3.2 细胞器之间的分工合作-2024-2025学年高一生物优质课件（人教版2019必修1）

第2节 细胞器之间的分工合作 1 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、总装制造等部门。 讨论 1、如果缺少其中的某个部门，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？如果有这样的部门它们分布在细胞中的什么位置呢？ 研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。 细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成生命活动。 细胞质基质 （溶胶状） 成分 功能 活细胞内进行新陈代谢的主要场所（或进行各种化学反应）。 细胞器 水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。 细胞质中具有一定形态和特定功能的结构； 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 细胞质 定义 细胞膜以内、细胞核以外的部分，除去细胞器以外的呈胶质状态的物质。 一、细胞器之间的分工 1、差速离心法 2、细胞器之间的分工 细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。 分离细胞器的方法：差速离心法。 差速离心主要是指采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。 离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中；收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推。 1、差速离心法 2、线粒体 内膜 外膜 嵴 DNA 基质 核糖体 普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。 短棒状。 两层膜(外、内膜)、嵴、基质。内膜向内凹陷形成嵴，以此增大膜面积。 含有与有氧呼吸有关的酶，少量DNA、RNA和核糖体等。 分布： 形态： 结构： 成分： 功能： 有氧呼吸的主要场所，提供能量约占细胞需能的95%。 3、叶绿体 外膜 内膜 基质 核糖体 DNA 类囊体 基粒 主要分布在植物叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞中。 呈球形或椭球形。 两层膜、包含基粒（类囊体堆叠而成）、基质 。叶绿体众多的基粒和类囊体，极大地增扩了受光面积。 与光合作用有关的酶、色素及少量DNA、RNA和核糖体等。 分布： 形态： 结构： 成分： 功能： 光合作用的场所。 4、核糖体 原核细胞和真核细胞中均有,线粒体和叶绿体中也有。 氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是“生产蛋白质的机器”。 无膜结构； 由rRNA和蛋白质构成。 游离的核糖体：主要合成胞内蛋白。 附着在内质网上的核糖体：与分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体蛋白等合成有关。 分布： 功能： 结构： 分类： 4、内质网 由单层膜结构连接而成的连续的内腔相通的膜性管道系统； 蛋白质合成、加工场所及运输通道；脂质合成的“车间” 粗面内质网 ：膜上附着有核糖体； 光面内质网 ：膜上未附着核糖体； 蛋白质的合成与加工 脂质等物质的合成 类型 结构： 功能： 分布： 动植物细胞中 高尔基体 5、高尔基体 顺面（靠近细胞核） 运输小泡 （囊泡） 分泌小泡 反面 （朝向细胞膜） 动植物细胞中 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”； 与动物细胞分泌物的形成有关； 与植物细胞细胞壁形成有关； 与溶酶体的形成有关。 分布： 功能： 结构： 由单层膜构成的扁平囊叠加在一起所组成 高尔基体 6、溶酶体 溶酶体 主要分布在动物细胞。 细胞内的“消化车间”； 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。 单层膜构成的囊状结构。 分布： 功能： 结构： 成分： 含有多种水解酶类。 高尔基体 衰老或损伤的细胞器 溶酶体 降解的细胞器 消化 吞噬泡 吞噬作用 高尔基体 7、液泡 液泡 成熟的植物细胞。 调节植物细胞内的渗透压，使细胞保持坚挺。 由单层膜构成。 分布： 功能： 结构： 成分： 内含细胞液，主要有糖类、无机盐、色素、蛋白质、有机酸、生物碱等。 高尔基体 8、中心体 存在于动物细胞和低等植物细胞中。 与细胞有丝分裂有关。 分布： 功能： 结构： 无膜，由两个相互垂直的中心粒及其周围物质组成。 从不同角度分析和归纳各种细胞器的结构和功能 (1)从结构分析 ①双层膜的细胞器：_______、_______； ②单层膜的细胞器：_________、_______、_____、_______； ③无膜的细胞器：_______、 _______ 。 线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 溶酶体 核糖体 中心体 (2)从成分分析 ①含有少量DNA的细胞器：_______、_______； ②含有色素的细胞器：_______、_____； ③含有RNA的细胞器：_______ 、_______、_______； ④含有蛋白质的细胞器：略 ⑤含有磷脂的细胞器： 。 叶绿体 线粒体 叶绿体 液泡 线粒体 叶绿体 核糖体 (3)从功能分析 与能量转换有关的细胞器： _______、_______。 (4)从分布分析 ①动物和低等植物：_______； ②原核和真核：_______； ③动植物细胞功能不同： 。 线粒体 叶绿体 中心体 核糖体 高尔基体 具膜细胞器 高尔基体 9、细胞壁 对植物细胞起支持与保护作用。 植物细胞细胞壁主要由纤维素和果胶构成。 细胞壁 功能： 结构： 分布： 存在于细菌、真菌和植物细胞中。 高尔基体 10、细胞骨架 细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。 维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器； 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有关。 功能： 结构： 由蛋白质纤维组成的网架结构。 二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1、实验原理 2、实验材料的选择 3、实验步骤 4、实验注意事项 5、讨论 1、实验原理 (1)叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下观察它的形态和分布。 (2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 2、实验材料的选择 常选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮做实验材料，新鲜的黑藻。 (1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。 (2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。 3、实验步骤 （1）观察叶绿体 用镊子取菠菜稍带些叶肉的下表皮（或者一片藓类的小叶） 往载玻片中央滴一滴清水，用镊子将所取材料放入水滴中，盖上盖玻片，时刻保持有水状态 先用低倍镜找到需要观察的叶绿体，再换用高倍镜观察 3、实验步骤 （2）观察细胞质的流动 将黑藻事先放在光照、室温条件下培养 将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶 将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片 先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后换用高倍镜。注意观察叶绿体随细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动方向是否一致。 3、实验步骤 4、实验注意事项 观察叶绿体实验中，要选择叶绿体体积较大，且细胞内叶绿体数目较少的材料。 观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。 实验过程严格按照高倍镜操作规范进行操作。 叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。 5、讨论 1、叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？ 叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。 例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免被灼伤。 又如，叶片栅栏组织（接近上表皮）细胞中的叶绿体较海绵组织（接近下表皮）的细胞中的多，这使得叶片的叶绿体能够接受更多的光照进行光合作用。 5、讨论 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（胞质环流的意义）？ 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、代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质与结构。 细胞质的流动，为细胞内物质的运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 三、细胞器之间的协调配合 1、思考讨论 2、同位素标记法 3、分泌蛋白的分泌过程 分泌蛋白的合成和运输 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。 向豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸， 3 min 17min 117min 注：红色表示被标记的分泌蛋白。 讨论： 1、分泌蛋白是在哪里合成的？ 分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。 分泌蛋白的合成和运输 3 min 17min 117min 注：红色表示被标记的分泌蛋白。 讨论： 2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，先后经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成与运输的过程。 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，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，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。 分泌蛋白的合成和运输 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。 向豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸， 3 min 17min 117min 注：红色表示被标记的分泌蛋白。 讨论： 3、分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 需要，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去的过程也需要能量。 这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。 2、同位素标记法 在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素。如16O和18O，12C和14C。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。 同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 游离核糖体 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 转移 形成一定空间结构的 蛋白质 合成、加工、 折叠 进一步 修饰加工 成熟的蛋白质 分泌 细胞外（分泌蛋白） 囊泡 囊泡 线粒体供能 （胞吐） （出芽） 囊泡 囊泡 交通枢纽 3、分泌蛋白的分泌 在细胞内，许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽的作用。 3、分泌蛋白的分泌 1、生物膜系统 2、生物膜系统的作用 四、细胞的生物膜系统 1、生物膜系统 由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。（想一想：生物膜的成分和结构是什么？） ① 真核细胞才具有生物膜系统。 ② 原核细胞没有生物膜系统，但是具有生物膜（细胞膜）。 注意 ③生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统。 内质网与核膜外层相连 内质网腔与两层核膜之间的腔相通 内质网与细胞膜相连 核膜外表面和内质网上均有核糖体附着 核膜外表面和内质网上均有核糖体附着 1、生物膜系统 2、生物膜系统的作用 首先，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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。 第二，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。 第三，细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 细胞 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质 基质 细胞骨架 细胞器 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 溶酶体 液泡 核糖体 中心体 细胞壁 小结：细胞的结构 帮范儿 再会 39 桃源仙居 骆集益 在水一方, track 30, disc 1 107418.18 XXX - 163 key(Don't modify):L64FU3W4YxX3ZFTmbZ+8/QfUoMJ6Rg4VDnu6/rhNalqp/2ALjZYEiRtG1rVSt06NAPVBisr10xPT+wf135pXvWXXBoG4e6lMYzjYZHyvgfv1wKX8JP3mTqafVFtoLCIgFXyh6Qf3JTO7OWhE0xfTuXgpovVsDV7aLQ4y+WhcFj2nSnJPSCcWmau1lq0zvcQYK8FAVTsxRuLzhLz+xSLtDA9f1HylF9UtQJQEWhRokooFFvNwQy2UHy9AFzKTVV0mTIEI9LXpQeDuNxcSpSRVF7rC0sditLThl33SZCZKsiU3IL4R2D//IJ4RD0X1dPc5NbURWk2yKWVR7/NINRcgZaFNgfQ2GbBU0XkSO3HrdBGsIMygOqy3xb4bojcTSknzi9MajM4ldupyQJhWWk8dZEDiWacaflsrzS69LgnRlHXQ+HG+Pu6w42XfA631hz4Bp4dnJzeHMbiVVVqmheX9TZy99WAipW2e4kThczg25R0= Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$