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必修1

第2节 细胞器之间的分工合作 第1课时 讨论 1.如果缺少其中的某个部门,C919飞机还能制造成功吗? 研制飞机是一个复杂的系统工程,需要不同部门的合作与配合,缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。 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。 问题探讨 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? 细胞是一个更复杂的系统,细胞质内分布着诸多的“部门”,它们既有分工又有合作,共同配合着完成生命活动。 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞质基质 (胶质状态) 细胞器 (8个) (一网一泡六体) 细胞质 线粒体、叶绿体、 高尔基体、 溶酶体、核糖体、中心体 内质网、液泡 真核细胞结构 细胞壁 细胞膜 细胞核 植物有细胞壁,成分是纤维素和果胶,具有保护和支持作用。真菌细胞壁成分几丁质。动物没有细胞壁。 温故知新 真核细胞的结构 细胞器的那么小该怎么观察它们的形态? 1.显微结构是指光学显微镜下看到的结构,细胞中的显微结构有线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁。 2.亚显微结构是指电子显微镜(分辨率更高)下看到的结构。 叶绿体 液泡 染色体 线粒体 叶绿体 高尔基体 显微结构与亚显微结构(补充) 细胞匀浆 低速离心 中速离心 高速离心 大颗粒 较大颗粒 小颗粒 细胞核等 线粒体、溶酶体等 内质网、 高尔基体等 更高速离心 更小颗粒 核糖体等 1.如何分离细胞器? 原理:采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器获得不同大小颗粒的细胞器。 分离细胞器的方法——差速离心法 将匀浆放入离心管 破坏细胞膜(形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆) 将各种细胞器分离开(利用不同的离心速度所产生的不同离心力) 用高速离心机在不同的转速下进行离心 分离各种细胞器的方法(差速离心法) 细胞壁 内质网 细胞核 核膜 核仁 高尔基体 叶绿体 液泡 植物细胞示意图 线粒体 细胞膜 核糖体 溶酶体 中心体 细胞质 动物细胞示意图 细胞器之间的分工 (1)分布: (2)形态: (3)结构: (4)成分: (5)功能: 普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。 大多数呈椭球形。 两层膜(外膜、内膜)、嵴、基质。 含有与有氧呼吸有关的酶,少量DNA和RNA等 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,提供的能量约占细胞需能的95%。 1. 线粒体(两层膜)——半自主性细胞器 外膜 基质 DNA 嵴的作用? 作用:增大内膜的表面积,为酶提供更多的附着位点 注意: 蓝藻 线粒体,进行 呼吸 蛔虫体细胞 线粒体,进行 呼吸 哺乳动物成熟的红细胞 线粒体,进行 呼吸 无 无 无 有氧 无氧 无氧 名称 分布 膜结构 功能 备注 线 粒 体 ① 层膜 (内膜折叠形成 ,增大膜面积) ②内膜上和基质中有许多与有氧呼吸有关的 。 ① 的主要场所; ②为细胞的生命活动 ; (除光合作用) “动力车间”、“能量转换器” ① 能 能 ② 物 物 ③含有 和微型 , ④特例: 。 等无氧呼吸 类真核生物没有线粒体。 动物 植物 双 嵴 酶 有氧呼吸 提供能量 有机物中的化学 其它形式的 有机 无机 DNA 核糖体 哺乳动物成熟红 细胞、蛔虫 基粒:囊状结构的薄膜是绿色的。 2.叶绿体 表皮细胞(无叶绿体) 保卫细胞(有叶绿体) 类囊体 基粒 主要分布在叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞中。 呈球形或椭球形。 两层膜(外膜、内膜)、基质、基粒。基粒由囊状结构(类囊体)堆叠而成 。在类囊体上,有色素和酶。基质含酶和少量DNA和RNA。 与光合作用有关的酶、色素及少量DNA等。 光合作用的主要场所——“养料制造厂”和“能量转换站”。 2.叶绿体(两层膜)——半自主性细胞器 (1)分布: (2)形态: (3)结构: (4)成分: (5)功能: 名称 分布 膜结构 功能 备注 叶 绿 体 ① 层膜 (类囊体堆叠形成, 增大膜面积) ② 上分布着吸收光能的 ; ③在类囊体薄膜上和基质中含有许多与光合作用有关的 。 进行 。 的主要场所 “养料制造车间”、“能量转换器” ① 能 有机物中的 能 ② 物 物 ③含有 和微型 , ④特例:植物的 等非绿 色器官没有叶绿体 植物 双 基粒 类囊体薄膜 光合色素 酶 光合作用 光 化学 无机 有机 DNA 核糖体 根 线粒体和叶绿体的起源:内共生学说 生命观念——进化与适应观 3.内质网(单层膜) 粗面内质网(附着有核糖体):对蛋白质进行合成和加工、运输通道 光面内质网(无核糖体):糖类和脂类合成 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 由单层膜结构围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。 (1)分布: (2)结构: (3)类型: (5)功能: 动植物细胞 注意:①膜面积 的细胞器; ②形成物质运输通道,内接 ,外接 ; 最大 核膜 细胞膜 4.高尔基体(单层膜) 扁平囊状结构、大小囊泡 动植物细胞细胞核附近 ①对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”; ②形成动物细胞中的溶酶体; ③植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关。 (1)分布: (2)形态结构: (3)功能: 高尔基体是唯一一个在动植物细胞中都有而功能不同的细胞器。 【补充】区分内质网和高尔基体 细胞器之间的分工 内质网 高尔基体 左图中 8 右图中 12 左图中 3 右图中 5 附着核糖体 (附在内质网) 游离核糖体 细胞内蛋白质(多肽链)的合成场所,“生产蛋白质的机器” 真核细胞、原核细胞都有,且原核细胞仅这一种细胞器 由蛋白质和rRNA组成 合成细胞内蛋白(如血红蛋白、胞内酶) 5.核糖体(无膜)——生产蛋白质的机器 (1)分布: (2)形态: (3)结构: (4)类型: (5)功能: 椭球形的粒状小体,无膜结构 合成分泌蛋白 (1)分布: 主要分布在动物细胞中。 (2)结构: (3)功能: 细胞内具有单层膜构成的囊状结构的细胞器,含有多种水解酶。 是细胞内的“消化车间” ①能分解衰老 、损伤的细胞器(自噬作用) ②吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌(吞噬作用)。 6.溶酶体(单层膜)——“细胞的消化车间” 溶酶体膜 ①高尔基体与溶酶体的形成有关。 ②被溶酶体分解后的产物去向:对细胞有用的物质留在细胞内重复利用;废物则被排出细胞外。 【补充】溶酶体的消化过程 实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。 自噬作用: 吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡,并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物的过程。 意义: 范围: 发生在多种真核细胞中 通过吞噬菌体摄取和消灭感染的细菌、病毒以及损伤的细胞、衰老的红细胞。 吞噬作用: 吞噬作用只限于几种特殊的细胞类型,如变形虫和一些单细胞的真核生物通过吞噬作用从周围环境中摄取营养 意义: 范围: 吞噬作用是生物体最古老的,也是最基本的防卫机制之一。对于其要消灭的对象无特异性,在免疫学中称之为非特异性免疫。 思考:溶酶体内含有多种水解酶,这些水解酶分布在溶酶体内的酸性环境中。为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?如果溶酶体破裂,会对它所在的细胞造成影响吗? 溶酶体膜在结构上比较特殊,或被修饰过,因此不会被溶酶体内的水解酶水解。 人体细胞溶酶体内的pH为5.5左右,细胞质基质的pH为7.2左右,当少量溶酶体破裂,水解酶释放到细胞质基质后,因pH变化,酶的活性会降低,不会导致大部分细胞结构受损;如果大量溶酶体破裂会导致细胞结构破坏,使细胞溶解。 细胞器之间的分工 【补充】溶酶体的相关知识 当肺部吸入硅尘(SiO2)后, 硅尘被_吞噬, 吞噬细胞的_缺乏 分解_,而硅尘却能破坏_,使其中的_释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致_受损。 吞噬细胞 溶酶体 硅尘的酶 溶酶体膜 水解酶 肺的功能 与生活的联系 硅肺(矽肺) 在卡文迪许实验室,经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 24 7.液泡(单层膜) ①调节植物细胞的内部环境,有利于细胞渗透吸水 ②充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺 植物细胞 (2)结构: (1)分布: 内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质 (3)功能: 注意:特例: 细胞没有中央液泡; ③没有液泡的细胞不能进行 。 根尖分生区 质壁分离 液泡 (分生区)细胞呈方形,排列紧密。细胞分裂能力强,因此细胞核较大,拥有大量线粒体、内质网、高尔基体和核糖体,没有液泡。 (根冠)细胞不能分裂,死亡后由分生区补充,没有液泡。 (伸长区)细胞呈长条形,能够吸水,少数细胞能分裂。有较小的液泡。 (根毛区/成熟区)不能分裂,死亡后由伸长区补充,主要吸收水分和无机盐,有较大的液泡。 液泡 (1)分布: (2)结构: (3)功能: 存在于动物细胞和低等植物细胞中,通常位于细胞核附近。 由两个相互垂直的中心粒及其周围物质组成。 动物细胞的中心体与有丝分裂有关。细胞分裂间期会复制。有丝分裂时发出星射线,形成纺缍体。 8.中心体(无膜) (1)高等植物细胞肯定不具有的细胞器:_, 高等植物根细胞没有的细胞器: , (2)高等植物根尖分生区细胞不具有的细胞器:_。 (3)原核生物细胞中唯一的细胞器:_ (4)动植物细胞都有,但功能不同的细胞器:_。 (5)光学显微镜下可见的细胞器_。 (6)具有核酸的细胞器有:_ , (7)既含有DNA又含有RNA的细胞器有:_, (8)含色素的细胞器_,不含磷脂的细胞器 。 (9)蝌蚪尾部逐渐消失与_这一细胞器有关。 (10)与能量的转换有关的细胞器 。 中心体 核糖体 高尔基体 中心体、叶绿体、液泡 细胞器分类总结 线粒体、叶绿体、液泡 线粒体、叶绿体、核糖体 线粒体、叶绿体 叶绿体、液泡 溶酶体 线粒体与叶绿体 核糖体、中心体 叶绿体 依据 类 型 实 例 结 构 不具膜的细胞器 单层膜的细胞器 双层膜的细胞器 核糖体、中心体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 叶绿体、线粒体 (细胞结构:细胞核) (1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡,是观察有丝分裂的好材料,成熟区等根部和其它不见光的部位都无叶绿体。 (2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,但表皮细胞不含叶绿体。 (3)肾小管细胞、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛,线粒体含量多;肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞,如胰岛B细胞,核糖体、高尔基体多。 (4)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸,且人的红细胞无细胞核,不再进行分裂,是提取细胞膜的首选材料。 (5)癌细胞:无限增殖,表面糖蛋白减少,黏着性降低,因不断合成蛋白质,故核糖体多而且代谢旺盛,核仁较大。 注意一些重要细胞的结构特点 根据细胞结构与功能相适应的特点:功能复杂的细胞,其细胞器的种类和数目较多,也就是说细胞之间的不同在细胞水平主要体现在细胞器的不同上。 【例】(2019全国卷II)在真核细胞的内质网和细胞核中能够 合成的物质分别是( ) A.脂质、RNA B.氨基酸、蛋白质 C.RNA、DNA D.DNA、蛋白质 A 【解析】内质网可以合成脂质,细胞核中可以发生转录合成RNA,A正确;蛋白质的合成场所是核糖体,B错误;内质网中不能合成RNA,细胞核中可以合成DNA和RNA,C错误;内质网中不能合成DNA,蛋白质的合成场所是核糖体,D错误。 ②功能:维持 ,保持细胞内部结构 ;与细胞 、 、 以及物质 、能量 、信息 等生命活动密切相关。 指真核细胞中的蛋白纤维网络结构 细胞形态 有序性 运动 分裂 分化 运输 转换 传递 4.细胞骨架(指真核细胞) ①组成: 细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中,细胞质中有着支持它们的结构—细胞骨架。 小结 细胞器的分工合作 细胞 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质 基质 细胞骨架 细胞器 分布 支持 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 33 2.材料: (1)观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶下表皮等。 1.原理: (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,不需染色,制片后直接观察。 (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。 实验 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验 观察叶绿体 选材 新鲜的藓类的叶 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 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 ①细胞排列疏松,易撕取; ②含叶绿体数目少,且个体大 ️温度也会影响细胞质的流动 滴 取 放 盖 看 实验材料 叶绿体 临时装片应一直保持有水状态,以免影响细胞活性 3.方法步骤 制作藓类(菠菜、黑藻)叶片临时装片 用镊子取一片小叶 在洁净的载玻片中央滴一滴清水 放入载玻片上的清水中 盖上盖玻片 先在低倍显微镜下观察到叶肉细胞再用高倍显微镜 观察叶绿体和细胞质的流动 实验 用高倍显微镜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)每个细胞中细胞质流动的方向一致,其流动方式为环流式。 实验结论 4.若在视野中观察到叶绿体在细胞内随细胞质的流动方向为 顺时针,则实际的流动方向是什么? 顺时针 5.细胞质处于不断流动状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义? 细胞质是细胞代谢的主要场所,其中含有许多代谢所需的原料、酶等。细胞质的流动,为细胞内物质运输创造了条件,保障了细胞生命活动的正常进行。 实验 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 6.叶绿体的分布与光照强度有什么关系? 叶绿体的分布与光照强度有关,叶绿体偏向光照强的一侧。 光照强时,叶绿体侧面朝向光源,以免灼伤; 光照弱时,叶绿体以正面朝向光源,为了吸收大量光能。 实验 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 一、(1)图中表示动物细胞亚显微结构的是 (填“A”或“B”)部分,因为该部分有[ ] ,没有[ ] 、[ ] 、[ ] 。 (2)若图中的动物细胞是心肌细胞,则细胞中数量显著增多的细胞器是[ ] 。与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是[ ] 。 (3)B中含有色素的细胞器是[ ] 和[ ] 。若B为植物根尖成熟区细胞,则应该没有[ ] 。 A 13 15 中心体 细胞壁 液泡 2 4 叶绿体 9 线粒体 13 中心体 4 叶绿体 2 液泡 4 叶绿体 巩固练习 $$