师：同学们，今天我们来进行人教版高中生物学必修一第三章细胞的基本结构一轮复习。本节课复习目标有两个：一是回顾细胞各部分的结构与功能，基于结构阐释功能，从功能角度深化对结构的认识，强化结构与功能观；二是依托胰岛素合成和分泌过程的实例，回顾细胞中各部分结构的分工与合作，深入理解细胞各部分在结构与功能上的密切联系，强化系统观念。
现在屏幕左右两边展示的分别是植物细胞和动物细胞的亚显微结构图。细胞的基本结构主要包括细胞核、细胞质、细胞膜。细胞质中有溶胶状的细胞质基质，还有能支撑细胞器和维持细胞形态的蛋白质纤维细胞骨架，细胞器有序分布其中。常见细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等。植物细胞还有细胞壁，部分植物细胞特有液泡、叶绿体，低等植物细胞还含有中心体。动物细胞一般含有核糖体和中心体。接下来我们通过一则实例复习动物细胞的主要结构。
请大家思考三个问题：我国科学家成功合成胰岛素用了6年多，对细胞而言合成胰岛素却很容易。细胞内胰岛素的合成需要哪些细胞器参与？胰岛素如何分泌到细胞外？细胞内胰岛素的合成受谁控制？带着这些问题进入本节课学习。胰岛素的合成和运输需要哪些细胞器参与？要解决这个问题，先分析胰岛素。结合材料信息和已有知识可知，胰岛素是由胰岛B细胞合成和分泌，作用于组织细胞使血糖降低的蛋白质，所以胰岛素是一种分泌蛋白。
接下来以教材中的动物细胞结构模式图说明胰岛素合成和运输的过程。请同学们完成第一个任务：在右图中找出与胰岛素合成相关的细胞器，完善下面流程图。同学们可暂停视频，用3分钟完成。根据分泌蛋白的合成过程推测，胰岛素合成第一站是游离的核糖体，以氨基酸为原料开始合成一段肽链。随后这些核糖体因这段肽链引导转移并附着在内质网上，正在合成的肽链边合成边转移到内质网腔。之后内质网形成囊泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，再由高尔基体形成的囊泡转运到细胞膜，最后囊泡与细胞膜融合，将成熟的胰岛素分泌到细胞外。
这个过程中依次经过的细胞器是核糖体、内质网和高尔基体。在核糖体中，氨基酸脱水缩合形成肽键，合成肽链；在内质网中，肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质；在高尔基体中进行进一步加工和修饰，之后由囊泡包装分泌到细胞外。整个过程中，能量主要由线粒体提供，因为线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的动力车间。
如此重要的线粒体，如果工作中发生损伤，它的命运会怎样？接下来通过任务2看看细胞中损伤细胞器的命运。图中展示了溶酶体发生过程和消化功能的示意图，其中d表示损伤的线粒体。请同学们按下暂停键完成填空。
第一问，b是刚形成的溶酶体，它来源于细胞器a。根据a的形态结构，可判断a为高尔基体。e是包裹着损伤细胞器的小泡，e的膜来源于细胞器c。根据c的形态结构，可判断c为内质网，所以a、c分别是高尔基体和内质网。
继续观察示意图，内质网膜形成的包裹着损伤细胞器的双层膜小泡e会与刚形成的溶酶体b融合，形成图示g结构。第二问，由图示g可发现损伤线粒体的结构已被瓦解，所以第二空应选水解，由此推测g中应含有的物质是多种水解酶。绝大多数酶的本质是蛋白质，少数是RNA。根据已有结论和图示信息，合理推测g中的水解酶源于刚形成的核糖体b，b又源于高尔基体。高尔基体中不含RNA，但它是蛋白质加工修饰的场所，所以推测g中水解酶的本质是蛋白质。
由图示可知，核糖体来源于高尔基体，b表示刚刚生成的初级溶酶体，里面含有多种水解酶，不含底物。g表示正在消化底物的成熟溶酶体。与分泌蛋白相似，核糖体中的水解酶也是在粗面内质网上合成，经高尔基体加工和分选。不同的是，核糖体中的水解酶不分泌到细胞外，而是在细胞中负责分解衰老损伤的细胞器，执行细胞内的消化作用。消化产生的小分子可通过溶酶体膜上的载体蛋白转运到细胞质基质，供细胞代谢利用。未消化的物质则残留在溶酶体中，通过胞吐排出细胞。溶酶体几乎存在于所有动物细胞中，对维持细胞正常代谢活动及防御微生物侵染具有重要意义。
在这个任务中还会发现，经高尔基体加工的蛋白质，可能是分泌到细胞外的胰岛素，也可能是核糖体中的水解酶。高尔基体对这些蛋白质进行分类和包装，发往不同目的地，所以高尔基体还是细胞中重要的交通枢纽。请同学们暂停视频思考并完成典例一。
本题答案为B选项。本题以教材中的思考讨论为题目背景，考察细胞结构、图形辨认和分泌蛋白的合成和分泌过程。首先看图示中① - ⑤分别对应什么结构。再看选项，A选项，如核糖体中的多种水解酶经过内质网和高尔基体加工，但没分泌到细胞外，所以A选项错误。简单总结，需要经过内质网和高尔基体加工的蛋白质通常有三类：分泌蛋白、溶酶体中的多种水解酶、定位于细胞膜上的蛋白质。B选项，运输分泌蛋白的囊泡最先从内质网鼓出，然后与高尔基体膜融合，又由高尔基体膜形成，最后与细胞膜融合，这些过程都发生了膜成分的交换，该选项正确。C选项，⑤号结构是内质网，被标记的蛋白质应最先在核糖体上合成，然后转移到内质网上继续合成，所以被标记的蛋白质最早应出现在核糖体中。D选项，由题干信息知研究者标记和培养的细胞是胰腺中的腺泡细胞，而分泌胰岛素的是胰腺中的胰岛B细胞，所以推测本实验不是在研究胰岛素的合成与分泌。
那么，成熟的胰岛素是如何分泌到细胞外的呢？屏幕上的图片展示了这一过程的图示。请大家思考，细胞能精确地将包裹胰岛素的囊泡运送并分泌到细胞外，体现了细胞膜的什么功能？还记得细胞膜的三大功能吗？它们分别是将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。细胞将胰岛素分泌到细胞外的过程，包裹着胰岛素的囊泡与细胞膜融合是胞吐过程，体现的是细胞膜控制物质进出细胞的功能。
请同学们继续思考，胰岛素的分泌过程又体现出细胞膜具有什么样的结构特点呢？回顾一下细胞膜的相关知识。当组成物质的分子有序排列形成结构，就会发挥与结构相适应的功能。细胞膜成分以磷脂和蛋白质为主，还含少量糖类。磷脂分子排列成双分子层，构成细胞膜基本支架。磷脂分子疏水尾部排列在内部，使水溶性分子或离子不能自由通过，起到屏障作用，将细胞与外界环境分隔开。蛋白质分子以多种方式镶嵌在磷脂双分子层中，在控制物质进出细胞方面起重要作用。在细胞膜外表面，糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂类形成糖脂，这些糖类又称糖被，与信息识别和交流功能密切相关。细胞膜上的磷脂分子和大部分蛋白质都可运动，这决定了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞膜的三大功能决定其功能特点是具有选择透过性。包裹着胰岛素的囊泡与细胞膜融合，将胰岛素分泌到细胞外的过程，充分体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点。
接下来思考第三个问题，囊泡膜和细胞膜都属于生物膜，源于高尔基体的囊泡与细胞膜的融合，说明了细胞内生物膜之间有哪些联系呢？先回顾生物膜系统的概念，细胞内的生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和细胞核膜组成。这些生物膜组成成分和结构相似，主要成分都是脂质和蛋白质。源于高尔基体的囊泡与细胞膜会发生融合，首先说明生物膜之间成分相似，但不同生物膜上镶嵌的蛋白质种类和含量不完全相同，生物膜上蛋白质种类和数量主要决定生物膜的功能。其次，源于高尔基体的囊泡与细胞膜会发生融合，还说明细胞内不同生物膜在分工合作时，会出现结构上的联系，比如胰岛素的合成与分泌过程、溶酶体的发生和消化过程，都能体现细胞器膜之间以及细胞器膜和细胞膜之间的联系。此外，内质网作为细胞内膜面积最大的细胞器，内接细胞核膜，外接细胞膜，更直接体现了生物膜系统结构上的连续性。生物膜系统中各个组成成分在结构和功能上密切联系，使细胞成为一个有机整体。