第5讲 细胞器之间的分工与合作 课时2 ——2026届高中生物学 一轮复习课件

第5讲（2） 细胞器的结构和功能 贺老师 大概念一 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1 活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，悬浮于细胞质基质中的叶绿体等细胞器也会运动，因此，观察细胞质的流动可以 进行观察。 呈绿色(不需要染色)、扁平的椭球或球形　 1.实验原理 叶绿体　 细胞质的流动　 2.实验器具 高倍镜下 高倍镜下 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 p50 以叶绿体作为参照物 新鲜的黑藻或菠菜叶片 载玻片 盖玻片 显微镜 镊子 滴管 光学显微镜下：不能看到叶绿体的内外双层膜结构，只能看到外部形态 2 3.实验材料 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 原因 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体较大，无需加工即可制片观察 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体数目少，且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 叶肉细胞紧密排列，难以直接观察单个细胞中的叶绿体动态。表皮细胞本身不含叶绿体，但下表皮靠近叶肉层，可通过撕取表皮时附带少量叶肉细胞（称为保卫细胞周围叶肉薄壁细胞或副卫细胞），这些细胞含有叶绿体且数量适中。 撕取的下表皮薄片中，叶肉细胞以单层或少数几层形式存在，便于显微观察。 上表皮位于叶片表面，直接接触光照和外界环境，主要功能是保护叶肉细胞（如防止水分过度蒸发、抵御紫外线、机械损伤和病原体入侵）。若上表皮分布叶肉细胞，气孔需同时兼顾光合作用（供CO₂进入）和蒸腾作用（防水分过度散失），难以实现功能平衡。 3 1.本实验中为什么要始终保持有水状态? 向载玻片上滴加的液体为？ 为防止细胞失水，需滴加清水。 2.为保证细胞质流动实验成功，我们可以采取什么方法加快黑藻细胞的流动速度？ 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.细胞质流动对生命活动的意义是？ 细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的酶和细胞器等。 细胞质的流动，为细胞内物质运输和结构移动创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 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。 4 蛋白质的分类 胞内蛋白 a.概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 b.举例： a.概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。 （附着核糖体上合成） （主要在游离核糖体上合成） b.举例： 分泌蛋白 消化酶、抗体、和部分激素。 呼吸酶，DNA聚合酶，解旋酶等 细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成和运输 血红蛋白 血浆蛋白 我们讲了8大细胞器，他们的结构和功能都有所不同，它们之间是不是完全独立的呢？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 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、消化酶、抗体及部分激素。 5 (1)实验材料： (2)实验方法： 豚鼠胰腺腺泡细胞 (合成分泌胰蛋白酶等多种消化酶)。 放射性同位素标记法 细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成和运输实验 课本p51 同位素标记 稳定 同位素 3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。 14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。（必1P.104） 标记DNA 3H 14C 32P 35S 标记蛋白质 噬菌体的遗传物质（必2P.45） 18O 15N 标记H2O、CO2 研究光合产物O2中氧原子的来源（必1P.102） 标记DNA 研究DNA复制方式。（必2.P55） 检测 放射性 同位素 检测放射性 检测 检测密度或相对分子质量 是指在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子。如16O与18O，12C与14C。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。追踪物质的转移途径。鲁宾。卡门 6 3H标记的亮氨酸 豚鼠胰腺的腺泡细胞 观察细胞中放射性标记物先后出现的部位 注射 3min 17min 117min （3）实验过程: （4）实验结果： 放射自显影技术：3H放出的电离射线可使感光乳剂曝光形成显微镜下可见的银颗粒，据此跟踪放射性物质的分布及数量。 合成场所是______ 运输路径是______________________________ 分泌蛋白 （5）实验结论: 核糖体 内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜 1.仅在粗面内质网上检测到了放射性，而未在光面内质网上检测到，说明什么问题? 7 分泌蛋白的合成和运输 3 分泌蛋白的合成过程 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 短肽 继续合成肽链并形成一定空间结构 成熟蛋白质 分泌蛋白 氨基酸 合成 合成、 加工、 折叠、 修饰加工、 融合 分泌 囊泡 囊泡 线粒体 能量 能量 能量 能量 (1)与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器： 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜　　 (2)参与分泌蛋白合成运输结构： 体现了细胞器之间的分工与合作 8 课前默写 6.11 什么是分泌蛋白？ 哪些属于分泌蛋白？（至少写出3类） 分泌蛋白的合成场所是？运输路径是？ 探究分泌蛋白的合成和运输的实验方法是？ 9 内质网的膜面积_____ 减少 高尔基体膜先_____，后_____，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 1.分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生什么样的变化？ 分泌蛋白的合成和运输 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 增加 减少 10 在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减少， 高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。 _________ _________ _________ 前 后 时间 0 膜面积 ①_________ ③_________ ②_________ 时间 0 ② ③ ① ① ② ③ 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜 内质网膜 细胞膜 高尔基体膜（先增后减） 分泌蛋白的合成和运输 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 11 加工 分类 包装 发送 ①糖基化修饰 ②水解切除某些肽段 ③磷酸化等 ①内质网逃逸蛋白 ②高尔基体自身蛋白 ③溶酶体/液泡内的水解酶 ④细胞膜蛋白 ⑤分泌蛋白 形成囊泡 囊泡运输到相应的部位 溶酶体/液泡 内质网 细胞膜 细胞外 拓展：高尔基体的作用 12 信号肽 内质网中 切除信号肽 高尔基体中 切除C肽 前胰岛素原 C肽 内质网和高尔基体的加工——以胰岛素形成为例 胰岛素原 胰岛素 13 内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可以相互转化，说明什么问题？ 内质网膜、高尔基体膜和细胞膜的成分和结构相似 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。 原核生物也具有生物膜系统。 真核生物都具有生物膜系统。 口腔黏膜、胃粘膜属于生物膜系统。 × × 细胞器膜 核膜 细胞膜 细胞的生物膜系统 × ①概念： 生物膜系统研究的对象是细胞 14 ②生物膜间的联系： 化学组成上：在 上基本相同； 在 上有显著差异。 结构上： ，都由 构成基本支架， 分布其中，都具有两大特点。 组成成分 蛋白质种类和数量 大致相同 磷脂双分子层 蛋白质分子 细胞的生物膜系统 ③生物膜的功能： ①相对稳定的内部环境，在物质运输、能量转化和信息传递过程中起决定性作用。 ②广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。 ③把各种细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序进行。 15 情境素材1　核糖体与内质网之间的识别 信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。如图1所示，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的SRP受体(DP)结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落。肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。 蛋白质的分选与囊泡运输 大本p39 (1)根据情境素材1，信号肽假说认为，分泌蛋白首先在___________上起始合成，当多肽链延伸一段序列后，肽链一端的________与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的DP结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。根据假说可推测，细胞内的两种核糖体____ (填“能”或“不能”)相互转化；内质网膜上的易位子属于一种__________。 游离核糖体 信号肽 能 通道蛋白 16 蛋白质的分选与囊泡运输 大本p39 情境素材2　内质网和高尔基体之间的识别 细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图2)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图3所示：驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列，如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡，就会从内质网逃逸到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列，将它们回收到内质网。 (2)根据情境素材2，COPⅡ被膜小泡负责从 向__________ (均填细胞器名称)运输“货物”。若定位在B中的某些蛋白质偶然掺入到C中，则图中的__________________可以帮助实现这些蛋白质的回收。 内质网 高尔基体 COPⅠ被膜小泡 17 蛋白质的分选与囊泡运输 大本p39 (3)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能，科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比，Sec12基因突变体细胞中的内质网特别大；Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测，Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 Sec12 基因编码的蛋白质参与内质网上囊泡的形成， Sec17 基因所编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合 18 情境素材3　受体介导的囊泡运输 研究人员解开了调控被运输物质在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理，即细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。 蛋白质的分选与囊泡运输 大本p39 (4)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会储存在结构⑤中，推断结构⑤是什么？由内质网、高尔基体加工的蛋白质一定是分泌蛋白吗？ 结构⑤是溶酶体。溶酶体中的水解酶由内质网、高尔基体加工，但不是分泌蛋白。 (5)图乙中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外，据图乙推测可能的原因是什么？此过程体现了生物膜具有什么功能？ 囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合。体现了生物膜具有信息交流的功能。 19 ①成因：___________________________________________。 ②来源：_______________________________。 ③去向：______________________________________。 ④囊泡内的成分：________________________________________________。________________________________________________。 内质网、高尔基体、细胞膜 (内源)分泌蛋白-神经递质-溶酶体酶-膜蛋白 (外源)病菌、病毒、颗粒物或大分子异物 细胞外、细胞膜、形成溶酶体 与溶酶体融合进行细胞内消化 内质网、高尔基体 生物膜的流动性(鼓出/胞吞) + 耗能(ATP) 囊泡的成因、来源、去向、成分 大本p40 20 胞外蛋白、质膜蛋白和胞内蛋白 【反馈练习】(1)下列属于分泌蛋白的是（ ） ①血红蛋白 　 ②胰蛋白酶　 ③有氧呼吸有关的酶 ④血浆蛋白 ⑤性激素 　 ⑥生长激素 A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①②⑥ D. ②⑤⑥ 项目 胞外蛋白 (分泌蛋白) 质膜蛋白 胞内蛋白 实例 合成场所 作用场所 溶酶体/液泡中 的水解酶 消化酶、抗体 蛋白激素 血浆蛋白 呼吸酶 血红蛋白 解旋酶、聚合酶 识别蛋白 转运蛋白 细胞外 细胞膜 溶酶体/液泡 细胞质、细胞核 B 游离核糖体→附着核糖体 游离核糖体 21 备用 22 细胞质基质：是细胞代谢的_________ __________：在______细胞中维持__________、 保持___________________ 细胞器 细胞质 生物膜 生物膜系统 用高倍镜观察叶绿 体和细胞质流动 主要场所 真核 细胞形态 细胞内部结构有序性 叶绿体、线粒体 内质网、高尔基体；溶酶体、液泡 核糖体、中心体 细胞膜、细胞器膜、核膜 双层膜 单层膜 无膜 细胞骨架 (___种) 8 (2种) (4种) (2种) 细胞膜分隔并决定物运-能转-信传 为多种酶提供大量的附着位点 分隔成各区室，保证生命高效有序 组成 功能 23 核糖体 氨基酸形成肽链 内质网 加工肽链形成蛋白质 高尔基体 进一步加工修饰 细胞膜 囊泡与细胞膜融合 细胞外 囊泡 囊泡 分泌 线粒体 供能 活动：用箭头和文字的形式写出分泌蛋白合成与运输的基本过程： 24 (2)细胞器的膜层数、成分和分布。 种类 膜层数 磷脂 蛋白质 特有成分 分布 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 溶酶体 液泡 核糖体 中心体 双层膜 单层膜 无膜 √ × DNA(少) 光合酶 水溶性色素(花青素) RNA(多) 呼吸酶 √ 真核细胞 植物绿色 真核细胞 植物-真菌-原生 动物、低植 所有细胞 动物-真菌-原生 、光合色素 RNA(少) 核糖体 25 (2)细胞器的膜层数、成分和分布。 分布 植物特有、动物没有的细胞器 动物特有、植物没有的细胞器 动物、低等植物特有的细胞器 原真核细胞共有的细胞器(或分布最广的细胞器、原核细胞唯一的细胞器) 高等植物根细胞没有的细胞器 成分 含DNA的细胞器 发生碱基互补配对 含RNA的细胞器 含色素的细胞器 光镜可见的细胞器——显微结构 叶绿体、液 泡 中心体 核糖体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液 泡 叶绿体、液 泡、中心体 (染色体) 叶绿体、液 泡、线粒体 (细胞壁-细胞质-细胞核-核仁-染色体) 溶酶体 26 根据坐标图判断甲、乙、丙、丁代表的细胞器 线/叶 内/高 溶/液 核糖体 中心体 RNA DNA RNA 具膜细胞器 无膜细胞器 27 　四类常见的分泌蛋白 28 $$