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

细胞器之间的分工合作 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 11 细胞质基质 细胞器 细胞骨架 细胞质基质由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸、蛋白质、RNA等物质组成的溶胶状的结构，是细胞新陈代谢的主要场所。 细胞骨架由蛋白质形成的网架结构，对细胞器起支撑作用。在维持细胞形态，细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转化、信息传递等方面起重要作用。 内质网 核糖体 细胞壁 细胞膜 细胞核 线粒体 高尔基体 叶绿体 液泡 中心体 溶酶体 细胞质 观察细胞器的仪器--光学显微镜和电子显微镜 光学显微镜：显微结构，如线粒体和叶绿体形态等。 电子显微镜：亚显微结构，如线粒体内外膜、叶绿体类囊体膜、核糖体等。 植物细胞的显微结构 植物细胞的亚显微结构 分离细胞器的方法--差速离心法 离心机 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 将细胞膜破坏 将匀浆放入离心管 分离细胞器的方法--差速离心法 原理：利用离心机高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。 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 一、细胞器之间的分工 线粒体—细胞“动力车间” 分布： 形态： 结构： 功能： 短棒状、圆球状等 外膜 内膜 嵴 基质 双层膜 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 （增大膜面积） 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 动植物细胞； 供能 代谢旺盛的部位分布较多； 内膜 外膜 基质 基粒 分布： 形态： 结构： 功能： 扁平的椭球形或球形 双层膜 基粒 基质 外膜 内膜 存在少量DNA、RNA，核糖体 与光合作用有关的酶 由多个类囊体堆叠形成 类囊体薄膜上含有光合色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。 类囊体 绿色植物进行光合作用的场所 （增大膜面积） 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎； 能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？ 能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，如蓝细菌。 一、细胞器之间的分工 叶绿体—细胞“养料制作车间”和“能量转换站” 植物细胞都含有叶绿体吗？ 植物细胞不一定有叶绿体，如根尖细胞。 一、细胞器之间的分工 内质网 形态： 功能： 分布： 由单层膜围成的管状、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 光面内质网 粗面内质网 （核糖体附着） 是蛋白质的合成、加工场所和运输通道 脂质、糖类等的合成 动植物细胞 一、细胞器之间的分工 高尔基体 形态： 功能： 分布： 单层膜围起的扁平囊状结构 动植物细胞 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装 动物：与溶酶体的形成有关 植物：与细胞壁的形成有关 一、细胞器之间的分工 溶酶体--细胞的“消化车间” 形态： 功能： 分布： 由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶 主要分布在动物细胞中 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 起源： 高尔基体 溶酶体的自噬作用 溶酶体的吞噬作用 一、细胞器之间的分工 液泡 形态： 功能： 分布： 由单层膜围成的泡状结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素（非光合色素）和蛋白质等。 主要分布在植物细胞中（成熟的植物细胞才有中央大液泡）； 调节植物细胞内的环境 储存营养物质 液泡 充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。 一、细胞器之间的分工 核糖体—“生产蛋白质的机器” 核糖体 形态： 功能： 分布： 无膜结构，椭球形的颗粒 真核细胞、原核细胞 合成蛋白质的场所 线粒体和叶绿体中； 核膜外表面； 粗面内质网上； 游离在细胞质基质中； 组成： 由RNA和蛋白质组成 一、细胞器之间的分工 中心体 形态： 功能： 分布： 由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成 动物和低等植物细胞 与细胞的有丝分裂有关 组成： 蛋白质 结构 双层膜结构 单层膜结构 无膜结构 组成 含DNA 含RNA 含色素 分布 植物特有 动物和低等植物特有 原核生物和真核生物共有 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 中心体、核糖体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体、核糖体 液泡、叶绿体 叶绿体、液泡 中心体 核糖体 有关细胞器知识的归纳总结 一、细胞器之间的分工 一、细胞器之间的分工 有关细胞器知识的归纳总结 高等植物细胞 动物细胞 核糖体　线粒体　　内质网　　高尔基体　 叶绿体液泡 中心体 溶酶体 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验目的 1.使用高倍显微镜观察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。 实验材料 1.观察叶绿体形态：新鲜的藓类叶（或菠菜叶） 2.观察细胞质流动：新鲜的黑藻 黑藻 黑藻叶片薄，由一层细胞组成，叶绿体大 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验原理   1. 高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中，叶绿体一般是绿色的，扁平的椭球形或球形，可以用高倍显微镜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。 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验步骤 1.观察藓类叶片中叶绿体的形态和分布 取材 藓类的小叶或菠菜叶稍带叶肉的下表皮 载玻片中央滴一滴清水，叶片放入水滴中，盖上盖玻片 观察 先低倍镜下找到叶绿体，再高倍镜观察叶绿体的形态和分布情况 制片 叶绿体大且数目少 维持细胞的正常活性和形态 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验结果 叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或球形。随细胞质流动、自身也可转动。 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验步骤 2.观察黑藻叶肉细胞中细胞质的流动 培养黑藻 在光照、室温条件下培养 载玻片中央滴一滴清水，小叶放入水滴中，盖上盖玻片 制片 先低倍镜下找到黑藻叶肉细胞，再高倍镜观察细胞内的叶绿体随细胞质的流动情况 取材 从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶 观察 当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，不利于观察。 新鲜幼嫩叶片比老化叶片细胞活力高。 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验结果 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。 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 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 高倍显微镜下观察黑藻叶肉细胞 1.你能看到那些结构？看到什么现象？ 2.能直接看到细胞质在流动吗？ 3.推测细胞质的流动与哪些细胞器有关？ 细胞壁、液泡、叶绿体；细胞质流动 不可以，细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色可以作为观察的标志 叶绿体、线粒体 探究·实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 4.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？ 椭球形; 弱光→正面（面积大）朝向光源→接受更多光照； 强光→侧面（面积小）朝向光源→避免自身灼伤。 5.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？ 分布：上表皮多，下表皮少。有利于叶绿体进行光合作用。 细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障细胞生命活动的正常进行。 探究·实践 核糖体是蛋白质合成的场所 内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道 高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”和“发送站” 三种细胞器之间是不是存在某种协作呢？ 二、细胞器之间的协调配合 实例：分泌蛋白的合成和运输 分泌蛋白 概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 举例：消化酶、抗体和一部分激素。 概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。 胞内蛋白 举例：血红蛋白，与有氧呼吸有关的酶等。 二、细胞器之间的协调配合 （1）实验材料： 豚鼠胰腺腺泡细胞 ①能分泌大量的消化酶 ②取材容易、容易观察 （2）实验方法： 同位素标记法 同位素：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子，如16O与18O，12C与14C。 特点：化学性质相同，物理性质有差异（如放射性、原子量） 应用：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向 具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等。 二、细胞器之间的协调配合 （3）实验步骤： 3H标记的亮氨酸 豚鼠的胰腺腺泡细胞 观察细胞中放射性标记物先后出现位置 标记亮氨酸出现的先后顺序： 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 （4）实验结果： 二、细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成和运输 游离核糖体 粗面内质网 肽链与核糖体转移到粗面内质网 高尔基体 细胞膜 出芽形成囊泡 出芽形成囊泡 合成一段肽链 经加工、折叠为有一定空间结构的蛋白质 进一步加工修饰为成熟蛋白质 分泌特定功能蛋白质 线 粒 体 供 能 二、细胞器之间的协调配合 关于分泌蛋白的合成和运输的几个问题: 1.与分泌蛋白合成与运输有关的细胞器？ 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 2.分泌蛋白合成与运输经过的细胞器？ 核糖体、内质网、高尔基体 3.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 4.与分泌蛋白加工与运输有关的细胞器？ 内质网、高尔基体、线粒体 5、从内质网到到达细胞外，分泌蛋白穿过了几层膜结构?分泌蛋白运输到细胞外的过程，体现了细胞膜的什么特点？ 二、细胞器之间的协调配合 0层； 膜的流动性 31 二、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?(增加/减少/基本不变） 内质网的膜面积_____ 综合比较：高尔基体的膜面积__________ 细胞膜的膜面积_____ ① ② ③ 减少 基本不变 增加 二、细胞器之间的协调配合 用曲线表示该过程中内质网、高尔基体和细胞质膜面积的变化 下图甲表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况，依据放射性元素出现的先后顺序判断，a、b、c分别是什么细胞器？ 核糖体、内质网、高尔基体 拓展：细胞内各种蛋白质的合成和转运途径 游离的核糖体 粗面内质网 高尔基体 溶酶体 质膜 分泌小泡 线粒体 叶绿体 细胞核 细胞质基质 囊泡 囊泡 信号序列 信号肽的主要功能是将正在合成的蛋白质引导到细胞内的内质网等结构。 三、生物膜系统 1.定义： 细胞器膜、细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。 其特点是：这些生物膜的组成结构和成分很相似。在结构和功能上紧密联系。 三、生物膜系统 内质网与核膜外层相连 内质网与细胞膜相连 内质网膜 直接联系 核膜 直接联系 细胞膜 三、生物膜系统 分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程 内质网膜 囊泡 高尔基体膜 间接联系 囊泡 细胞膜 间接联系 三、生物膜系统 2.生物膜的功能 ①细胞膜保护细胞，使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞的物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。 ②广阔膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。 ③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，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 三、生物膜系统 注意辨析： ①生物膜≠生物膜系统 生 物 膜：细胞膜、细胞器膜、核膜 生物膜系统: 细胞膜 +细胞器膜 +核膜 ②真核生物才具有生物膜系统，原核生物没有生物膜系统，但是具有生物膜(细胞膜) ③生物体内所有膜结构的统称不是生物膜系统 例如：肠系膜、视网膜不是生物膜。 核膜 细胞器膜 细胞膜 叶绿体膜 线粒体膜 内质网膜 囊泡 囊泡 高尔基体膜 内膜 外膜 类囊体膜 内膜 外膜 三、生物膜系统 请辨析各标号代表的细胞结构： ①_______ ②___________ ③_______ ④_________ ⑤_______ ⑥_______ ⑨_______ 细胞膜 细胞质基质 线粒体 高尔基体 中心体 核糖体 内质网 小试牛刀 细胞器名称 细胞器的功能 1.中心体 a.分解衰老死亡的细胞器，吞噬并杀死 侵入细胞的病毒或病菌 2.线粒体 b.合成蛋白质 3.核糖体 c.与细胞的有丝分裂有关 4.溶酶体 d.进行光合作用 5.叶绿体 e.有氧呼吸的主要场所 6.液 泡 f.参与细胞分泌物的形成 7.高尔基体 g.调节植物细胞内的环境，维持植物细胞 内的形态 8.内质网 h .蛋白质的合成和加工以及脂质合成的场所 小试牛刀 1．右图表示几种细胞器模式图，下列有关说法不正确的是（ ） A、细胞器D是蛋白质加工及脂质合成的场所 B、细胞器B、F不含磷脂 C、植物的细胞都含有E D、A与植物细胞壁的形成有关 C 小试牛刀 2．下列关于细胞器的结构与功能的叙述，不正确的是（　　） A．无膜细胞器包括核糖体和中心体 B．单层膜的细胞器包括内质网和高尔基体等 C．溶酶体内含有多种水解酶，能吞噬并杀死侵入细胞的病菌 D．小麦根细胞中与能量代谢有关的细胞器是叶绿体和线粒体 D 小试牛刀 3．下列关于“观察叶绿体”活动的叙述，正确的是(　　) A．实验前要将黑藻放在黑暗、温度适宜的环境下培养 B．要从新鲜枝上选取一片幼嫩的小叶制成临时装片 C．在低倍镜下可观察到叶绿体均匀分布在细胞质基质中 D．在高倍镜下可观察到叶绿体有内外双层膜结构 B 小试牛刀 4．下列关于分泌蛋白合成和运输过程的叙述，正确的是(　　) A．科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸来研究该过程 B．参与该过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜 C．该过程中，核糖体、内质网、高尔基体都能够产生包裹蛋白质的囊泡 D．该过程中，内质网膜的面积增加，高尔基体膜的面积先减少后增加 A 小试牛刀 $$