3.2细胞器之间的分工合作（第1课时）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3章　细胞的基本结构 第2节　细胞器之间的分工合作 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? 问题探讨 在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”，这些“部门”都有一定的结构，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体等，它们统称为细胞器 细胞器之间的分工 功能: 细胞新陈代谢的主要场所 细胞膜以内，细胞核以外的部分 特点: 概念: 分类: 呈溶胶状 细胞质内具有一定形态特点和特定功能的结构 线粒体、叶绿体（双层膜） 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡（单层膜） 核糖体、中心体（无膜） 细胞质 基 质 细胞器 细胞质 提供：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等 细胞器之间的分工 细胞质基质 细胞器 细 胞 质 1.维持细胞形态 2.锚定并支撑着许多细胞器 只存在于真核细胞 功能： 3.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 分布： 细胞器之间的分工 细胞骨架 组成： 蛋白质纤维组成 要研究各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，用什么方法呢？ 5 资料一：细胞中的细胞器形态大小各不相同，质量也不相同 资料二：日常生活中，洗衣机脱水后重的衣服往往在最下面 我们可以用什么方法来获得这些细胞器呢？ 细胞器之间的分工 思考：如何分离得到各种细胞器？ 重量不同，需要的离心速率不同。重量越轻，所需的离心速率越大 方法： 差速离心法 细胞器之间的分工 原理： 破坏细胞膜 匀浆放入离心管 采用不同转速离心 步骤： 思考：怎样才能看见细胞器呢？ 7 光学显微镜 显微结构 亚显微结构 电子显微镜 显微结构与亚显微结构 （看形态、分布） （看结构） 我们平时在实验室使用的显微镜是光学显微镜，在光学显微镜下我们能观察到细胞形态，有时也能观察到个别细胞器，比如绿色的叶绿体，但是不能观察到细胞具体结构，比如细胞膜，我们只能看到细胞有一个边界，所以我们能感知到那是细胞膜，但是细胞膜的结构我们看不到，在光学显微镜下看到的细胞结构我们称为显微结构，为了看清细胞膜及细胞器结构，我们使用另一种显微镜——扫描电子显微镜，在光学显微镜下我们最小能看到0.2μm大小的物体，而在扫描电子显微镜下，我们能看到0.5～2nm的物体，放大倍数是光学显微镜的100—500倍。在电子显微镜下观察到的细胞结构我们称为亚显微结构。看几幅电子显微镜下拍摄的照片。怎样区分显微和亚显微？我们来看几幅图。不能看清具体细胞或者细胞器结构的是显微结构，可以看清的是亚显微结构。 分布： 形态： 结构： 功能： 短棒状、圆球状等 双层膜 线粒体基质 外膜 内膜 嵴 向内折叠 存在少量DNA、RNA，核糖体、与有氧呼吸有关的酶 细胞进行有氧呼吸的主要场所 细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体 存在于真核生物中 代谢旺盛的部位分布较多 内膜 外膜 DNA 核糖体 嵴 线粒体基质 ①线粒体 细胞器之间的分工 （增大膜面积） 细胞的“动力车间” 9 （2）原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？ （3）哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？ 可以 (有与有氧呼吸有关的酶) 不能（没有线粒体，也没有与有氧呼吸有关的酶） （4）能进行有氧呼吸的细胞一定都含有线粒体？ 不一定 如蓝细菌等原核生物 （1）为什么说“几乎所有真核细胞”有线粒体？哪些真核细胞无线粒体？ 哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等 细胞器之间的分工 ①线粒体 细胞的“动力车间” 10 外膜 内膜 基粒 叶绿体基质 类囊体 分布： 形态： 结构： 功能： 扁平的椭球形或球形 双层膜 基粒 叶绿体基质 内膜 外膜 绿色植物进行光合作用的场所 主要在绿色植物叶肉细胞 由多个类囊体堆叠形成 存在少量DNA、RNA，核糖体， 与光合作用有关的酶 （增大膜面积） 含有与光合作用有关的色素和酶 “养料制造车间”、“能量转换站” 细胞器之间的分工 ②叶绿体 11 思考 叶绿体是细胞进行光合作用的场所。那么，进行光合作用的细胞一定具有叶绿体吗？ 不一定，例如蓝藻能进行光合作用，但没有叶绿体。 结论：蓝藻虽然无线粒体但能进行有氧呼吸， 虽然无叶绿体但能进行光合作用。 叶绿体与线粒体的比较 线粒体 叶绿体 不同点 增大膜面积的方式 功能 酶的种类 相同点 内膜向内凹陷叠形成嵴 类囊体堆叠形成基粒 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 与有氧呼吸有关的酶 与光合作用有关的酶 ①都具有双层膜 ②都含有少量DNA、RNA、核糖体(半自主性细胞器) （核糖体附着） 粗面内质网 （有核糖体附着） 光面内质网 （无核糖体附着） 形态： 类型： 分布： 管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统 粗面内质网 光面内质网 存在于真核细胞中 蛋白质等生物大分子物质的合成、加工场所和运输通道 参与脂质（性激素）的合成 细胞器之间的分工 ③内质网 结构： 单层膜 膜面积最大的细胞器 内连核膜、外连细胞膜 14 形态： 功能： 分布： 扁平囊状结构，有囊泡；内腔不相通 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” 存在于真核细胞中 动物细胞 植物细胞 与动物分泌物的形成有关； 与溶酶体的形成有关 与植物细胞细胞壁的形成有关 细胞器之间的分工 ④高尔基体 结构： 单层膜 唯一一种在动、植物细胞中功能存在不同的细胞器 15 结构： 功能： 分布： 单层膜，内含多种水解酶 分布在动物细胞中 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 （对内） （对外） 起源： 高尔基体 注意：水解后的产物有用的可再利用 细胞的凋亡、细胞的自噬等都与溶酶体有关 细胞的“消化车间” 膜 水解酶 细胞器之间的分工 ⑤溶酶体 16 思考： 1.溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?（教材p53） 膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用 2.新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩。这可能与细胞内哪一种细胞器的作用有关？ 溶酶体 新宰的肉过一段时间，细胞内的溶酶体破裂，释放其中的水解酶，其中把蛋白质水解成小的短肽 细胞器之间的分工 ⑤溶酶体 结构： 功能： 分布： 单层膜 存在于成熟植物细胞中 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； 调节植物细胞内的环境(渗透压） 使植物细胞保持坚挺 细胞器之间的分工 ⑥中央大液泡 18 结构： 功能： 分布： 无膜；由rRNA和蛋白质构成 原核细胞和真核细胞中均有 （原核细胞唯一具有的细胞器） 分类： 氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是“生产蛋白质的机器” 附着核糖体 游离核糖体 附于粗面内质网上 合成分泌蛋白 游离在细胞质基质中 合成胞内蛋白 细胞器之间的分工 ⑦核糖体 19 结构： 功能： 分布： 无膜，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 （化学成分：蛋白质） 与细胞的有丝分裂有关 存在于动物与低等植物中 （如衣藻、绿藻、水绵、团藻等） 中心粒 中心粒 细胞器之间的分工 ⑧中心体 归纳： 根尖分生区没有的细胞器： 叶绿体、中心体、液泡 20 亚显微结构模式图 类别： 植物细胞 液泡 内质网 叶绿体 高尔基体（与植物细胞壁的形成有关） 细胞壁 1： 2： 3： 6： 7： 9： 4： 核糖体 线粒体 √ √ √ 在电子显微镜下观察到的结构 区分右图中的各种细胞结构 基础知识检测 亚显微结构模式图 类别： 动物细胞 线粒体 滑面内质网（脂质的合成） 高尔基体（与分泌蛋白的加工有关） 附着的核糖体（与分泌蛋白合成有关） 中心体 3： 左8： 右8： 9： 11： 12： 13： 粗面内质网（上面附着核糖体） 游离的核糖体（与胞内蛋白的合成有关） 区分右图中的各种细胞结构 (1) 叶绿体、中央大液泡 中心体 (2) 核糖体 核糖体、中心体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 线粒体、叶绿体 细胞器的归纳 23 (3) 叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液泡 叶绿体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、 中心体 (4) 叶绿体、线粒体 高尔基体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 细胞器的归纳 24 1．(2024·天津高一月考)下图是某些细胞器的亚显微结构模式图，下列叙述错误的是(　　)   A．①是中心体，与动物细胞和高等植物细胞的分裂有关 B．②是线粒体，是酵母菌细胞有氧呼吸的主要场所 C．③是叶绿体，是绿色植物细胞进行光合作用的场所 D．④是内质网，是细胞内蛋白质等大分子物质加工的场所 √ 返回导航 课堂 合作探究 2．下图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ绘出了各单位区别于其他生物的标志结构。请据图判断，下列叙述正确的是(　　)   A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨ B．可以判断Ⅲ为动物细胞，因为它同时具有①和⑥ C．只有Ⅱ、Ⅲ类中有生物可进行光合作用合成有机物 D．Ⅴ生物也具有核糖体，用于合成自身的蛋白质 √ 返回导航 课堂 合作探究 (1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞。(　　) 提示：例如植物根尖细胞也不含叶绿体。 (2)没有大液泡的细胞一定就是动物细胞。(　　) 提示：反例：如植物根尖分生区细胞没有大液泡。 × √ 返回导航 课前 自主预习 (3)有中心体的细胞一定就是动物细胞。(　　) 提示：低等植物细胞也含有中心体。 (4)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量一定相同。(　　) 提示：反例：如洋葱根尖细胞无叶绿体。 (5)能进行光合作用的生物一定有叶绿体，高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体上进行。(　　) 提示：能进行光合作用的生物不一定含有叶绿体，如蓝细菌。 × × × 返回导航 课前 自主预习 (1)动物细胞中都有线粒体(　　) (2)没有叶绿体的细胞一定是动物细胞(　　) (3)有中心体的细胞都是动物细胞(　　) (4)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(　　) (5)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(　　) × × × × 哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞没有线粒体 没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。 有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。 没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有大液泡。 水解酶的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是在核糖体。 × 习题检测 29 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___________。 (2)活细胞中的细胞质处于_________的状态。 观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的_______的运动作为标志。 形态和分布 叶绿体 2.实验材料 常选用藓类叶片或者菠菜叶___________的_______。 (3)黑藻幼嫩的小叶扁平，由单层细胞构成，易观察 不断流动 稍带些叶肉 下表皮 (1)藓类叶片很薄，由单层细胞构成，且叶绿体较大，可直接观察。 (2)细胞排列疏松，且叶绿体数目少，个体大，便于观察。 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 30 3.实验步骤 (1)制作藓类叶片的临时装片， 并观察叶绿体的___________。 形态和分布 (2)制作黑藻叶片临时装片 并观察细胞质的流动 叶肉 盖玻片 高倍镜 清水 幼嫩 ⚠ 温度也会影响细胞质的流动 细胞质环流 4.实验结果 ①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色，随细胞质流动，自身也可转动。 ②每个细胞中细胞质流动的方向是一致的,其流动方式为环流式。 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 细胞质流动的意义： 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。 (1)分析实验选材，提高实验探究能力 ①取菠菜叶时为什么选取其稍带些叶肉的下表皮？ 提示：菠菜叶下表皮细胞没有叶绿体，下表皮附近的叶肉细胞排列疏松，易撕取，叶绿体大且数目少。 ②选择藓类叶片观察叶绿体的原因是什么？ 提示：叶片很薄，仅有一层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片。 返回导航 课堂 合作探究 (2)分析实验结果，提高实验分析能力 ①在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构？ 提示：不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构，只有用电子显微镜才能看到。 ②为了保证观察细胞质流动实验的成功，我们应采取什么方法加快黑藻细胞的流动速度？ 提示：进行光照，温度控制在25 ℃左右，即在阳光下或灯光下放置20～25 min；升高盛放黑藻的水温，可加入热水，将水温调至30～37 ℃；直接切伤一部分叶片。 返回导航 课堂 合作探究 1．(2022·浙江1月选考)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是(　　) A．基部成熟叶片是最佳观察材料 B．叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心 C．叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D．不同条件下叶绿体的位置不变 √ 返回导航 课堂 合作探究 2．(教材P50“探究·实践”改编)在使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动的实验中，发现叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态，如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．黑藻叶片薄而透明，适合作为实验材料 B．适当提高温度或光照强度，并选取叶脉附近 的细胞观察，可以增强实验效果 C．图中细胞质流动的实际方向为逆时针，与显微镜下观察的流动方向一致 D．若用幼根作为实验材料，也可以在高倍镜下观察到叶绿体 √ 返回导航 课堂 合作探究 练习与应用 × √ 一、概念检测 1.基于对细胞器的理解，判断下列相关表述是否正确。 （1）细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成。（ ） （2）生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。（ ） 2.基于对动植物细胞结构的比较，可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是（ ） A.高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体 3.在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有（ ） A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体 C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体 A C 课后习题 4.在成人体内，心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是（ ） A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体 二、拓展应用 溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。 B 假说1：膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用； 假说2：溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身； 假说3：可能因膜转运物质使得膜周围的环境（如PH）不适合酶发挥作用。 $$