连，向外与细胞膜相连。 （直接转化）内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相连内质网是细胞内除核酸以外一系列重要的生物大分子如蛋白质、脂质和糖类的加工或合成基地。内质网和线粒体膜有联系，在合成旺盛的细胞中，内质网总是与线粒体紧密相依。为什么呢？蛋白质的合成与加工需要能量各种生物膜在结构上存在着直接和间接的联系各种生物膜在结构上存在着直接和间接的联系间接联系：由于生物膜具有一定的流动性，所以各组分间可以通过囊泡相互转化。内质网以出芽的形式形成囊泡，囊泡移动到高尔基体并与其融合；高尔基体同样以囊泡的形式与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成囊泡回到细胞质中。囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分更新。意义：生物膜系统大大提高了细胞内物质运输的效率，加强了各组分间的交流内质网细胞膜线粒体核膜高尔基体囊泡 囊泡（没有穿膜）二、细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动1.蛋白质的合成和分泌 科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在细胞膜内的小泡及细胞外的分泌物中。2、与蛋白质合成有关的细胞器和膜结构有哪些？讨论：3、请简述蛋白质的合成过程1、分泌蛋白在哪里合成？能量由哪里提供？高尔基体核糖体内质网细胞膜什么是分泌蛋白？氨基酸脱水缩合肽链盘曲折叠蛋白质成熟的蛋白质核糖体内质网高尔基体合成加工(折叠、糖基化）加工、分类包装分泌线粒体（提供能量）细胞膜蛋白质的合成过程科学家用3H标记的亮氨酸同时标记多只豚鼠的胰腺腺泡细胞，然后分别在不同时间获得细胞，观察到不同结构所含放射性同位素的情况，如下图所示。根据图中三条曲线的变化情况，请分析原因。1.在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜膜面积发生怎样的变化？提示　内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。2.与分泌蛋白形成“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”分别是什么？有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体；有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜；有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。解读蛋白质分泌的相关模型图甲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中的分布情况，图甲不仅表示了相关细胞结构出现放射性元素的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化，理解分泌小泡的形成及放射性元素含量变化是个难点。高尔基体中放射性元素含量下降与分泌小泡形成的对应关系，表示分泌小泡来自高尔基体。图乙和图丙都表示膜面积随时间的变化关系，只是图乙表示的是前后两个时间点的变化，而图丙表示的是一定时间段内的变化。在上述过程中生物膜的成分均实现了更新。2.囊泡运输(1)囊泡运输的物质：一类是 上的膜蛋白和脂质（磷脂和胆固醇）等，另一类是囊泡包裹的 ，如一些激素、酶等。(2)过程：包括囊泡形成、运输和 ，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键，整个过程非常复杂，需要多种信号分子和 的参与。囊泡膜内含物与特定部位膜的融合细胞骨架3.生物膜系统的重要功能(1)生物膜系统大大提高了细胞内 的效率，加强了各组分间的交流。其中起主要作用的是内质网。(2)生物膜形成的各区室使细胞具有相对 的空间，保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。(3)为多种 提供了附着位点（广阔的膜面积），为多种化学反应顺利进行提供了有利条件。独立物质运输酶所以，生物膜系统使细胞在结构和功能上成为一个统一的整体4.生物膜系统的结构决定其功能（1）膜蛋白功能①有些蛋白可作为“载体”,将物质转运进出细胞②有些膜蛋白是激素或递质或其他化学物质的专一受体，如甲状腺细胞上有接受来自脑垂体的促甲状腺激素的受体③膜表面还有各种酶（蛋白质），使专一的化学反应能在膜上进行，如内质网膜上的酶能催化磷脂的合成等④细胞识别功能决定于膜表面的糖蛋白。这些糖蛋白常常是表面抗原。如人细胞表面的HLA抗原（2）囊泡—细胞里的搬运工细胞是一个统一的整体结构：功能：调控：与外界的联系：细胞核与细胞质通过核孔相通核膜、内质网膜与细胞膜等相互连接成细胞内完整的生物膜系统细胞各部分相互联系、分工合作、协调一致地完成各项生命活动细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心不断地与外界进行物质交换和能量转换，与外界环境形成一个统一的整体谢 谢！