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第二章　第二節　細胞——生命活動的基本單位
細胞各部分結構分工合作及原核細胞和真核細胞的主要區別
第4課時
學習目標
1.舉例說明細胞各部分之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動。
2.闡述原核細胞與真核細胞的最大區別是原核細胞無核膜包被的細胞核。
一、細胞各部分結構分工合作
內容索引
課時對點練
二、原核細胞和真核細胞的主要區別
一
細胞各部分結構分工合作
教材梳理
1.生物膜的概念：在真核細胞中，_________、_________和核膜等膜結構，在組成成分和結構上基本相似，它們都稱為生物膜。
細胞質膜
細胞器膜
2.分泌蛋白的運輸和釋放過程
如圖是合成的分泌蛋白運輸到細胞外的過程示意圖，完成圖示并思考下列問題：
核孔
內質網
核糖體
高爾基體
細胞質膜
(1)研究方法：同位素標記法。
(2)運輸途徑
核糖體：氨基酸經過脫水縮合，形成______
↓
_______：進行初步加工，形成有一定空間結構的蛋白質
↓囊泡
_________：做進一步的修飾加工
↓小泡
_________：將蛋白質分泌到細胞外
(3)提供能量的細胞器：_______。
肽鏈
內質網
高爾基體
細胞質膜
線粒體
(1)各種細胞器所具有的廣闊膜面積為多種酶提供了_________
(2)不同的細胞器使多種化學反應被限制在一定空間內而互不_____
3.細胞器膜的功能
附著位點
保證了細胞內的多種化學反應能_____、_____、_____地進行
干擾
同時
高效
有序
(1)生物膜包括生物體內的所有膜結構(　　)
(2)胰島素和性激素都屬于分泌蛋白(　　)
(3)細胞內各種生物膜的成分和結構完全相同(　　)
(4)核糖體、內質網和高爾基體是分泌蛋白的合成場所(　　)
(5)各種生物膜在結構上的聯系，是它們在功能上能夠相互協調的基礎(　　)
(6)細胞內的酶必須附著在膜上，才能發揮催化作用(　　)
×
×
√
×
×
×
任務一：分析分泌蛋白的合成和運輸的過程
資料1　科學家在探究豚鼠胰腺腺泡細胞合成、運輸、分泌蛋白質途徑的經典實驗：向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射由3H標記的亮氨酸，3 min后被標記的亮氨酸出現在附著有核糖體的內質網中；17 min后出現在高爾基體中；117 min后出現在靠近細胞質膜內側的小泡中，再后來出現在細胞外的分泌物中。
核心探討
資料2　信號肽假說認為，首先，在游離的核糖體上合成一段短肽即信號肽，它被內質網膜上的受體識別并與之相結合。信號肽經由膜中蛋白質形成的孔道到達內質網內腔，隨機被位于腔表面的信號肽酶水解，由于它的引導，新生的多肽就能夠通過內質網膜進入腔內，最終被分泌到胞外。
分析資料回答下列相關問題：
(1)科學家運用了什么技術方法，通過控制什么來探究3H標記亮氨酸的轉移途徑？
提示　科學家采用放射性同位素標記法，通過控制時間來探究3H標記亮氨酸的轉移途徑。
(2)為什么選擇亮氨酸作為同位素3H的標記物？
提示　亮氨酸是必需氨基酸，必須從外界環境中獲取，不能自身合成。
(3)以下是資料1中實驗放射自顯影的結果，據此推測分泌蛋白的轉移途徑？
提示　粗面內質網→高爾基體→分泌顆粒。
(4)綜合資料1和資料2，分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了哪些細胞器或細胞結構？嘗試描述分泌蛋白合成和運輸的過程。
提示　分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了核糖體、內質網、高爾基體和細胞質膜等結構。分泌蛋白在核糖體上合成，在內質網內加工，由囊泡運輸到高爾基體做進一步的加工，再由小泡運輸到細胞質膜，與細胞質膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。
任務二：分析分泌蛋白合成和運輸過程中膜面積的變化
如圖甲、乙是該過程中內質網、高爾基體和細胞質膜膜面積的變化圖，依據分泌蛋白合成和運輸的過程分析①②③代表的結構分別是什么？
提示　圖甲中①代表內質網、②代表高爾基體、③代表細胞質膜；圖乙中①代表內質網、②代表細胞質膜、③代表高爾基體。
核心歸納
1.胞內蛋白和分泌蛋白的比較
比較項目 胞內蛋白 分泌蛋白
合成場所 游離核糖體 最先在游離的核糖體上進行，當一段肽鏈合成后，它們轉移到粗面內質網上繼續完成肽鏈合成
作用場所 細胞內 細胞外
實例 血紅蛋白、與有氧呼吸有關的酶 消化酶、抗體、胰島素
核心歸納
2.生物膜在結構上的聯系
1.(2023·江蘇如皋中學高一期中)如圖所示為真核細胞內分泌蛋白的合成和分泌過程。下列相關敘述錯誤的是
A.囊泡和小泡包裹的蛋白質空間
結構不同
B.若無其他細胞器的參與，則圖
示過程一般不能正常進行
C.分泌蛋白的合成是在細胞器2上開始的
D.完成圖示過程，細胞器3的膜面積基本不變
典題應用
√
囊泡來自內質網，完成蛋白質的粗加工，小泡來自高爾基體，對蛋白質進行進一步加工，囊泡
和小泡包裹的蛋白質空間結
構不同，A正確；
圖示過程還需要線粒體提供
能量才能正常進行，B正確；
分泌蛋白的合成是在核糖體上開始的，細胞器2是內質網，C錯誤；
完成圖示過程，內質網膜面積減小，高爾基體的膜面積基本不變，D正確。
2.(多選)胰島素分子含有兩條肽鏈。胰島B細胞合成胰島素的過程如下：
①在游離的核糖體上合成前胰島素原的起始肽段→②前胰島素原中的起始肽段連同核糖體一起轉移到粗面內質網→③在其上繼續合成肽鏈并切掉起始肽段、形成具有一定空間結構的胰島素原并轉移到高爾基體→④在高爾基體中切除中間一段肽鏈，形成由2條肽鏈組成的胰島素并分泌到細胞外。下列有關敘述正確的是
A.游離核糖體與胰島素的合成有關
B.內質網、高爾基體、細胞質膜之間通過囊泡聯系
C.高爾基體對肽鏈的加工過程消耗了水分子
D.胰島素分子含有前胰島素原中的起始肽段
√
√
√
根據題意可知，在粗面內質網中切掉了起始肽段，因此胰島素分子中不含有前胰島素原中的起始肽段，D錯誤。
二
原核細胞和真核細胞的主要區別
教材梳理
1.細胞的分類：根據細胞內有無由______包被的細胞核，把細胞分為_________和_________。
核膜
原核細胞
真核細胞
(1)原核細胞 ______生物。
(2)常見類型
原核
絕大多數是營______或______生活的___養生物
①
代謝特點
典型實例
人大腸內的大腸桿菌和體表的葡萄球菌等
腐生
寄生
異
細菌
直徑一般約為10 μm，比細菌略_____
②
大小
代謝特點
細胞內含有光合色素(______素和______素)，能進行光合作用，是自養生物
大
藍細菌
分布
一些河流、湖泊、池塘中出現的“水華”現象就與水體中多種藍細菌的大量繁殖有關
藻藍
葉綠
(3)原核細胞的主要特點
①結構比較簡單，沒有由______包被的細胞核，有______。
②擬核內有環狀的______分子。
核膜
擬核
DNA
(1)真菌和細菌都是原核生物(　　)
(2)原核生物中既有自養生物又有異養生物(　　)
(3)植物細胞、真菌與細菌都有細胞壁，成分主要是纖維素和果膠
(　　)
(4)藍細菌能進行光合作用是因為有葉綠體存在(　　)
×
√
×
×
任務三：比較原核細胞和真核細胞的結構
觀察下列七幅圖，請思考：
核心探討
(1)上圖中原核生物有哪些？請說出你的判斷依據。
提示　原核生物有細菌、藍細菌、支原體。它們都無核膜包被的細胞核。
(2)支原體與細菌、藍細菌在結構上有什么區別？
提示　支原體無細胞壁。
(3)帶“菌”字的都是細菌嗎？并說明理由。
提示　不一定。真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)為真核生物，球菌、桿菌、螺旋菌、弧菌都是指細菌(如大腸桿菌、醋酸桿菌、肺炎鏈球菌、幽門螺旋桿菌、霍亂弧菌等)。
核心歸納
原核細胞與真核細胞的比較
比較項目 原核細胞 真核細胞
本質區別 有無核膜包被的細胞核 不同點 大小 較小 較大
細胞壁 有(支原體除外) 植物細胞和真菌細胞有，動物細胞無
細胞器 有核糖體，無其他細胞器 有核糖體、線粒體等復雜的細胞器
核心歸納
不同點 細胞核 有擬核，無核膜，無染色體 有核膜，核內有染色體
生物類群 放線菌、藍細菌、細菌、支原體、衣原體、立克次氏體 真菌、動物、植物
統一性 都有細胞質膜、細胞質、核糖體，都以DNA作為遺傳物質 3.(2022·江蘇常州高一期中)科學家在黃石國家公園的熱溫泉中發現了一種罕見的嗜熱好氧桿菌，內含大量葉綠素，能與其他細菌爭奪陽光來維持生存。下列有關敘述正確的是
A.該菌的遺傳物質主要存在于染色體上
B.該菌是能進行光合作用的自養生物
C.該菌和藍細菌都無細胞核和細胞器
D.該菌與口腔上皮細胞的最主要區別是有細胞壁
典題應用
√
該菌屬于原核生物，其遺傳物質DNA裸露存在，沒有染色體，A錯誤；
該菌和藍細菌都屬于原核生物，沒有核膜包被的細胞核，但是含有核糖體，C錯誤；
該菌屬于原核生物，與真核細胞口腔上皮細胞相比，最主要區別是沒有核膜包被的細胞核，D錯誤。
4.如圖是某細胞結構模式圖。下列有關敘述正確的是
A.圖示細胞為某種植物細胞或真菌
B.圖示細胞中無核膜包被的細胞核
C.圖示細胞含有核糖體、葉綠體等結構
D.圖示細胞的遺傳物質為RNA
√
圖示細胞為原核細胞，而植物細胞和真菌屬于真核細胞，A錯誤；
圖示細胞只含有核糖體一種細胞器，不含葉綠體，C錯誤；
圖示細胞的遺傳物質為DNA，D錯誤。
網絡構建第4課時　細胞各部分結構分工合作及原核細胞和真核細胞的主要區別
[學習目標]　1.舉例說明細胞各部分之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動。2.闡述原核細胞與真核細胞的最大區別是原核細胞無核膜包被的細胞核。
一、細胞各部分結構分工合作
1．生物膜的概念：在真核細胞中，細胞質膜、細胞器膜和核膜等膜結構，在組成成分和結構上基本相似，它們都稱為生物膜。
2．分泌蛋白的運輸和釋放過程
如圖是合成的分泌蛋白運輸到細胞外的過程示意圖，完成圖示并思考下列問題：
(1)研究方法：同位素標記法。
(2)運輸途徑
核糖體：氨基酸經過脫水縮合，形成肽鏈
↓
內質網：進行初步加工，形成有一定空間結構的蛋白質
↓囊泡
高爾基體：做進一步的修飾加工
↓小泡
細胞質膜：將蛋白質分泌到細胞外
(3)提供能量的細胞器：線粒體。
3．細胞器膜的功能
判斷正誤
(1)生物膜包括生物體內的所有膜結構(　　)
(2)胰島素和性激素都屬于分泌蛋白(　　)
(3)細胞內各種生物膜的成分和結構完全相同(　　)
(4)核糖體、內質網和高爾基體是分泌蛋白的合成場所(　　)
(5)各種生物膜在結構上的聯系，是它們在功能上能夠相互協調的基礎(　　)
(6)細胞內的酶必須附著在膜上，才能發揮催化作用(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
任務一：分析分泌蛋白的合成和運輸的過程
資料1　科學家在探究豚鼠胰腺腺泡細胞合成、運輸、分泌蛋白質途徑的經典實驗：向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射由3H標記的亮氨酸，3 min后被標記的亮氨酸出現在附著有核糖體的內質網中；17 min后出現在高爾基體中；117 min后出現在靠近細胞質膜內側的小泡中，再后來出現在細胞外的分泌物中。
資料2　信號肽假說認為，首先，在游離的核糖體上合成一段短肽即信號肽，它被內質網膜上的受體識別并與之相結合。信號肽經由膜中蛋白質形成的孔道到達內質網內腔，隨機被位于腔表面的信號肽酶水解，由于它的引導，新生的多肽就能夠通過內質網膜進入腔內，最終被分泌到胞外。
分析資料回答下列相關問題：
(1)科學家運用了什么技術方法，通過控制什么來探究3H標記亮氨酸的轉移途徑？
提示　科學家采用放射性同位素標記法，通過控制時間來探究3H標記亮氨酸的轉移途徑。
(2)為什么選擇亮氨酸作為同位素3H的標記物？
提示　亮氨酸是必需氨基酸，必須從外界環境中獲取，不能自身合成。
(3)以下是資料1中實驗放射自顯影的結果，據此推測分泌蛋白的轉移途徑？
提示　粗面內質網→高爾基體→分泌顆粒。
(4)綜合資料1和資料2，分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了哪些細胞器或細胞結構？嘗試描述分泌蛋白合成和運輸的過程。
提示　分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了核糖體、內質網、高爾基體和細胞質膜等結構。分泌蛋白在核糖體上合成，在內質網內加工，由囊泡運輸到高爾基體做進一步的加工，再由小泡運輸到細胞質膜，與細胞質膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。
任務二：分析分泌蛋白合成和運輸過程中膜面積的變化
如圖甲、乙是該過程中內質網、高爾基體和細胞質膜膜面積的變化圖，依據分泌蛋白合成和運輸的過程分析①②③代表的結構分別是什么？
提示　圖甲中①代表內質網、②代表高爾基體、③代表細胞質膜；圖乙中①代表內質網、②代表細胞質膜、③代表高爾基體。
1．胞內蛋白和分泌蛋白的比較
比較項目 胞內蛋白 分泌蛋白
合成 場所 游離核糖體 最先在游離的核糖體上進行，當一段肽鏈合成后，它們轉移到粗面內質網上繼續完成肽鏈合成
作用場所 細胞內 細胞外
實例 血紅蛋白、與有氧呼吸有關的酶 消化酶、抗體、胰島素
2.生物膜在結構上的聯系
1．(2023·江蘇如皋中學高一期中)如圖所示為真核細胞內分泌蛋白的合成和分泌過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．囊泡和小泡包裹的蛋白質空間結構不同
B．若無其他細胞器的參與，則圖示過程一般不能正常進行
C．分泌蛋白的合成是在細胞器2上開始的
D．完成圖示過程，細胞器3的膜面積基本不變
答案　C
解析　囊泡來自內質網，完成蛋白質的粗加工，小泡來自高爾基體，對蛋白質進行進一步加工，囊泡和小泡包裹的蛋白質空間結構不同，A正確；圖示過程還需要線粒體提供能量才能正常進行，B正確；分泌蛋白的合成是在核糖體上開始的，細胞器2是內質網，C錯誤；完成圖示過程，內質網膜面積減小，高爾基體的膜面積基本不變，D正確。
2．(多選)胰島素分子含有兩條肽鏈。胰島B細胞合成胰島素的過程如下：
①在游離的核糖體上合成前胰島素原的起始肽段→②前胰島素原中的起始肽段連同核糖體一起轉移到粗面內質網→③在其上繼續合成肽鏈并切掉起始肽段、形成具有一定空間結構的胰島素原并轉移到高爾基體→④在高爾基體中切除中間一段肽鏈，形成由2條肽鏈組成的胰島素并分泌到細胞外。下列有關敘述正確的是(　　)
A．游離核糖體與胰島素的合成有關
B．內質網、高爾基體、細胞質膜之間通過囊泡聯系
C．高爾基體對肽鏈的加工過程消耗了水分子
D．胰島素分子含有前胰島素原中的起始肽段
答案　ABC
解析　根據題意可知，在粗面內質網中切掉了起始肽段，因此胰島素分子中不含有前胰島素原中的起始肽段，D錯誤。
二、原核細胞和真核細胞的主要區別
1．細胞的分類：根據細胞內有無由核膜包被的細胞核，把細胞分為原核細胞和真核細胞。
2．原核細胞
(1)原核細胞原核生物。
(2)常見類型
(3)原核細胞的主要特點
①結構比較簡單，沒有由核膜包被的細胞核，有擬核。
②擬核內有環狀的DNA分子。
判斷正誤
(1)真菌和細菌都是原核生物(　　)
(2)原核生物中既有自養生物又有異養生物(　　)
(3)植物細胞、真菌與細菌都有細胞壁，成分主要是纖維素和果膠(　　)
(4)藍細菌能進行光合作用是因為有葉綠體存在(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
任務三：比較原核細胞和真核細胞的結構
觀察下列七幅圖，請思考：
(1)上圖中原核生物有哪些？請說出你的判斷依據。
提示　原核生物有細菌、藍細菌、支原體。它們都無核膜包被的細胞核。
(2)支原體與細菌、藍細菌在結構上有什么區別？
提示　支原體無細胞壁。
(3)帶“菌”字的都是細菌嗎？并說明理由。
提示　不一定。真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)為真核生物，球菌、桿菌、螺旋菌、弧菌都是指細菌(如大腸桿菌、醋酸桿菌、肺炎鏈球菌、幽門螺旋桿菌、霍亂弧菌等)。
　原核細胞與真核細胞的比較
比較項目 原核細胞 真核細胞
本質區別 有無核膜包被的細胞核
不同點 大小 較小 較大
細胞壁 有(支原體除外) 植物細胞和真菌細胞有，動物細胞無
細胞器 有核糖體，無其他細胞器 有核糖體、線粒體等復雜的細胞器
細胞核 有擬核，無核膜，無染色體 有核膜，核內有染色體
生物類群 放線菌、藍細菌、細菌、支原體、衣原體、立克次氏體 真菌、動物、植物
統一性 都有細胞質膜、細胞質、核糖體，都以DNA作為遺傳物質
3．(2022·江蘇常州高一期中)科學家在黃石國家公園的熱溫泉中發現了一種罕見的嗜熱好氧桿菌，內含大量葉綠素，能與其他細菌爭奪陽光來維持生存。下列有關敘述正確的是(　　)
A．該菌的遺傳物質主要存在于染色體上
B．該菌是能進行光合作用的自養生物
C．該菌和藍細菌都無細胞核和細胞器
D．該菌與口腔上皮細胞的最主要區別是有細胞壁
答案　B
解析　該菌屬于原核生物，其遺傳物質DNA裸露存在，沒有染色體，A錯誤；該菌和藍細菌都屬于原核生物，沒有核膜包被的細胞核，但是含有核糖體，C錯誤；該菌屬于原核生物，與真核細胞口腔上皮細胞相比，最主要區別是沒有核膜包被的細胞核，D錯誤。
4．如圖是某細胞結構模式圖。下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖示細胞為某種植物細胞或真菌
B．圖示細胞中無核膜包被的細胞核
C．圖示細胞含有核糖體、葉綠體等結構
D．圖示細胞的遺傳物質為RNA
答案　B
解析　圖示細胞為原核細胞，而植物細胞和真菌屬于真核細胞，A錯誤；圖示細胞只含有核糖體一種細胞器，不含葉綠體，C錯誤；圖示細胞的遺傳物質為DNA，D錯誤。

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