3.2细胞器之间的分工合作课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

3.2 细胞器之间的分工合作 第三章 细胞的基本结构 教学目标： 本节聚焦 细胞内有哪些主要的细胞器？ 细胞器是如何分红合作，共同完成细胞的生命活动的？ 什么是生物膜系统？它具有什么功能？ 问题探讨： 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? 真核细胞 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞质基质 溶胶状 活细胞新陈代谢的主要场所 细胞器 叶绿体、线粒体 核糖体、中心体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 (细胞壁) 科学方法 分离细胞器的方法-差速离心法 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离大小不同颗粒的方法。 吸水胀破 （动物） 科学方法 分离细胞器的方法-差速离心法 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离大小不同颗粒的方法。 显微结构与亚显微结构：直径小于0.1um的细小结构称亚显微结构，必须在电子显微镜下才能看清；光学显微镜下可见的结构称之为显微结构。 显微镜使用相关知识 显微结构 亚显微结构 极限放大是2000倍 最大放大倍率超过300万 课堂活动1 5min 1.请同学们自主阅读课本P48-49动植物细胞亚显微结构模式图相关部分，独立完成表格1。 一、细胞器之间的分工 一、细胞器之间的分工 -线粒体（动力“车间”） 线粒体简笔图 分布 形态 结构 功能 几乎所有真核细胞，代谢旺盛的部位分布较多 短棒状、圆球状等 双层膜（外膜、内膜） 内膜向内折叠形成嵴， 基质（DNA、RNA 、核糖体） 内有呼吸作用有关的酶 有氧呼吸的主要场所，提供细胞生命活动所需能量。 9 （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？ （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？ （4）能进行有氧呼吸的细胞一定都含有线粒体？ 拓展思考 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） 不一定 如蓝细菌等原核生物 哺乳动物成熟的红细胞 一、细胞器之间的分工 -叶绿体（养料制造车间） 叶绿体简笔图 分布 形态 结构 功能 主要在绿色植物叶肉细胞 扁平的椭球形或球形 双层膜（外膜、内膜） 类囊体堆叠形成基粒， 基质（DNA、RNA 、核糖体） 基粒、质有光合作用有关的酶 绿色植物进行光合作用的场所 11 （1）是不是只有含叶绿体的生物才能就行光合作用？ （2）离体的完整的叶绿体在光照下能否释放氧气？ （3）没有叶绿体的细胞就是动物细胞吗？(植物所有细胞都含有叶绿体吗？) 拓展思考 完整的叶绿体在适宜条件下可以释放氧气。 不一定，蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素也能进行光合作用。 植物根部细胞、叶的表皮细胞（保卫细胞除外）没有叶绿体。 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 表2 叶绿体与线粒体的比较 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) ③都与能量转换有关 一、细胞器之间的分工 -中心体 分布 形态 结构 功能 中心体简笔图 动物、低等植物细胞 9组三联体微管（蛋白质） 无膜，由两个相互垂直排列的中心粒及其周围物质组成（呈“+”状） 与细胞的有丝分裂有关 一、细胞器之间的分工 -核糖体(生产蛋白质的机器) 分布 形态 结构 功能 真、原核细胞，游离在细胞质基质中，或者附着在粗面内质网膜外侧 椭球形的粒状小体 无膜，大小亚基构成，由蛋白质和 rRNA组成 氨基酸脱水缩合的场所 一、细胞器之间的分工 -内质网 内质网简笔图 分布 形态 结构 功能 真核细胞 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 单层膜，内接核膜，外接质膜 粗面内质网：蛋白质的加工 光面内质网：脂质的合成 一、细胞器之间的分工 -高尔基体（“发送站”） 高尔基体简笔图 分布 形态 结构 功能 真核细胞 扁平囊状结构，有囊泡；内腔不相通 单层膜 植物：与细胞壁的形成有关 动物：与分泌物的形成有关，对蛋白质进行修饰、包装和转运且与溶酶体的形成有关 一、细胞器之间的分工 -溶酶体（“消化车间”） 溶酶体简笔图 分布 形态 结构 功能 主要分布在动物细胞中 囊状结构 单层膜，内含多种水解酶 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 （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？ （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？ （3）被溶酶体分解后的产物去向是？ 拓展思考 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 ① 膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用； 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； 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。 如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则排出细胞外。 一、细胞器之间的分工 -液泡 (生产蛋白质的机器) 液泡简笔图 分布 形态 结构 功能 植物细胞特有（成熟的植物细胞具中央大液泡） 泡状结构 单层膜 （内含细胞液，含有色素、糖类、无机盐、蛋白质等） 调节细胞内环境 充盈的液泡还可以使植物保持坚挺 （1）柠檬、西瓜、苦瓜和辣椒中分别含有酸味、甜味、苦味和辣味的物质，这些物质存在于细胞的什么结构中？ （2）莲叶与荷花的颜色与细胞中的色素有关。决定莲叶与荷花颜色的色素的存在部位相同吗？ （3）根尖分生区细胞有液泡吗？根尖分生区没有的细胞器有？ 拓展思考 液泡 决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中。 有，没有中央大液泡；叶绿体、中心体、大液泡。 细胞器模式图 名称 分布 结构 功能 线粒体 真核生物 双层膜 有氧呼吸主要场所 叶绿体 主要绿色植物叶肉细胞 双层膜 光合作用场所 中心体 动物 低等植物 无膜 与有丝分裂相关 核糖体 真、原核生物 无膜 细胞器小结： 蛋白质的合成场所 内质网 真核生物 单层膜 粗：蛋白 光：脂质 高尔基体 真核生物 单层膜 植：细胞壁 动：分泌物 溶酶体 主要动物 单层膜 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 液泡 成熟植物 单层膜 调节细胞内环境，使植物保持坚挺 细胞器小结： 分 布 植物特有 动物和低等植物特有 真原核共有 叶绿体、液泡 中心体 核糖体 功能方面 与能量转换有关 动植物共有，但功能不同 与蛋白质合成、加工有关 叶绿体、线粒体 高尔基体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 细胞器小结： 成 分 含磷脂 含DNA 含RNA 含色素 含蛋白质 叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液泡 全都含有 二、细胞骨架 细胞质中的细胞器并非悬浮于细胞之中，细胞质中有着支持它们的结构-细胞骨架，是蛋白质纤维（微丝、微管、中间丝）组成的网架结构。 ①维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器。 ②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。 练习与应用 1 线粒体 A 与动物细胞的有丝分裂有关 2 溶酶体 B 进行光合作用的场所 3 液泡 C 蛋白质的加工、分类和包装 4 核糖体 D 合成蛋白质的场所 5 高尔基体 E 为细胞生命活动提供能量 6 中心体 F 分解衰老、损伤的细胞器 7 内质网 G 蛋白质的合成、加工和运输 8 叶绿体 H 储存物质，使植物细胞坚挺 练习与应用 2.请辨析各标号代表的细胞结构： (1)动物细胞亚显微结构模式图 (2)植物细胞亚显微结构模式图 3.下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是（　　） A.叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” B.植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成 C.细胞骨架与维持细胞形态、物质运输等有关 D.中心体广泛分布在高等植物和动物细胞中 4.下图为某细胞中分离得到的几种细胞器模式简图，下列相关叙述中错误的是（　　） A.甲是细胞的“动力车间” B.乙是细胞的“能量转换站” C.丙是细胞的“养料制造车间” D.丁是细胞的“消化车间” D 练习与应用 B 5.下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是（ ） A.两者可以分布于蓝细菌等细胞中 B.可在高倍镜下看到两者均具有双层膜结构 C.两者增加膜面积的方式相同 D.两者均有双层膜结构，都具有能量转换功能，都有少量的DNA和RNA 6.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 D 练习与应用 A 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 1.实验原理 (1)叶绿体一般呈 。可在 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。 不能直接观察到细胞质流动吗？ 不能。细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色，可以作为观察细胞质流动的标志。 2.实验材料 常选用 、或者 、 。 呈绿色、扁平椭球或球形 高倍显微镜 形态和分布 不断流动 叶绿体 藓类叶片 黑藻 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 藓类 菠菜 黑藻 很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。 稍带叶肉的下表皮细胞，排列疏松、易撕取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。 薄而小，是单层细胞，细胞内叶绿体多，体积大，可直接制片观察。 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3.实验步骤 滴 放 盖 看 取 实验材料 ①为什么观察叶绿体的临时装片的实验过程中要始终保持有水状态？ ②用黑藻观察细胞质流动时，为什么要事先放在光照、室温下培养，或观察时提高盛放黑藻的水温？ 防止细胞内的叶绿体失水，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 加速黑藻细胞质的流动，便于观察。 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3.实验现象 (1)叶绿体呈 ， 色，随 流动，自身也可转动； (2)处于饱含水分的状态时，每个细胞中细胞质沿着 流动，其流动方式为 。 椭球形或球形 深绿 细胞质 中央大液泡 环流式 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 ③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，在弱光下,其正面向光源,以接受充足的光照，进行光合作用。在强光下,以其侧面朝向光源,避免被强光灼伤 。 ④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？ 细胞质是细胞代谢的主要场所，提供代谢所需的原料、酶、细胞器等物质与结构；细胞质流动促进了细胞的物质交换、能量转化和信息传递，保证了各种代谢活动的高效有序地进行。 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 练习与应用 7. 某同学用黑藻、菠菜、番薯等植物叶片为实验材料,借助高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动情况,从而得出绿色植物的活细胞中都有叶绿体且细胞质都能流动这一结论。以下是关于该实验的说法,你认为正确的有（ ） A.若用黑藻作为实验材料,用撕取稍带叶肉的下表皮观察效果更好 B.可用叶绿体的运动作为细胞质流动的标志 C.在高倍镜下可以观察到叶绿体由两层膜包被 D.该同学结论的得出采用了完全归纳法 B 练习与应用 8.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 D 练习与应用 9.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 C 三、细胞器之间的协调配合 课堂活动2 5min 1.请同学们自主阅读课本P51-52分泌蛋白的合成与运输相关部分，回答下列6个问题。 ①什么是分泌蛋白？举例？ ②科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？具体实验过程是？ ③分泌蛋白是在哪里合成的？ ④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? ⑤分泌蛋白合成的具体过程是? ⑥分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 问题1：什么是分泌蛋白？举例？ 在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质 消化酶、抗体和一部分激素 ? 三、细胞器之间的协调配合 问题2：科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？具体实验过程是？ 科学方法 同位素标记法 用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。 同位素 放射性同位素 稳定同位素 3H、14C、35S、32P 18O、15N （放射性） （密度或相对分子质量） 三、细胞器之间的协调配合 3 min 17min 117min 向豚鼠的胰腺腺泡细胞中放入3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。 问题3：分泌蛋白是在哪里合成的？ 问题4：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？ 内质网 核糖体 高尔基体 细胞膜 囊泡 三、细胞器之间的协调配合 问题5：分泌蛋白合成的具体过程是？ 游离核糖体 氨基酸脱水缩合形成短肽 粗面内质网 转移 氨基酸继续脱水缩合并将肽链转移至内质网腔内进行加工、折叠，使其具有一定空间结构 囊泡 高尔基体 进一步修饰加工，成为成熟的蛋白质 囊泡 细胞膜 以胞吐的方式将其分泌出细胞 （交通枢纽） 问题6：分泌蛋白合成分泌过程需要能量吗？由哪里提供？ 线粒体 三、细胞器之间的协调配合 三、细胞器之间的协调配合 三、细胞器之间的协调配合 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化： 内质网的膜面积_____ 减少 高尔基体的膜面积__________ 细胞膜的膜面积_____ 增加 基本不变 三、细胞器之间的协调配合 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化： 前 后 时间 0 膜面积 时间 膜面积 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜 内质网膜 细胞膜 高尔基体膜 10.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 11.下列关于细胞的叙述，能体现“结构与功能相适应”观点的是（ ） A.汗腺细胞中的高尔基体较多，有利于汗液的分泌 B.心肌细胞线粒体丰富，有利于其自动节律收缩 C.哺乳动物成熟的红细胞含有较多的线粒体，有利于运输氧气 D.叶绿体在叶肉细胞内均匀分布，有利于光合作用 练习与应用 C B 四、细胞的生物膜系统 细胞器膜、细胞膜和核膜等构成了细胞的生物膜系统。 ①生物膜的组成成分和结构相似； ②在结构和功能上紧密联系，体现各种结构之间的协调配合。 四、细胞的生物膜系统 ①生物膜的组成成分和结构相似； 组成成分： 基本结构： 脂质+蛋白质+少量糖类 流动镶嵌模型 ②在结构和功能上紧密联系，体现各种结构之间的协调配合。 直接联系： 间接联系： 生物膜之间直接相连 生物膜之间通过囊泡发生转化 生物膜系统的作用？ 与生活的联系 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，能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。 练习与应用 12.如图中①～④表示某细胞的部分细胞器，据图判断，下列有关叙述不正确的是（ ） A.该图属于亚显微结构图，此细胞是动物细胞 B.④在原核细胞和真核细胞中普遍存在，②与细胞的有丝分裂有关 C.在结构①②③④中，含有核酸的是①④，含有蛋白质的是①②③④ D.细胞有氧呼吸的主要场所是①，在动植物细胞中普遍存在，但功能不同的是③ A 练习与应用 13.将某动物细胞各部分结构用差速离心法分离后，取其中三种细胞器测定它们的有机物含量，结果如表所示。下列有关叙述不正确的是( ) A.细胞器b是具有单层膜结构的细胞器 B.枯草杆菌与此细胞共有的细胞器可能有a和b C.细胞生命活动所需的能量大部分来自细胞器a D.差速离心法分离细胞器时，细胞器c与a相比，需要更高的离心速率 项目 蛋白/% 脂质/% 核酸/% 细胞器a 67 20 微量 细胞器b 59 40 0 细胞器c 61 0 39 B 练习与应用 14.如图为动物、植物细胞亚显微结构模式图。请据图回答下列问题： (1)B细胞的边界是[①]_______，其主要 成分是_____________；与A细胞相比， 所有植物细胞具有的结构是________； 若B为大葱根细胞，则应该没有[　　]； 若某细胞同时具有A、B图中各种细胞 器，则为__________细胞。 (2)B细胞内有遗传物质的结构有_____ ___________________(填名称)。 细胞膜 脂质和蛋白质 细胞壁 ④ 低等植物 细胞核、叶绿体、线粒体 53 练习与应用 (3)能够调节植物细胞内的环境，维持细胞渗 透压的细胞器是[　　]______。 (4)不含磷脂分子的细胞器有________ ________(填名称)。与鸵鸟相比，大雁 胸肌细胞中数量较多的结构是[　　]。 (5)研究发现，线粒体和叶绿体中都能各自 独立地合成一部分蛋白质，推测它们结构中 必有的一种细胞器是________。 ② 液泡 核糖体、中心体 ⑨ 核糖体 细胞器模式图 名称 分布 形态 结构 功能 简图 Lavf57.73.100 $$