6物质合成运输

一、课题： 细胞内物质的合成、转运、废物的排除及膜系统 二、课时： 3课时 三、课型： 新授课

四、教材分析： 联系之前刚刚讲过的细胞膜的功能与作用，进一步介绍细胞内的各种膜结构，并提出细胞膜系统及其作用。以蛋白质的合成分泌为例，介绍了核糖体、内质网和高尔基体的结构和功能。并提出了胞质溶胶流动和溶酶体的作用。用实验来帮助同学认识胞质溶胶是流动的，以及流动促进了物质运输、信息交流和能量交换。给同学建立了一个细胞内各个细胞器分工明确又相互联系统一合作的概念，为下面讲解能量代谢打下基础。 五、学情分析： 学生对细胞膜结构特性与功能有一定的认识，对于膜系统概念的理解有一定的帮助。对于细胞内各项细胞器的相对统一比较难以认识，对于分泌蛋白的合成分泌过程没有一个整体的认识，对于各个细胞器的功能认识较少。 六、教学目标：

１. 知识目标：

a） 能说出蛋白质从合成到分泌的过程 b） 能说出各个细胞器的结构与作用

c） 理解膜系统的统一性与各个细胞器的相对独立性，以及膜系统的作用 d） 知道细胞器膜之间的相互转化关系

e） 知道胞质溶胶是流动的以及显微镜观察的方向与位置问题 f） 能说出溶酶体发挥作用的过程 ２. 能力目标：

a） 使用显微镜观察植物细胞的质壁分离和复原 b） 使用显微镜观察胞质溶胶的流动 c） 尝试模拟实验和探究实验的过程，能找到或初步建立与生物体结构相似的模型 d） 初步学会生物科学探究的一般方法 ３. 情感目标：

a） 形成局部与整体相统一的生物学基本观点 b） 养成对于生活中生物学现象的探究精神 c） 关注细胞生物学的发展及其对生活的影响

七、教学重点：

１. 蛋白质的合成分泌过程、跨膜数 ２. 膜系统的整体统一性与相对独立性

３. 细胞器膜之间的相互转化关系（直接与间接） ４. 各个细胞器的形态结构与功能 ５. 溶酶体的作用过程 ６. 膜系统的作用

７. 显微镜下物质流动方向与位置 八、教学难点：

１. 各个细胞器的作用 ２. 分泌蛋白的分泌过程 ３. 细胞膜的转换关系 九、教学过程：

上节课我们学习了细胞膜的结构特点，有什么？--流动性和选择透过性，但是不是细胞只有细胞膜具有膜结构？肯定不是噻，我们把细胞内所有生物膜构成的统一相互联系的整体叫做生物膜系统。比如细胞里有内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体等等都由

膜包裹，他们与核膜、细胞膜一起构成生物膜系统。下面我们就以蛋白质的合成分泌来一点一点学习这些细胞器以及生物膜系统的功能与组成。

我们以分泌蛋白的合成为例把这几节串到一起讲，首先氨基酸在核糖体上形成肽链，然后肽链到内质网中进行初步的加工，再到高尔基体里进行进一步的加工浓缩，最终形成了我们成熟的蛋白质。这些细胞器中有没有膜系统？--有，比如内质网和高尔基体，这些细胞器既相互独立又相互联系，构成一个统一的整体。 一、核糖体（1.成分分布2.结构3.作用）

核酸承载着遗传信息，通过控制蛋白质的合成来表现遗传信息，所以第一步是DNA转录为信使RNA，简称就是mRNA。然后mRNA运出细胞核指导肽链的合成。核糖体被称为蛋白质的装配机器，所以核糖体的功能是合成蛋白质，但是核糖体有没有膜？--没有。核糖体在真核生物和原核生物内都有，因为都需要生命都需要蛋白质。什么叫原核细胞，它没有成型的细胞核，即没有核膜包被的细胞核，它的遗传物质是一条裸露的核酸，叫做拟核。蛋白质的化学结构肽键就是在核糖体上合成的，我们来看核糖体的相关内容。核糖体是由蛋白质和RNA组成的，分为大亚基和小亚基，大家看47页的图3-16，上面那个小的就是小亚基，下面大的就是大亚基，中间有一个孔道。在mRNA指导合成的时候，先与小亚基结合再与大亚基结合，中间的通道就留给mRNA通过。是不是说一条mRNA只能结合一个核糖体？人体所需要的蛋白质是很多的对吧，所以一条mRNA可以与多个核糖体同时结合，这种一条mRNA结合多个核糖体的结构叫做多聚核糖体。每个核糖体合成的肽链都是独立的，也就是说有几个核糖体结合就会产生几条肽链，这样就提高了合成的速率。这样就形成了我们蛋白质的化学结构。核糖体分布有两个，一种游离在胞质溶胶中，另一种附着在内质网上。游离的核糖体主要用来构建细胞自身。这个时候，合成的蛋白质就有两条去路：第一条游离核糖体合成的蛋白质进入胞质溶胶，然后再分别运送到细胞核、线粒体等细胞器；第二条附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质就要进入我们刚刚说到的内质网中。 二、内质网（1.成分分布2.结构3.作用）

内质网是我们刚刚上课的时候提到的具有膜结构，内质网是由单层膜围成的管状、泡状或者扁平囊状结构，不管是哪种形状，能够连接成一个内腔相通的管道系统。绝大多数动植物细胞都含有内质网。内质网也分为两种，刚刚说了有核糖体附着在内质网上，这样的内质网叫做粗面内质网，而没有核糖体的内质网叫做滑面内质网。刚刚说蛋白质的第二条去路就是进入粗面内质网，所以粗面内质网还参与蛋白质的合成，对蛋白质的化学结构进行初步的加工。我们再打开书第八页，看那个图，内质网的分布有什么特点？内链核膜外链细胞膜，分布是十分广的。大家打开书第八页。看上面的动物细胞结构图，找出核糖体与内质网。他的面积是相当大的，内部与核膜相连，外部与细胞膜相连，所以内质网增大了细胞内的膜面积，而内质网上附着了大量的酶，为细胞的各种代谢高校进行提供了场所；内质网是一个内腔相通的管道，并且内连核膜外连细胞膜，所以充当着蛋白质等大分子的运输通道；同时滑面内质网还参与了绝大部分脂质和糖原的合成以及他们的运输。比如磷脂、脂肪、胆固醇都是在滑面内质网里合成的。我们开始的时候提到了膜系统，细胞内的所有膜结构构成了我们的膜系统。内质网的作用也有一部分是我们膜系统的作用，除了增大膜面积，为酶提供附着位点，他还把我们细胞内部的空间分为几个小区室，保证了每种代谢活动不会互相干扰。既然是一个系统，那么就会有一定的联系。当蛋白质在内质网里完成初步加工以后，内质网腔会膨大，出芽形成膜泡，包裹着合成的物质移向下一个细胞器--高尔基体。 三、高尔基体（1.成分分布2.结构3.作用）

高尔基体是由单层膜围成的扁平囊、大泡和小泡构成的一种细胞器。看书49页图

3-19，那些扁长扁长的结构就是扁平囊，高尔基体的扁平囊是不相连的。靠近细胞内部的圆圈就是小泡，靠近细胞膜一侧的大圆圈就是大泡。我们把分布有小泡的一面称作形成面；分布有大泡的一面称作成熟面。那么我们经过内质网初步加工的蛋白质进入高尔基体以后在进行进一步的加工浓缩，最终形成我们成熟的蛋白质。然后扁平囊边缘膨大脱落形成浓缩泡。有些浓缩泡形成了另外一种细胞器--溶酶体；有些作为分泌颗粒运送到其他细胞器；有些移向细胞膜并与膜融合释放到细胞外。所以高尔基体的一个重要的作用就是对蛋白质进行加工浓缩。除此以外，糖蛋白最后的装配也是在高尔基体中。糖蛋白是糖类与蛋白质结合而成的，这个过程就发生在高尔基体中；在细胞分裂的时候，高尔基体为新的细胞膜的形成提供材料，在植物体中，高尔基体还参与了细胞壁的形成。大家再打开书第八页，我们看，粗面内质网上的核糖体合成蛋白质的化学结构，然后进入内质网进行初步加工，然后以膜泡运输的方式进入高尔基体进行进一步的加工浓缩，最终形成成熟的蛋白质。（指出每种细胞器）

以上就是我们直接参与到蛋白质合成运输分泌过程的细胞器，那么蛋白质的合成与去路有几条？--两条。如果在游离的核糖体上合成的蛋白质则进入细胞质中，然后运送到细胞核、线粒体等细胞器；如果在粗面内质网上的核糖体中合成的蛋白质则进入内质网进行初步加工，然后以膜泡的形式运输到高尔基体，在高尔基体内进行进一步的加工浓缩，形成成熟的蛋白质后，再以膜泡的形式运出高尔基体：有的参与溶酶体的形成；有的形成分泌颗粒运向其他细胞器或以胞吐的形式分泌到细胞外；有的直接运送到细胞膜或者细胞外。这就是我们分泌蛋白合成的全部途径。不只是分泌到细胞外的蛋白质才叫做分泌蛋白，只要是经过高尔基体加工的都叫做分泌蛋白。除这些细胞器以外，还有一种细胞器参与此过程。我们的生命活动需不需要能量？那么能量从哪来？从线粒体进行的有氧呼吸来对吧。

我们再来看一下各个细胞器在分泌蛋白过程中的作用，首先是核糖体合成，内质网初步加工，高尔基体进一步加工并分泌，所以在分泌活动旺盛的细胞中，哪种细胞器比较多？--高尔基体。我们整个过程都是建立在细胞膜系统的基础上，那么我们来看一下各个细胞器膜的变化。首先第一次产生膜变化的时候是在内质网膨大出膜泡包裹初步加工的蛋白质运到高尔基体，所以内质网膜面积会减少；然后膜泡与高尔基体相融合，蛋白质进行进一步的加工浓缩，所以高尔基体膜面积增加；然后高尔基体膨大形成膜泡将成熟的蛋白质运到他们需要的地方，所以高尔基体的膜面积又恢复原来的面积；最后如果蛋白质分泌到细胞外，通过什么方式？--胞吐对不对？所以细胞膜的面积又会增加。所以，我们只看分泌蛋白的过程，内质网膜面积是减少的，高尔基体的膜面积是先增加后减小，而细胞膜的面积是增加的。仅仅对于这个过程来说是这样的，如果说考虑所有的细胞活动，那么我们的细胞膜，细胞器膜的面积是维持一个动态平衡的状态。我们讲了内质网可以合成磷脂，所以会补充细胞内缺少的膜结构，而且胞吞作用也会将细胞膜转移到细胞内。整体上，我们的膜系统是维持一个动态平衡的状态。内质网膜可以变成高尔基体膜，其实高尔基体膜也可以变成内质网膜。如果内质网分泌的膜泡中不小心把内质网中的酶或者说其他物质送到高尔基体内，是不是还要收回来啊，高尔基体要他的也没用，所以会送回去，也是以膜泡的形式。所以高尔基体和内质网膜可以间接的相互转化，高尔基体与细胞膜也是进行间接的转化，通过膜泡的形式；而内质网一个明显的特点就是内连核膜外连细胞膜，所以内质网可以与细胞膜以及核膜进行直接转化。膜系统可以相互转化说明各个膜结构具有一定的连续性。

泌蛋白的基础知识就这么多了，那么问大家一个问题，如果我们把细胞放到标记了的氨基酸培养液中，氨基酸出现在细胞结构的顺序是什么？--首先氨基酸通过主动运输进入细胞，就出现在细胞膜，然后被运到核糖体合成蛋白质，然后出现在内质网中进行

初步加工，然后进入高尔基体进行进一步的加工浓缩，然后通过膜泡的形式排出细胞外。这是分泌蛋白的出现过程。那么我们标记了的氨基酸最终都可以出现在什么地方？细胞核内可不可以有？细胞膜上？细胞器上？这些地方都可以有对不对？