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一

细胞作为基本的生命系统，是否也具有类似的分工与合作？ 问题探讨 §3.2.1细胞器之间的分工合作 2 通过对细胞器等细胞结构的学习，能够举例说出几种细胞器的结构和功能；举例说明细胞器结构与功能的相关性，能够简述其的组成和功能。 学会用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。逐渐形成生物的结构功能观 生命观念 科学思维 学习目标 3 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞壁 分布及成分： 植物： 真菌： 原核细胞（除支原体）： 功能： 特性： 纤维素和果胶 几丁质 肽聚糖 支持、保护作用 全透性 功能 成分： 结构： 动物： 无 →不能作为细胞的边界 1. 2. 3. 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 磷脂和蛋白质（主要）、糖类（少量） 真核细胞从外到内的基本结构 流动镶嵌模型 上节内容中我们已经学习了细胞的基本结构之细胞壁、细胞膜，请大家利用课前两分钟回顾相关内容 细胞膜以内,细胞核以外的结构就是细胞质 细胞器之间的分工合作 功能 水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸等, 多种酶 细胞质基质 (溶胶状) 细胞器： 成分： 是活细胞进行新陈代谢的主要场所 为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件,如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。 细胞质 线粒体 内质网 核糖体 高尔基体 液泡 叶绿体 中心体 溶酶体 悬浮在细胞质基质中的具有特定的形态、结构和功能的小器室 细胞质：真核细胞中细胞膜以内、细胞核以外的部分 分布于 5 差速离心法 将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。 分离各种细胞器的方法 细胞器之间的分工合作 差速离心法 逐渐提高离心速率 光学显微镜 百合花药横切 细胞器之间的分工合作 8 电子显微镜 电镜下的线粒体 亚显微结构 细胞器之间的分工合作 9 显微结构: 光学显微镜下可看到的细胞结构。 如: 叶绿体、线粒体、液泡、细胞壁、细胞核 细胞器之间的分工合作 10 亚显微结构: 电子显微镜下才可看到的细胞结构。 如: 线粒体和叶绿体的双层膜结构等 细胞器之间的分工合作 11 动物细胞 植物细胞 细胞器之间的分工合作 12 线粒体 线粒体亚显微结构图 短棒状、圆球状、线形、哑铃形等 细胞器之间的分工合作 13 ①分布: 动植物细胞中 细胞器之间的分工合作 ②结构 外膜: 内膜: 形成嵴,其上附有呼吸酶 基质: 内含呼吸酶和少量的DNA和RNA、核糖体 光滑 外膜 内膜 嵴 基质 细胞器之间的分工合作 内膜折叠成嵴，增大膜的面积，为酶的附着提供位点。 ③功能: 细胞进行有氧呼吸的主要场所 细胞生命活动所需能量的95%来自线粒体——“动力车间” 外膜 内膜 嵴 基质 细胞器之间的分工合作 细胞新陈代谢的旺盛程度。代谢旺盛部位较多，新生细胞比衰老细胞多 肝细胞 肾皮质细胞 平滑肌细胞 心肌 细胞 动物冬眠状态下的肝细胞 950个 400个 260个 12500个 1350个 1、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？ 2、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态下多，这是为什么？ 3、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？ 心肌运动量大、不停地收缩，需能量多 冬眠时动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏代谢加强，耗能多 德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物部分细胞中线粒体的数量（见下表）。分析回答： 细胞器之间的分工合作 17 外膜 内膜 基质 基粒 两层膜 外膜 内膜 基质： 基粒： 结构 由类囊体垛叠而成，含与光合作用有关的酶和色素 含光合作用必需的酶，少量DNA、RNA和核糖体 细胞器之间的分工合作 叶绿体 18 外膜 内膜 基质 基粒 功能：绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 细胞器之间的分工合作 19 植物根部细胞不含叶绿体 叶肉细胞 幼嫩的茎 保卫细胞 （下表皮） 等部位，呈现绿色的部位 分布 细胞器之间的分工合作 20 细胞器之间的分工合作 半自主性细胞器 自身含有遗传表达系统，但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息。 内质网 细胞器之间的分工合作 22 内质网 细胞器之间的分工合作 23 结构：由单层膜连接成的分支管状或扁平囊状细胞器。 粗面内质网 光面内质网 （核糖体附着于内质网外） 合成脂质 合成分泌蛋白 功能：细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所 分布： 动植物细胞 内质网 细胞器之间的分工合作 24 粗面内质网 扁平囊状 光面内质网 分支管状 粗面内质网 光面内质网 连接装置 一个连续的整体 内质网 细胞器之间的分工合作 25 细胞器之间的分工合作 26 扁平膜囊 （多个堆叠） 囊泡 （多个、大小不一） 结构：单层膜形成的扁平囊状和囊泡结构 细胞器之间的分工合作 高尔基体 分布： 动植物细胞 27 功能 蛋白质的分类、包装 蛋白质的加工 胞内蛋白 分泌蛋白：胰岛素等 植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关 细胞器之间的分工合作 高尔基体 是由细胞质内游离的核糖体合成，不经过内质网、高尔基体的加工和细胞膜的胞吐，只在细胞内产生影响的一类蛋白质 28 分布： 结构： 主要分布在动物细胞中 单层膜包裹的小泡，含有多种水解酶。 含有多种水解酶,执行细胞内的消化作用。能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入的病毒或病菌，是“细胞消化车间” （在发育过程中也发挥重要作用，例如两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化） 细胞器之间的分工合作 溶酶体 功能： 29 与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关。 形态结构： 主要功能： 泡状结构，单层膜细胞器（含糖类、无机盐、色素和蛋白质等） 调节细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物保持坚挺 （并非植物细胞特有，并非所有植物细胞都有液泡） 主要存在于植物细胞（成熟植物细胞具有大液泡） 分 布： 细胞器之间的分工合作 液泡 单细胞动物的食物泡、收缩泡等也属于液泡 30 原生动物的食物泡、伸缩泡 细胞器之间的分工合作 液泡 31 （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。 细胞器之间的分工合作 液泡 32 功能：“生产蛋白质的机器”蛋白质合成的主要场所 结构： 分布： 游离核糖体、附着核糖体 所有细胞 细胞器之间的分工合作 核糖体 分类： 由RNA（rRNA）和蛋白质形成的无膜椭球形粒状小体 33 结构：无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及其周围物质组成 功能：细胞有丝分裂相关 分布：动物细胞、某些低等植物细胞 细胞器之间的分工合作 中心体 34 真、原核细胞及动、植物细胞的判断方法 有无细胞核 无 有 原核细胞 真核细胞 有 无 有无细胞壁 植物细胞 动物细胞 有 无 有无中心体 低等植物 高等植物 细胞器之间的分工合作 中心体 35 尝试将细胞器进行结构分类 ①双层膜的细胞器： 线粒体、叶绿体 ③无膜的细胞器： 核糖体、中心体 ②单层膜的细胞器： 线粒体、叶绿体 ⑤动物及低等植物特有的细胞器： 中心体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 ④含有DNA的细胞器： ⑥含有色素的细胞器： 叶绿体、液泡 细胞器之间的分工合作 E F H D C A G B 1 线粒体 2 溶酶体 3 液泡 4 核糖体 5 高尔基体 6 中心体 7 内质网 8 叶绿体 A 与动物细胞的有丝分裂有关 B 进行光合作用的场所 C 蛋白质的加工和发送 D 合成蛋白质的场所 E 为细胞生命活动提供能量 F 分解衰老、损伤的细胞器 G 蛋白质的合成和加工以及糖原、脂质合成的场所 H 储存物质，维持植物细胞形态 细胞器之间的功能分工 细胞器之间的分工合作 37 细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构，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。 细胞器之间的分工合作 38 实验 黑藻 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 39 1.实验原理： 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.实验材料：藓类的叶片（菠菜叶下表皮）、新鲜的黑藻 藓类为阴生植物，菠菜下表面也是背阳面，这样的细胞叶绿体大且数目少，便于观察。 实验 高倍显微镜观察叶绿体 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。 滴 取 放 盖 看 清水 藓类 的小叶 叶绿体 实验 观察叶绿体实验流程 制作的藓类叶片的临时装片应一直保持有水状态，以免影响细胞活性 41 1.实验原理： 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。 2.实验材料：新鲜的黑藻 黑藻叶子薄且小，叶绿体清楚，可直接取整个小叶子直接直接制片。 实验 实验情境 1.当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，而温度高时，细胞质流动的较快。 2.在相同的条件下，细胞质靠近叶脉的细胞，细胞质流动的较快，其他细胞质流动的较慢。 实验结论 每个细胞中细胞质流动的方向一致，叶绿体围绕大液泡呈环形流动。 实验 §3.2.2细胞器之间的分工合作 44 7 核糖体 8 中心体 6 线粒体 2 细胞质 5 内质网 1 细胞膜 3 高尔基体 细胞器之间的分工合作 45 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 想一想：三种细胞器之间会不会存在某种协作呢？ 细胞器之间的协作配合 分泌蛋白的形成与运输 细胞器之间的协作配合 分泌蛋白：有些蛋白质在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用，这类蛋白叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等 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 用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向 47 分泌蛋白的形成与运输 细胞器之间的协作配合 48 细胞器之间的协作配合 49 游离核糖体 氨基酸通过脱水缩合形成多肽链 核糖体与多肽链 粗面内质网 肽链继续合成并转移进入内质网腔进行加工、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质 囊泡 囊泡 高尔基体 细胞膜 对蛋白质进行进一步的修饰加工 与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外 线粒体 分泌蛋白的形成与运输 细胞器之间的协作配合 1、分泌蛋白的合成共经过了哪些细胞结构？ 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 2、分泌蛋白的合成共有哪些细胞器的参与？ 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 细胞器之间的协作配合 内质网的膜面积_____ 减少 综合比较：高尔基体的膜面积__________ 细胞膜的膜面积_____ ① ② ③ ④ 基本不变 增加 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 细胞器之间的协作配合 52 _________ _________ _________ 前 后 时间 0 膜面积 ①_________ ③_________ ②_________ 时间 0 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 细胞器之间的协作配合 内质网 高尔基体 细胞膜 内质网 细胞膜 高尔基体 53 分泌蛋白合成过程中放射性变化 时间 核糖体 内质网 高尔基体 放射性强度 0 标记氨基酸出现的先后顺序： _______→ _______ → _______ → ________ → ____→ ______→细胞外 内质网 核糖体 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜 细胞器之间的协作配合 54 细胞的生物膜系统 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。 内质网外与细胞膜相连，内与核膜相连 细胞器膜组成成分磷脂分子和蛋白质 55 56 1、在组成成分上的联系 细胞的不同膜组成成分及含量比较表 各种生物膜的组成成分的种类基本相同 各种生物膜的组成成分的含量有差异 统一性 差异性 细胞的生物膜系统 57 直接联系 间接联系 2、在结构上的联系 细胞的生物膜系统 内质网外连细胞膜，内连核膜。 内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以相互转化。 3、在功能上的联系 各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作。 细胞的生物膜系统 生物膜系统的功能 双层膜 单层膜 功能 广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行 保障细胞内部环境的相对稳定 物质运输、能量转换、信息传递 生物膜系统 核膜 细胞膜 细胞器膜 细胞的生物膜系统 59 生物膜系统≠生物膜 易错提醒 原核细胞 真核细胞 生物膜 有 没有 有 有 缺一不可共同组成 细胞膜 核膜 细胞器膜 生物膜系统 细胞的生物膜系统 60 总结 观察叶绿体和细胞质的流动 一、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.生物膜系统由具膜系统的细胞器构成。（ ） 二、选择题 1.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 随堂练习 √ × C 2.下列物质中，在内质网上合成或加工的是(　　) ①胰岛素　②性激素　③唾液淀粉酶　④DNA　⑤抗体 A．①② B．⑤ C．①②③④⑤ D．①②③⑤ 随堂练习 解析：性激素属于脂质中的固醇类物质，在内质网上合成； 胰岛素、唾液淀粉酶、抗体属于分泌蛋白，由核糖体合成后需经内质网进行加工和运输； DNA主要在细胞核内合成，与内质网无直接的关系。 D 3.下列几种细胞结构中，不属于细胞的生物膜系统的是(　　) 解析:中心体无膜结构，不属于细胞的生物膜系统，故选B。 B 随堂练习 随堂练习 4. 在某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网和高尔基体，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中，培养液中含有各种细胞器完成其功能所需的物质和条件。进行快速的、连续取样，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表（ ） A. 内质网、核糖体、高尔基体 B. 内质网、高尔基体、核糖体 C. 核糖体、高尔基体、内质网 D. 核糖体、内质网、高尔基体 D 65 C 5.如图表示用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是( )。 随堂练习 66 Lavf57.41.100 FormatFactory $$