2025届高三生物一轮复习课件05细胞器之间的分工合作

第2节 细胞器之间的分工合作 第3章 细胞的基本结构 弘德 博学 笃行 创新 课前记忆（课前3分钟，大声背诵，立即检查） 1.分离细胞器的方法及原理？同位素标记法及分类？ 2.植物细胞壁的组成及作用？液泡的分布、组成及作用？叶绿体的分布、作用？内质网的分类、作用？高尔基体的作用？核糖体的分类、作用？线粒体的作用？中心体的分布、组成及作用？溶酶体的分布、作用？ 3.细胞骨架的成分及作用？ 4.高倍镜观察叶绿体和细胞质流动的实验原理、方法步骤、两个讨论题？ 5.思考讨论分泌蛋白的合成和运输的三个讨论题？说出分泌蛋白的合成分泌过程？ 6.生物膜系统的概念、组成、作用、应用？ 弘德 博学 笃行 创新 (2023山东) 2. 溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是（ ） A. H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B. H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C. 该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D. 溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 D 体验高考 弘德 博学 笃行 创新 (2022山东) 2. 液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同，该蛋白影响烟草花叶病毒（TMV）核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比，烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对，被TMV侵染后，易感病烟草品种有感病症状，TI203无感病症状。下列说法错误的是（ ） A. TOM2A的合成需要游离核糖体 B. TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同 C. TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成 D. TMV侵染后，TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多 D 体验高考 弘德 博学 笃行 创新 【课程标准】 1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合作与分解、能量转换和信息传递等生命活动 2.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 【学习目标】 1.通过对各种细胞器分布、结构和功能的复习，能说出各种细胞器的功能。 2.通过对高倍镜观察叶绿体和细胞质流动，能说出实验原理、方法步骤。 3.通过对分泌蛋白的合成运输的复习，能说出分泌蛋白的合成分泌过程、生物膜系统的组成和作用。 弘德 博学 笃行 创新 细胞质 细胞质基质: 细胞器: 许多化学反应在此进行 如：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体、液泡等 呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成 （活细胞代谢的主要场所） 1.细胞质： 细胞膜以内,细胞核以外，均匀透明的胶状物质,能不断流动。 在细胞质中具有一定的形态和特定功能的细胞结构。 一、细胞器之间的分工 弘德 博学 笃行 创新 显微结构 亚显微结构 0.2μm 0.2nm 怎么看到细胞器 呢？ 电子显微镜 光学显微镜 如线粒体、叶绿体、细胞核（染色体、核仁）、 液泡、细胞壁等。 线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体薄膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等 弘德 博学 笃行 创新 7 王勇 （yowa7572@sina.com） 2.分离各种细胞器的方法：差速离心法 原理：采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器。 一、细胞器之间的分工 弘德 博学 笃行 创新 有氧呼吸的主要场所，“动力车间”。 3.线粒体 形状： 分布： 结构： 功能： 基质（含环状DNA、RNA、核糖体和有氧呼吸相关的酶） 外膜 内膜（折叠成嵴，增大膜表面积） 双层膜 动植物细胞中（蛔虫细胞无线粒体） 短棒状、圆球状、哑铃形 外膜 内膜 嵴 基质 葡萄糖不可以作为呼吸底物进入线粒体 线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因：________________________________________________________ 功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。线粒体内膜中进行着有氧呼吸的第三阶段 弘德 博学 笃行 创新 1.线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中，但它在活细胞中能自由地移动，可定向运动到细胞代谢旺盛的部位。 2.细胞新陈代谢越旺盛，线粒体数目越多。（如心肌细胞） 9 外膜 内膜 基质 类囊体 基粒 叶绿体电子显微镜图 4.叶绿体 植物细胞进行光合作用的场所是植物细胞的“养料制造车间”和“_____________” 植物细胞；表皮细胞_不含_叶绿体 形状: 分布： 结构： 功能： 基质（含环状DNA、RNA、核糖体和与光合作用相关的酶） 双层膜 基粒：由类囊体堆叠而成（光合色素在类囊体薄膜上） 扁平的椭球形或球形 能量转换站 弘德 博学 笃行 创新 植物叶肉细胞、保卫细胞含_叶绿体_， 但表皮细胞_不含_叶绿体 10 叶绿体和线粒体的比较 项目 线粒体 叶绿体 结构 增大膜面积的方式 化学组成 含有DNA、RNA、磷脂和蛋白质等 含有DNA、RNA、磷脂、蛋白质和色素等 内膜向内折叠形成嵴 类囊体堆叠形成基粒 弘德 博学 笃行 创新 项目 线粒体 叶绿体 酶和色素的分布 无色素 基质： 内膜： 类囊体薄膜： 基质： 功能 物质转化： 能量转化： 共性 有氧呼吸第二阶段有关的酶 色素、与光反应有关的酶 与暗反应有关的酶 将有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能，用于各项生命活动。 利用二氧化碳和水合成有机物 将光能转化为有机物中稳定的化学能储存起来 ①都具有双层膜②都与能量转换有关，产生ATP ③都含有DNA、RNA、核糖体，能够通过转录、翻译合成自身的部分蛋白质，属于半自主性细胞器④不遵循孟德尔遗传规律⑤共同参与自然界的碳循环 将有机物分解为CO2和水 物质转化： 能量转化： 有氧呼吸第三阶段有关的酶 弘德 博学 笃行 创新 高尔基体结构模式图 高尔基体电子显微镜图 动植物细胞中 主要是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” 植物细胞中与细胞壁的形成有关 动物细胞中与分泌物的形成有关 5.高尔基体 分布： 结构： 功能： 单层膜形成的扁平囊状结构 弘德 博学 笃行 创新 内质网结构模式图 内质网电子显微镜图 6.内质网 动植物细胞中 单层膜（膜面积最大的细胞器） 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道；以及脂质的合成车间。 光面内质网 粗面内质网 分布： 结构： 分类： 功能： 粗面内质网 光面内质网 蛋白质合成和加工 脂类合成 （性激素） 性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。( ) × 弘德 博学 笃行 创新 7.液泡 形态： 结构： 分布： 功能： 单层膜，液泡膜内液体叫细胞液，（含有水、糖类、无机盐、色素、蛋白质等） 泡状的结构 主要存在于植物细胞中 1.可以调节细胞内的环境 2.充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺 3.与花、果等颜色有关 特例：根尖分生区细胞没有液泡； 没有液泡的细胞不能进行质壁分离 弘德 博学 笃行 创新 含有色素，主要是水溶性的花青素，不能吸收光能。 15 8.溶酶体 ——“消化车间” 形态： 结构： 分布： 功能： 囊状小泡 单层膜 主要分布在动物细胞中 起源于高尔基体 细胞的“消化车间”，内部含有__________，能分解衰老、损伤的______，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 多种水解酶 细胞器 溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器（ ） × 弘德 博学 笃行 创新 “消化车间”，分解衰老、损失细胞器，吞噬杀死细菌和病毒，无用的生物大分子。（细胞凋亡、个体发育过程中往往涉及组织或器官的改造或重建，如昆虫和蛙类的变态发育等；参与分泌过程的调节，如将甲状腺球蛋白讲解成有生物活性的甲状腺激素） 16 起源：溶酶体起源于高尔基体(课本P60) 弘德 博学 笃行 创新 溶酶体起源于高尔基体，也与细胞凋亡有关。 9.细胞骨架 维持细胞的形态，锚定并支撑着细胞器，与细胞运动分裂、分化及物质运输 、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 （1）细胞骨架的成分？ （2）细胞骨架的功能？ （3）还学过哪些骨架？ 由蛋白质纤维组成的网架结构 生物大分子的骨架——碳链 核酸的骨架——磷酸和五碳糖交替排列 生物膜的基本支架——磷脂双分子层 一、细胞器之间的分工 弘德 博学 笃行 创新 10.核糖体和中心体 图示 名称 功能 分布 无膜 ______ “生产__________的机器” 原核细胞，真核细胞质基质、内质网面， ； ______ 与细胞的__________有关，在间期(S期)完成倍增，前期发出星射线形成纺锤体 分布在动物与 细胞中 有丝分裂 蛋白质 线粒体、叶绿体内 低等植物 中心体 核糖体 中心体和核糖体不含有脂质，都只存在于真核细胞中( ) × 有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物（ ） √ 一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体（ ） √ 弘德 博学 笃行 创新 形 状：“十”字无膜结构，由两个互相垂直的中心粒及其周围物质构成。 多角度比较各种细胞器 中心体、核糖体 线粒体、叶绿体 高尔基体、内质网、液泡、溶酶体 叶绿体、液泡 中心体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液泡 归纳总结 弘德 博学 笃行 创新 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体、内质网 叶绿体、线粒体、中心体 线粒体、核糖体、高尔基体、中心体 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 叶绿体、线粒体、 核糖体 线粒体、 核糖体 归纳总结 多角度比较各种细胞器 弘德 博学 笃行 创新 ①能进行光合作用的生物， 有叶绿体(如蓝细菌)，但高等植物细胞的光合作用 在叶绿体中进行。 ②能进行有氧呼吸的生物 有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定有线粒体参与。 ③一切生物，其蛋白质合成场所 是核糖体。 ④有中心体的生物 为动物，但 不是高等植物。 ⑤高尔基体经囊泡分泌的物质 为分泌蛋白，但分泌蛋白 经高尔基体分泌。 ⑥具有细胞壁的细胞 是植物细胞，真菌、细菌也有细胞壁。 ⑦没有叶绿体和中央液泡的细胞 是动物细胞，如根尖分生区细胞。 ⑧真核细胞中葡萄糖→丙酮酸 不发生在细胞器中，丙酮酸彻底氧化分解 发生于线粒体中。　　　 不一定 一定 不一定 一定 不一定 一定 易错点拨 不一定 一定 不一定 不一定 一定 一定 弘德 博学 笃行 创新 实验用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 叶绿体的运动 不需要染色 新陈代谢越旺盛，细胞质流动越快 形态、分布 一、细胞器之间的分工 弘德 博学 笃行 创新 2.方法步骤 (1)观察叶绿体 中央 水滴中 低倍 高倍 叶肉的下表皮 叶绿体少而大 保持有水状态，以免影响细胞的活性 形态、分布 弘德 博学 笃行 创新 (2)观察细胞质的流动 低　 高 不同细胞中流动方向可能不同 弘德 博学 笃行 创新 3.实验成功关键点 (1)加速细胞质流动的三种方法 ①进行光照，即在阳光或灯光下放置15～20分钟。 ②提高盛放黑藻的水温，可加入热水将水温调至25 ℃左右。 ③切伤一小部分叶片，因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快，由于保护性适应，伤口周围细胞代谢加快，细胞质流动加快。 弘德 博学 笃行 创新 1.分泌蛋白的概念 2.胞内蛋白的例子 在核糖体上合成的，不需要运输到细胞膜外，只在细胞内起作用的酶，如呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。 研究方法：同位素标记法 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 细胞因子也属于分泌蛋白 同位素标记法的概念：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O 与18O，12C 与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S 等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O 等。 囊泡 囊泡 氨基酸 多肽 未成熟蛋白 成熟蛋白 分泌蛋白 脱水缩合 加工、折叠 修饰、加工 分泌 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 游离核糖体 转移 囊泡 囊泡 交通枢纽 线粒体供能 细胞内的各种生物膜不仅在结构上有一定的联系，在功能上也既有分工，又有紧密的联系。 3.分泌蛋白的合成运输过程 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞结构？ 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在游离的核糖体中合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，并在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 细胞各部分结构之间既分工又合作 ，共同执行细胞的各项生命活动。 分泌蛋白是在哪儿合成的? 2.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?尝试构建分泌蛋白合成和运输的过程。 3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由什么细胞器提供？ 混淆与分泌蛋白形成的“有关细胞器”、“有关结构”和“有关膜结构”有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体.有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。 难点突破：是不是所有的蛋白质合成都需要经过内质网，高尔基体？原核细胞的蛋白质不需要，真核细胞的部分蛋白质也不需要，题目展示。 4. 分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化 为什么各种膜之间可以相互转化?请从各种膜的结构和成分角度分析。 各种膜的结构和组成成分相似。 弘德 博学 笃行 创新 下列图1为豚鼠胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸后，细胞内相关结构放射性的变化。图2为分泌蛋白加工和分泌过程中相关膜面积的变化。 (1)图2是以柱状图的形式显示分泌蛋白分泌前后相关结构膜面积的变化，其中①～③依次表示何类“膜”？ ①是内质网膜；②是高尔基体膜；③是细胞膜。 弘德 博学 笃行 创新 目的：分析图像 图1表示放射性元素标记的氨基酸，在不同时间内放射性元素在细胞中先后出现的顺序是什么？ 提示：附有核糖体的内质网→高尔基体→分泌小泡。 所以分泌蛋白合成和分泌过程中，综合看三种膜的面积变化， 必修一P52 （1）原核生物有生物膜系统么？ 真核生物才有生物膜系统，原核生物只有细胞膜，无核膜细胞器膜等结构，故原核生物只有生物膜而无生物膜系统 2、真核细胞都有生物膜系统么？ × 哺乳动物成熟红细胞 3、口腔黏膜、胃粘膜是生物膜系统么？ × 5.细胞的生物膜系统概述 只有同时具有三者才能称为生物膜系统，其中之一只能称为生物膜 生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 注意：①真核生物才有生物膜系统；②只有同时具有三者才能称为生物膜系统，其中之一只能称为生物膜；例如：哺乳动物成熟的红细胞中只存在生物膜，而不存在生物膜系统。 生物膜是指细胞内的膜结构，是细胞内的结构，属于显微结构和亚显微结构水平；口腔黏膜等是由扁平上皮细胞构成的上皮组织，是大于细胞的组织，不是细胞内结构，不能称为生物膜，更不属于生物膜系统。 难点突破：辨析生物膜系统的概念 6.生物膜系统的作用 物质运输　 信息传递　 酶 区域化 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 7.各种生物膜之间的联系 ①在成分上的联系 脂质和蛋 蛋白质 白质 ②在结构上的联系 a.各种生物膜在结构上大致相同，都是由 构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有 性。 磷脂双分子层 流动 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 b.在结构上具有一定的连续性，如图所示： 内质网膜 细胞膜 面积最大，分布最广；内接核膜，外连细胞膜 二、细胞器之间的协调配合 弘德 博学 笃行 创新 各种生物膜之间在功能上的联系是怎样的呢？ 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 课堂小结 弘德 博学 笃行 创新 关于真核细胞叶绿体的起源，科学家依据证据提出了一种解释：约十几亿年前，有一种原始真核生物吞噬了原始的蓝细菌，有些未被消化的蓝细菌，能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，逐渐进化为叶绿体，演变过程如下图。 知识拓展 弘德 博学 笃行 创新 36 (1)按照这一推测，叶绿体的外膜和内膜的来源分别是什么？ (2)进一步推测，线粒体的形成过程是什么？ (3)在你的知识范围内找出支持这一假说的三条证据。 原始真核细胞的细胞膜和蓝细菌的细胞膜。 是原始真核生物吞噬好氧性细菌形成的。 线粒体和叶绿体内含有DNA和RNA，在遗传上具有半自主性；线粒体和叶绿体内的DNA是环状，没有与蛋白质结合，与细菌相同；线粒体和叶绿体中都有核糖体，能独立合成蛋白质；在生物界中，吞噬现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌。 知识拓展 弘德 博学 笃行 创新 37 $$