3.2 细胞器之间的分工合作（第1课时）-2024-2025学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修1）

问题探讨 C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、特种材料及工艺技术、机载系统研发（包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等）、总装制造等部门。 讨论 1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？ 2.细胞中是否也具有多种不同的“部门”？这些“部门”也存在类似的分工与合作吗？ 第2节 细胞器之间的分工合作（第1课时） 学习目标 1.背诵动植物细胞中多种细胞器及细胞壁、细胞骨架的结构、功能。(重点) 2.对比不同的细胞器的结构与功能，举例说出细胞器结构与功能的相关性。 地理位置 地形特征 气候特征 众多河流 国家人口 自学指导1 阅读课本 P47-50页第一段的内容 ，思考并回答以下问题： 1.说出细胞质的组成及细胞器的分离方法。 2.各种细胞器分布在哪些细胞中、其结构和功能分别是什么？ （ P48-49） 3.细胞壁的成分和作用是什么？ 4.细胞骨架的成分和作用是什么？ 5分钟 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞 细胞壁 细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持与保护作用。（全透性） 线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体等 细胞是一个统一的整体 细胞器 细胞质基质 (呈溶胶状态) 分布于 细胞的显微结构（光学显微镜） 细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体（需染色）等 人口腔上皮细胞 叶肉细胞 光学显微镜 植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图 细胞的亚显微结构（电子显微镜） 电子显微镜 内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、中心体等 分离细胞器的方法： ——差速离心法 将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。 ? 分离细胞器的方法： ——差速离心法 8 外膜 内膜 嵴 DNA 基质 核糖体 有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”。 1.线粒体 形状： 分布： 结构： 功能： 一、细胞器之间的分工 线粒体基质 外膜 内膜 双层膜 真核细胞中 短棒状、圆球状、哑铃形 （向内折叠形成嵴，增大膜表面积） （含环状DNA、RNA、核糖体和有氧呼吸相关的酶） 肝细胞 肾皮质细胞 平滑肌细胞 心肌细胞 950个 400个 260个 12500个 资料一：德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了某种动物不同细胞中线粒体的数量（见下表）。分析回答： 1、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？ 2、从表中所示的数据可以看出线粒体的多少与什么有关？ 心肌细胞位于心脏，不停的收缩舒张，运动量大、代谢旺盛，消耗能量多，需要线粒体多。 细胞代谢的强弱 内膜 外膜 类囊体 基质 基粒 一、细胞器之间的分工 一、细胞器之间的分工 2.叶绿体 养料制造车间、能量转换站 植物细胞进行光合作用的场所 植物能进行光合作用细胞 形状: 分布： 结构： 功能： 叶绿体基质 双层膜 基粒： 扁平的椭球或球形 由类囊体堆叠而成 （含环状DNA、RNA、核糖体和与光合作用相关的酶） 思考：线粒体和叶绿体之间有什么共同点? 都有双层膜 都含有少量的环状DNA、RNA和核糖体（半自主性细胞器） 都与能量转换有关 都有增大膜面积的结构 叶绿体：类囊体堆叠 线粒体：内膜折叠成嵴 一、细胞器之间的分工 3.内质网 动植物细胞中 由单层膜围成的内腔相通的膜性管道系统。 （膜面积最大的细胞器） 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，以及脂质的合成车间。 光面内质网： 粗面内质网： 分布： 结构： 分类： 功能： 粗面内质网 光面内质网 表面没有核糖体附着，脂质、某些糖类等的合成”车间“。 表面有核糖体附着，参与蛋白质的合成与加工。 13 动植物细胞中 主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站” 注：植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关。 蛋白质的“加工工厂” 一、细胞器之间的分工 4.高尔基体 分布： 结构： 功能： 单层膜形成的扁平囊状结构 一、细胞器之间的分工 5.溶酶体 “消化车间” 形状： 分布： 结构： 功能： 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 囊状小泡 单层膜含有多种水解酶（蛋白质） 主要分布在动物细胞中 注：来源于高尔基体。 水解酶 溶酶体膜 一、细胞器之间的分工 6.液泡 形态： 分布： 结构： 功能： 单层膜，液泡膜内液体叫细胞液，（含有水、糖类、无机盐、色素、蛋白质等） 泡状的结构 主要存在于植物细胞中 ①可以调节细胞内的环境 ②充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺 ③与花、果实等的颜色有关 原核细胞和真核细胞（唯一共有的细胞器） 一、细胞器之间的分工 7.核糖体 “生产蛋白质的机器” 形态： 分布： 结构： 分类： 功能： 椭球形的颗粒状结构 无膜结构（蛋白质和RNA的复合体） 附着在内质网的核糖体 游离在细胞质基质中的核糖体 合成蛋白质（多肽）的场所。 无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 与动物细胞有丝分裂有关。 一、细胞器之间的分工 8.中心体 中心粒 分布： 结构： 功能： 动物细胞和低等植物细胞 （藻类、地衣） 说出各部分名称 植物细胞亚显微结构 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 液泡 粗面内质网 附着核糖体 游离核糖体 叶绿体 高尔基体 滑面内质网 线粒体 说出各部分名称 动物细胞亚显微模式图 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 中心体 线粒体 粗面内质网 核糖体 高尔基体 滑面内质网 1.双层膜的细胞器有 。 单层膜的细胞器有 。 无膜结构的细胞器有 。 2.含有少量DNA的细胞器有 。 3.含RNA的细胞器 。 4.能产生糖类的细胞器有 。 6.与能量转化直接有关系的细胞器有 。 5.高等植物细胞没有的细胞器有 。 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 核糖体、中心体 叶绿体、内质网、高尔基体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体 中心体 7.含色素的细胞器有 。 叶绿体、液泡 达标检测 线粒体、叶绿体、核糖体 1.“动力车间”—— ； 2.“养料制造车间”—— ； 3.“蛋白质合成、加工及脂质合成车间”—— ； 4.“生产蛋白质机器”—— ； 5.“蛋白质加工车间”—— ； 6. “消化车间”—— ； 线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 试在相应位置填入正确的细胞器 细胞质 线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体等 细胞器 细胞质基质 (呈溶胶状态) 分布于 细胞骨架 支撑 是细胞新陈代谢的主要场所；为生命活动提供一定的环境条件及所需要的物质和能量。 ①成分与结构： ②功能 维持细胞形态； 锚定并支撑需要细胞器； 与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 由蛋白质纤维组成的网架结构 细胞质动态有序组织者——细胞骨架 用高倍显微观察叶绿体和细胞质的流动 实验的目的要求 ①使用高倍显微镜观察活细胞中叶绿体的形态和分布。 ②观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。 探究·实践 自主学习 阅读课本 P50 探究·实践 ，并回答以下问题： 1.为什么选择观察叶绿体的运动来观察细胞质的流动？ 2.为什么选择藓类叶（或菠菜叶），新鲜的黑藻作为两个实验材料？ 3.两个实验方法步骤中应注意的关键点有哪些？ 3分钟 1.实验原理： (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后可用高倍显微镜直接观察其形态与分布。 (2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 一、观察叶绿体和细胞质的流动 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 2.实验材料：藓类叶片、（或菠菜叶、番薯叶等），新鲜的黑藻 一、观察叶绿体和细胞质的流动 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片。 细胞排列疏松，易撕取；含叶绿体数目少，且个体大。 叶片薄，大多只有一层细胞，叶肉细胞的叶绿体大而清晰，液泡无色，容易观察。 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 3.实验步骤(观察叶绿体的形态和分布)： 一、观察叶绿体和细胞质的流动 在洁净的载玻片中央滴一滴______ 低倍镜下找到叶片细胞 高倍镜下观察叶绿体的形态和分布 制作藓类（菠菜）叶片临时装片 观察 注：保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中。 用镊子取一片藓类的小叶(或取菠菜叶稍带叶肉的下表皮)放入盛有清水的培养皿中 放入水滴中盖上盖玻片 清水 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，目的是为了防止叶绿体失水。如果叶绿体失水，叶绿体就缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。 2、根细胞没有叶绿体 3、为什么要取菠菜叶下表皮而不是上表皮？（下表皮是背阳面，带海绵组织，叶绿体较大且数目少，便于观察） 3.实验步骤（观察细胞质的流动）： 一、观察叶绿体和细胞质的流动 在洁净的载玻片中央滴一滴清水 低倍镜下找到黑藻叶肉细胞 高倍镜下观察细胞内的叶绿体随细胞质的流动情况 制作黑藻叶 片临时装片 观察 将黑藻先放在光照、室温下培养 从________枝上取幼嫩小叶放入水滴中，盖上盖玻片 若胞质流动很慢，可通过在阳光或灯下放置15-20min，为什么？ 细胞质流动与新陈代谢密切相关。代谢越旺盛，细胞质流动速度越快。适当提高温度，可增强细胞的新陈代谢。 新鲜 4.实验现象与结论： 一、观察叶绿体和细胞质的流动 (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动。 (2)在不同光照下可以改变方向，强光下以较小的面正对着光源，弱光下以最大的面对着光源，在暗处无规律。 (3)黑藻叶片处于饱含水分的状态时，细胞质处于流动的状态，其流动方式为环流式。每个细胞中细胞质的流动方向并不都一致。 弱光 强光 思考与讨论 2min 1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？ 2.植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？ 叶绿体形态为扁平的椭球形或球形，主要分布在细胞的四周。弱光时以面积较大的腹面对准光源，强光时以面积较小的顶面对准光源或相互聚集成团，这样既能保证光合作用的需要，又可避免强光所灼伤。 细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需要的原料、酶、细胞器等物质与结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 例2 图1表示夏季某植物叶肉细胞中叶绿体的分布情况，图中数字为一天中的时间，请回答下列问题： 当堂训练 （1） 中午12时左右，叶绿体的方向与其他时段明显不同，表现为_________________________，其意义为________________。图1中其他时段显示叶绿体在不同方向的光照下能够随时改变自身椭球体的方向，其意义是______________________________________。 以较小的受光面积正对阳光 避免被强光灼伤 使叶绿体能够接受较多的光照进行光合作用 （2） 图1中的现象说明叶绿体的形态和分布随_______的强度和方向的改变而改变。 光照 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 对点练1.从某种动物的胰腺细胞中分离出 、 、 三种细胞器，测出它们有机物的含量如下表所示。下列说法<zzd>错误</zzd>的是( @58@ )。 蛋白质 脂质 核酸 61 0 39 67 20 微量 59 41 0 A.细胞器 <m></m> 是蛋白质合成的场所 B.细胞器 <m></m> 可能与蛋白质的分泌有关 C.细胞器 <m></m> 具有双层膜结构 D.这三种细胞器均可用光学显微镜观察到 D 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 3.2.3 细胞器之间的分工合作 学习目标 1.说出分泌蛋白的合成运输过程。（重、难点） 2.简述细胞的生物膜系统的组成和功能。（重点） 自学指导 阅读课本 P51-52的内容 ，思考并回答以下问题： 1.什么是分泌蛋白？举例说明。 2.科学家运用了什么方法来探究该过程？描述该方法的原理。 3.完成P51思考·讨论3道题目。 5分钟 1、分泌蛋白 ①定义：在 合成后分泌到 起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白。 下列哪些属于分泌蛋白（ ） A. 消化酶 B. 血红蛋白 C. 抗体 D. 肌肉蛋白 E. 胰岛素 F. 乳蛋白 A C E F 思考 二、分泌蛋白的合成与运输 细胞内 细胞外 2、同位素标记法 ①同位素概念：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素。 ②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。 如：16O和18O；12C和14C ③常用的放射性同位素有3H、14C、35S、32P，非放射性同位素有18O、15N等。 3.实验过程与结果： 3H标记的亮氨酸 豚鼠胰腺的腺泡细胞 注射 观察细胞中放射性标记物先后出现的部位。 附着有核糖体的内质网上 高尔基体 细胞膜附近的囊泡及细胞外 原理、选材、步骤、结果、结论 注意：1、为什么选用叶绿体作为观察标志， 2、活细胞才可观察胞质环流现象， 3、为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？ 4、为什么选用新鲜的黑藻叶片？（鲜叶片代谢旺盛，易观察到胞质环流现象） 5、取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？ 4.分泌蛋白合成与运输的过程 游离核糖体 1.合成一小段肽链 3.合成完整肽链 2.移动 4.初步加工 5.形成囊泡 6.再加工 7.形成囊泡 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 8.分泌 细胞外 氨基酸 肽链 一定空间结构的较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白 线粒体 思考·讨论 1.分泌蛋白在哪里合成的？ 2.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？ 3.分泌蛋白合成和分泌过程中需要能量吗？如需要，哪种细胞器提供？ 需要，线粒体 附着在内质网上的核糖体中合成的 核糖体、内质网、高尔基体 核糖体、内质网、高尔基体、囊泡 与分泌蛋白合成与运输有关的细胞结构： 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜、囊泡 (1)分泌蛋白的合成与分泌过程中，依次经过的细胞器是：核糖体—内质网—高尔基体—细胞膜(　　) (2)分泌蛋白的合成与分泌过程中，直接参与的细胞结构是：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜(　　) (3)与分泌蛋白的合成与分泌有关的膜结构有：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体(　　) × × × 易错辨析 自主学习 小组讨论思考并回答以下问题： 1.分析分泌蛋白合成过程中相关细胞结构的膜面积变化。 2.根据图1“胃蛋白酶分泌前几种细胞结构膜面积的示意图”, 画出胃蛋白酶分泌后几种细胞结构膜面积的直方图。 3.根据放射性元素出现的先后时间，猜测图2三条曲线分别对应哪种细胞器？ 5分钟 时间 放射性强度 0 图2 图1 综合比较：高尔基体的膜面积__________ ① ② ③ ④ 基本不变 4、分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 内质网形成囊泡将蛋白质运送到高尔基体，内质网的膜面积_______ 减少 囊泡与高尔基体融合，导致高尔基体的膜面积增加 高尔基体形成囊泡移动到细胞膜，导致高尔基体的膜面积减少 来自高尔基体的囊泡与细胞膜融合，导致细胞膜的膜面积______ 增加 44 2. 膜面积变化曲线图 a是 ； b是 ； c是 ； 1.根据图1“胃蛋白酶分泌前几种细胞结构膜面积的示意图”, 画出胃蛋白酶分泌后几种细胞结构膜面积的直方图。 内质网 高尔基体 细胞膜 4、分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 图2 5、分泌蛋白合成过程中放射性变化 时间 核糖体 内质网 高尔基体 放射性强度 0 标记氨基酸出现的先后顺序：_______→ _______ → _________ → __________ → ________→ ________→细胞外 内质网 核糖体 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜 46 例1 用 标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化如图甲所示，在此过程中内质网、高尔基体、细胞膜膜面积的变化如图乙所示，其中 均为细胞结构。下列分析正确的是( @19@ ) A.图甲中的 <m></m> 所指代的结构是内质网 B.图乙中的 <m></m> 所指代的结构是高尔基体 C.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体 D. <m></m> 在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→细胞膜 C 导学案P48 47 对点练1.下列四幅图表示用 亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间下具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程，其中正确的是( @21@ ) A. C C. 导学案P48 B. D. 48 细胞器膜 细胞膜 核膜 （1）生物膜系统 （2）各生物膜之间的联系 ①成分上的联系 　　相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。 　　差异性：各种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜， 其蛋白质的种类和数量就越多。 三、细胞的生物膜系统 （细胞中的膜结构），眼角膜、胃粘膜、肠系膜等就不属于。 原核生物没有生物膜系统，因为只有细胞膜，无核膜和具膜细胞器，构不成生物膜系统。 内质网膜 细胞膜 核膜 高尔基体膜 间接联系 间接联系 囊泡 囊泡 （2）各生物膜之间的联系 直接联系 直接联系 三、细胞的生物膜系统 ②结构上的联系 　　 ①各种生物膜在结构上大致相似，都由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。 （3）生物膜系统的功能 1 细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。 2 许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。 3 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能同时进行多种化学反应，而互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 医学上采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能。其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。 与社会的联系 2.下列各项中，含高尔基体和内质网都较多的细胞是（ ） A.神经细胞  B.肌细胞  C.胰腺外分泌部细胞  D.分生区细胞 1.分泌蛋白（如胰蛋白酶）在附着于内质网上的核糖体中合成后，运输方向是（ ） A.内质网→细胞膜→高尔基体 B.高尔基体→内质网→细胞膜 C. 内质网→高尔基体→细胞膜 D. 细胞膜→内质网→高尔基体 C C 课堂检测 3.下列有关生物膜系统的叙述中正确的是（ ） A.细胞膜使细胞有相对稳定的环境 B.细胞的化学反应都在生物膜上进行 C.细胞膜把细胞分隔成许多小区室 D.广阔的膜面积为所有酶提供了附着位点 A 4.列对生物膜概念的叙述中，正确的是（ ） A.细胞内所有细胞器膜的总称 B.细胞内所有的细胞器都属于生物膜系统 C.细胞内组成细胞器的膜以及细胞膜、核膜的总称 D.特指线粒体、高尔基体、内质网以及细胞膜 C $$