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（2019）必修1

3.2 细胞器之间的分工合作 问题探讨 C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、特种材料及工艺技术、机载系统研发、总装制造等部门。 讨论 1. 如果缺少其中的某个部门，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？其间也存在类似的分工与合作吗？ 学习目标 1、几种主要细胞器的功能（重点） 2、细胞器之间的协调配合（难点） 3、细胞膜系统的组成和功能（重点） 4、用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3 一. 细胞器之间的分工 1. 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度的方法分离不同大小的细胞器。 上清液 沉淀 如在分离细胞中的细胞器时，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，用高速离心机进行离心，起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。 光学显微镜下可见的结构称之为显微结构； 电子显微镜下可见的结构称之为亚显微结构又称为超微结构，指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。 动物细胞 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质基质 细胞器 细胞质中呈溶胶状的液体基质，内含各种营养物质，是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 2. 动植物细胞的结构 植物细胞 细胞壁 细胞核 细胞质 细胞质基质 细胞器 细胞质中呈溶胶状的液体基质，内含各种营养物质，是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞膜 位于植物细胞膜外侧，主要由纤维素和果胶构成，具有全透性，对细胞起支持和保护作用 。 8 3. 细胞器之间的分工 核糖体 是生产蛋白质的机器。 （脱水缩合的场所） 分布： 结构： 功能： 真核与原核生物。有的附于粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中。 无膜结构，由蛋白质和RNA构成。 核糖体 大亚基 小亚基 蛋白质 RNA 是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输的通道。 分布： 结构： 功能： 真核细胞。 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内腔相通的管道系统。 内质网 粗面内质网： 其上有核糖体附着，主要合成分泌蛋白。 光面内质网： 无核糖体附着，主要合成脂质。 内质网 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 。 分布： 结构： 功能： 真核细胞。 由单层膜构成的扁平囊状结构，内腔不相通。 高尔基体 植物细胞中的高尔基体还与细胞壁的形成有关。 高尔基体 是细胞的消化车间，内含多种水解酶，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。 分布： 结构： 功能： 主要分布于动物细胞中。 单层膜围绕成的囊泡状结构。 溶酶体 水解酶 溶酶体 与细胞的有丝分裂有关。 分布： 结构： 功能： 存在于动物细胞和低等植物细胞中。 无膜，由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成 。 中心体 中心粒 中心体 是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的动力车间。细胞生命活动所需的能量，大约95％来自线粒体。 分布： 结构： 功能： 真核细胞。 双层膜结构，内含核糖体、DNA和RNA。 线粒体 外膜 内膜:面积比外膜大，蛋白质含量更丰富。 嵴 线粒体基质 线粒体 是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。 分布： 结构： 功能： 绿色植物细胞。 双层膜结构，内含核糖体、DNA和RNA。 叶绿体 外膜 内膜 类囊体：膜上含光合色素。 基粒 叶绿体基质 叶绿体 内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。 分布： 结构： 功能： 成熟的植物细胞。 单层膜结构，囊泡状。 液泡 液泡 你认为细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？ 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。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 名称 形态 功能 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 叶绿体 液泡 中心体 溶酶体 1.归纳总结无膜、单层膜、双层膜的细胞器。 2.哪些细胞器是植物细胞特有的？哪些细胞器是动物细胞特有的？ 细胞器特点总结 细胞器归纳小结 分 布 植物特有 叶绿体、液泡 动物和某些低等植物特有 中心体 原核和真核生物共有 核糖体 结 构 无膜 核糖体、中心体 双层膜 线粒体、叶绿体 单层膜 内质膜、液泡、高尔基体、溶酶体 成 分 含DNA 线粒体、叶绿体 含RNA 线粒体、叶绿体、核糖体 含色素 叶绿体、液泡 1、将下列细胞器和相关的功能连接起来 细胞器名称 细胞器的功能 中心体 分解衰老死亡的细胞，吞噬并杀死 侵入细胞的病毒或病菌 线粒体 合成蛋白质 核糖体 与细胞的有丝分裂有关 溶酶体 进行光合作用 叶绿体 有氧呼吸的主要场所 液 泡 参与细胞分泌物的形成 高尔基体 调节植物细胞内的环境，维持植物细胞内的形态 用高倍速显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中，呈绿色扁平的椭球或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。 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流动作为标志。 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。 要 求 材料 步骤 制作藓类叶片临时装片并观察叶绿体的形态分布 制作好的叶片临时装片先放在低倍显微镜观察，找到叶肉细胞后，换用高倍显微镜，仔细观察叶肉细胞内叶绿体的形态和分布情况。 叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球型活球形。 1.叶片薄，由单层细胞构成； 2.叶绿体大 制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动 先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。 代谢更快，细胞质流动性更强。 弱光、强光下叶绿体的存在状态： 1.当外界光源弱时，叶绿体散开分布，露出椭球形面积大的一侧，为了提高光合作用效率。 1.当外界光源强时，叶绿体成团分布，露出椭球形面积小的一侧，防止灼伤。 26 细胞中有许多的生产线，每一条生产线需要若干细胞器的相互配合。 二. 细胞器之间的协调配合 28 1. 研究方法 —— 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，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。 12C 6个质子 ＋ 6个中子 14C 6个质子 ＋ 8个中子 同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如l4C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 二. 细胞器之间的协调配合 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。 2. 细胞器之间协调配合的实例 —— 分泌蛋白的合成和运输 ① 选择同位素3H标记的亮氨酸 ② 将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养（3 min） ③ 随后将细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。 ④ 不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用同位素标记法，追踪被标记亮氨酸的转移路径。 3 min 17min 117min 在细胞内，许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。 核糖体 氨基酸形成肽链 内质网 加工肽链形成蛋白质 进一步修饰加工 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 高尔基体 3 min 17min 117min 1. 根据所学知识，猜想为什么选用亮氨酸作为同位素3H的标记物？ 亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，所以可以先通过人工标记氨基酸，再由细胞主动吸收，进而追踪其去向。 2. 分泌蛋白是在哪里合成的？ 分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。 3 min 17min 117min 3. 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？ 尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程 核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜 4.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 需要，主要由线粒体提供。 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 胞内蛋白与分泌蛋白 （1）分泌蛋白 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，例：消化酶、抗体和一部分激素。 在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。例：血红蛋白，有氧呼吸有关的酶等。 （在附着在内质网上的核糖体上合成的） （在细胞质中游离的核糖体上合成的） （2）胞内蛋白 2.选择题（2023年6月浙江省） 囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是（ ） A囊泡的运输依赖于细胞骨架 B囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D囊泡将细胞内所有结构形成统一整体 A 二. 细胞器之间的协调配合 37 1. 生物膜系统 　　在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。 核膜 内质网 细胞膜 三. 细胞的生物膜系统 2. 生物膜系统的作用 ① 使细胞具有相对稳定的内部环境； ② 在物质运输、能量转换和信息传递过程中起决定性作用； 线粒体内膜上发生的能量转化 ③ 广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，利于化学反应； ④ 将细胞分为许多小室，使化学反应互不干扰，高效、有序地进行。 当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，是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。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就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。 血液透析膜 3. 人工膜材料的应用 3. 如图为某生物的细胞结构示意图。有关叙述正确的是（ ） A. ①②④属于生物膜系统 B. 结构③能增大细胞膜的面积 C. ⑤具有选择透过性，而⑥具有全透性 D. 原核生物的生物膜系统与该生物相同， 细胞内的膜结构和成分基本相似 B 4. 如图表示各种膜的组成成分含量，该图不能说明的是（ ） A. 构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质 B. 膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关 C. 膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少 D. 线粒体内膜蛋白质含量高的原因是其表面积大 D 5. 如图是分泌蛋白合成、加工、运输、分泌的过程示意图。 ① 该过程发生在_______（填“原核”或“真核”）细胞中，图中具 有双层膜的细胞结构有_______（填字母）。 真核 a、e ② 核膜、________和__________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 细胞膜 细胞器膜 ③ 图中的分泌蛋白最初在___（填字母）中合成，合成后在____（填字母）上进行初加工，然后通过______运输到d中进一步修饰加工。该过程体现了细胞内各种生物膜在______上紧密联系。 b c 囊泡 功能 ④ 研究表明，硒对线粒体膜有稳定作用。可以推测人体缺硒时，受影响最大的细胞是_____。 A. 脂肪细胞　　 B. 汗腺细胞 C. 心肌细胞　　 D. 口腔上皮细胞 C $$