师:同学们,上节课我们学习了几种重要细胞器的结构和功能。现在,请大家找出图中的错误并改正。

  生:动物细胞中内质网和高尔基体标反了,有囊有泡的是高尔基体,附着有核糖体的是粗面型内质网。细胞核中标注的染色质应改为核仁,动物细胞没有叶绿体。

  师:非常好。再看这张成熟植物细胞的亚显微结构示意图,其中标注的核仁应改为叶绿体,标注的核糖体实际是中心粒。高等植物细胞不含有中心粒,应去掉。这些细胞器具有不同的结构和功能,它们是单独起作用的吗?

  生:不是,各种细胞器在功能上不是独立的,而是彼此配合。

  师:没错,一个个细胞器就像工厂中的一个个小车间,虽各司其职,但能相互配合完成产品的生产、加工和包装等工作。那么,细胞器间是怎样相互配合的呢?请看到课本51页分泌蛋白的合成和运输。分泌蛋白是在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,比如消化酶、部分激素、抗体。要了解分泌蛋白的合成和运输过程,我们面临的最大困难是什么?

  生:细胞很小,蛋白质生产的各个车间和部门十分微观,不易观察。

  师:那借助怎样的技术能够实现微观现象的可视化呢?

  生:需要用到同位素标记法。

  师:对,在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子称为同位素。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,它可用于追踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素具有放射性,我们可以通过追踪放射性元素的运行轨迹去了解反应的详细过程。下面我们来学习科学家用氢 - 3标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质的过程。请读图并思考以下问题:一、分泌蛋白是在哪里合成的?二、分泌蛋白从合成到分泌到细胞外,经过了哪些细胞器或细胞结构?尝试描述分泌蛋白合成和分泌的过程。三、分泌蛋白合成和分泌过程中需要能量吗?能量由哪里提供?

  生:分泌蛋白是在内质网上的核糖体合成的。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,在内质网加工,由囊泡运输到高尔基体,做进一步加工,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。分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量,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。

  师:很好,这就是分泌蛋白运输到细胞外的过程。下面我们来梳理分泌蛋白的大致过程:游离的核糖体合成一段肽链,合成的一段肽链和核糖体转移至粗面内质网,继续多肽链的合成,并且边合成边转移至内质网腔。内质网对多肽链进行加工折叠,形成较成熟的蛋白质。内质网形成囊泡,包裹着蛋白质,离开囊泡转运至高尔基体,与高尔基体膜融合。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,形成成熟蛋白质。然后高尔基体形成囊泡,包裹着蛋白质,离开囊泡,转运至细胞膜,与细胞膜融合,囊泡中的分泌蛋白质分泌出去。下面我们来构建分泌蛋白合成过程中的概念图:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。下面我们来分析分泌蛋白合成与分泌过程中的相关结构膜面积变化。图一表示,用放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间的放射性元素,其出现的顺序是什么呢?

  生:内质网、高尔基体、分泌小泡。

  师:图2膜面积的变化说明了怎样的现象呢?

  生:内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大,总结成一多一少一不变。

  师:对,图3是膜面积变化的折线图,就非常清晰了。下面我们来学习细胞的生物膜系统。细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它们形成的结构体系叫做细胞的生物膜系统。请同学们思考,视网膜、小肠膜、毛细血管膜是不是生物膜?

  生:都不是。

  师:没错,生物膜系统是细胞中的细胞膜、细胞器膜和核膜等结构的总称。各种生物膜在组成成分上有什么联系呢?请观察表格。

  生:从表中看出各种生物膜的化学组成大致相同,但各组份的含量不同,线粒体的内膜要比外膜的功能复杂,说明功能越复杂的膜蛋白质的含量越高。

  师:各种生物膜在结构上有怎样的联系呢?请看图。内质网膜与细胞膜、核膜的联系。我们可以看到内质网与核膜外层相连,内质网与细胞膜相连,内质网腔与两层核膜之间的腔相通,核膜外表面和内质网上均有核糖体附着。细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系,内质网膜与细胞膜、核膜直接相连,高尔基体膜与细胞膜、内质网膜通过囊泡间接相连。生物膜系统的重要作用是什么呢?

  生:细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。细胞中的许多重要的反应需要酶的参与,广阔的膜面积为酶的附着提供了大量的位点。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内同时进行多种化学反应而不会相互干扰,保证细胞生命活动高效、有序地进行。

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《生物 必修1 第3章 第2节 细胞器之间的分工合作(第2课时 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统) 逐字稿-3,975字 第5版》.docx
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