3.2细胞器之间的分工合作第2课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第3章 细胞的基本结构 对于我们体内的一些胰岛细胞来说，合成和分泌胰岛素是很平常的事，而我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举，却用了6年多的时间！时至今日，世界上临床应用的胰岛素，仍是将胰岛素基因转入易于培养的细胞中，让细胞来生产的。为什么靠人力很难完成的工作，对细胞来说却轻而易举呢？细胞中是不是有一条条“生产线”呢？ 正如一堆建筑材料不可能让人居住一样，将细胞中所有的物质放在一起，它们并不能进行任何生命活动。组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。 那么，细胞的基本结构是怎样的呢？细胞的各种结构又是怎样协调配合，共同完成生命活动的呢？ 第2节 细胞器之间的分工合作 （第2课时） 教学目标 结合分泌蛋白的合成和运输，理解细胞器之间的协调配合。 简述生物膜系统的组成和功能。 举例说出几种主要细胞器的功能。 制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。 内质网 线粒体 高尔基体 细胞壁 细胞膜 细胞核 液泡 叶绿体 细胞膜 细胞核 中心体 溶酶体 核糖体 植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图 温故知新—细胞器的种类 溶酶体 中心体 （低等植物） 叶绿体 液泡 线粒体 核糖体 内质网 高尔基体 温故知新—细胞器的分类 动物细胞 植物细胞 同学们，你们是否思考过为什么动、植物细胞基本都需要有 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器呢？ 核糖体是“生产蛋白质的机器” 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”。 线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间” 这些细胞器之间是不是存在某种协作呢？ 内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。 分泌蛋白的合成和运输 思考·讨论 (1)概念： (2)举例： 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 消化酶、抗体和一部分激素 （一）分泌蛋白的合成和运输 (1)研究方法： 放射性同位素标记法 什么是同位素标记法？同位素标记技术的机理是什么？ 四、细胞器之间的协调配合 注意：性激素本质是固醇，不属于分泌蛋白。 （如胰岛素等） 2、分泌蛋白的合成、加工与运输： 1、分泌蛋白 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。 同位素 放射性同位素： 稳定同位素： 3H、14C、35S、32P等。 18O、15N等。 检测 密度或相对分子质量 检测 放射性 同位素标记法 科学方法 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。 ①同位素： ②同位素标记法： ③同位素标记的作用： 用于示踪物质的运行和变化规律。 ④同位素分类： 选材原因：豚鼠的胰腺腺泡细胞能够分泌 大量的消化酶（分泌蛋白）。 (2)实验材料： 豚鼠的胰腺腺泡细胞 请同学们思考，为什么要选择豚鼠的胰腺腺泡细胞而不是其他的细胞？ (3)实验操作： 首先向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3 H标记亮氨酸，然后在不同 的时间分别检测放射性标记物出现的部位。 四、细胞器之间的协调配合 3 min 17min 117min 豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解。 （灰点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白） (4)分泌蛋白的形成过程： 四、细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成和运输 思考·讨论 四、细胞器之间的协调配合 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 腔内进行加工、折叠，形成具有 一定空间结构的蛋白质 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜 对蛋白质进行进一步的修饰加工 囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外 线粒体（提供能量） 1 2 3 4 5 7 6 在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中， 需要消耗能量。这些能量来自？ （体现了膜的流动性） 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 肽链 一定空间结构蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白 氨基酸 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、线粒体及细胞膜　　 (2)参与分泌蛋白合成运输的结构： 交 通 枢 纽 (4)分泌蛋白的形成过程： 四、细胞器之间的协调配合 潜艇 (5)分泌蛋白合成、分泌过程中膜面积的变化 四、细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过 层生物膜。 0 _________ _________ _________ 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 高尔基体膜 细胞膜 左图表示的是前后两个时间点的变化，右图表示的是一定时间段内的变化。 膜面积 (5)分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质称为分泌蛋白，那么在细胞内合成后，就在细胞内起作用的蛋白质称为什么蛋白呢？它们的合成过程与分泌蛋白是否相同？ 四、细胞器之间的协调配合 所有蛋白质的合成都从细胞质中游离的核糖体开始 核糖体转移到内质网 核糖体留在细胞质基质 分泌小泡 溶酶体 质膜 细胞核 线粒体 叶绿体 细胞质基质 驻留在 内质网 胞内蛋白 分泌蛋白 胞内蛋白： 在游离的核糖体合成，不经过内质网、高尔基体的加工以及细胞膜的胞吐，只在细胞内起作用的一类蛋白质。如血红蛋白、呼吸酶等等。 分泌蛋白： 在游离的核糖体上合成一部分肽链后，核糖体随多肽链转移到内质网，经过内质网、高尔基体的加工以及细胞膜的胞吐分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。 四、细胞器之间的协调配合 左图中的细胞器和细胞膜、细胞核等结构都具有膜结构，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。 五、细胞的生物膜系统 各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 细胞器膜 核膜 细胞膜 生物膜系统 五、细胞的生物膜系统 1、概念： 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，体现了细胞内各种结构之间的协调配合。 内质网膜 直接联系 囊泡 融合 间接联系 囊泡 细胞膜 核膜 高尔基体膜 五、细胞的生物膜系统 2、特点： 生物膜的组成成分和结构很相似，结构和功能紧密联系。 脂质+蛋白质 流动镶嵌模型 相似 组成成分： 基本结构： 内质网膜内连核膜、外连细胞膜。 内质网膜、高尔基体膜和 细胞膜可以通过囊泡转化 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 功能② 生物膜系统 核膜 细胞器膜 双层膜 单层膜 线粒体膜、叶绿体膜 内质网膜、高尔基体膜、 溶酶体膜、液泡膜等 细胞膜 双层膜， 细胞核的边界 单层膜、 细胞的边界 功能① 保障细胞内部环境的相对稳定 物质运输、能量转化、信息传递 功能③ 五、细胞的生物膜系统 3、功能： (1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与 外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定 性的作用； (2)许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供 了附着位点； 五、细胞的生物膜系统 3、功能： (3)生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应， 而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 提醒：原核细胞只有细胞膜，没有生物膜系统 人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，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。 与社会的联系 细胞器 细胞质基质 分泌蛋白的合成和运输 观察细胞中的叶绿体和细胞质的流动 细胞质 生物膜系统 分工合作 结构功能联系 叶绿体 线粒体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 核糖体 中心体 核膜和细胞膜等 共同 组成 分类 实验 单层膜 双层膜 无膜 细胞器膜 课堂小结 【典例1】下面为细胞的生物膜系统概念图，下列相关叙述正确的是( 　　) A.图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器 B.若d是叶绿体，则m、n一定是外膜和内膜 C.图中p是线粒体的内膜 D.图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜 D 【典例2】糖蛋白主要存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药物X的培养基中，发现细胞无法合成糖蛋白的糖侧链，则此药物可能作用于糖蛋白合成及运输过程中的哪一种细胞器上（ ） A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.溶酶体 C 【典例3】科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表，下列叙述正确的是（ ） 细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡 时间/min 3 17 117 A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成 B.高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连 C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用 D.靠近细胞膜的囊泡是由内质网形成,该过程需要线粒体提供能量 C 【典例4】从某腺体的细胞中提取一些细胞器,放入含有14C氨基酸的培养液中,培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件,连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量,图中能正确描述14C氨基酸数量的曲线是( ) A A B C D 【典例5】下图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图，其中 a、b 、c 、d 表示细胞器，图2表示三种动物细胞器中的有机物含量,相关叙述正确的是（ ） A.图1中物质X与核酸中共有的元素有C、H、O、N、P B.图2中甲是合成蛋白质的场所，细胞器乙可用图1中的b.c来表示 C.研究图1生理过程一般采用的方法是同位素标记法，该过程中分泌蛋白合成和分泌需要消耗能量 D.若图1过程中合成了1条含2个天冬氨酸（R基为-C2H4ON）、分子式为CXHYOZN17S2的多肽链，假设氨基酸平均分子量为128，则该多肽链分子量最大为1558 C (1)图中[7]是__ _____，是由[2]__ ____合成的，请举[7]的一个具体实例如___ ____。 (2)[3]、[5]都叫__ ___，分别来自_______和__ _____。 (3)由此可看出，细胞内的生物膜在_______和_______上有一定的连续性。 (4)[7]的合成、加工、运输过程所需大量能量主要由[ ]____ __供给。 【典例6】在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素依次出现在下图中2、1、3、4、5、6、7部位。请据图回答下列问题： 分泌蛋白 核糖体 胰岛素 囊泡 内质网 高尔基体 结构 功能 8 线粒体 (5)据统计，1mL的肝细胞中含有的内质网的总面积达11m2，相当于细胞膜面积的30-40倍，这种结构特点与其功能有什么关系？ ____________ _______ ___________ ____。 增大核糖体和酶的附着位点，增大物质合成与加工的场所 （6）细胞中与7的加工、运输和分泌直接有关的具膜结构是________________（填标号）。 （7）科学家采用了________________等技术方法，通过控制_________来探究3H标记的亮氨酸转移路径，证实了分泌蛋白质的合成、运输及分泌与________________________________这些细胞器直接相关。 1、3、4、5、6 同位素标记法 时间 核糖体、内质网、高尔基体 【典例7】细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题。 （1）b是刚形成的溶酶体．它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a、c、d分别是__ _____。 （2）f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有_____ ____特点。 高尔基体、内质网、线粒体 一定的流动性 （3）细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是________________等。 （4）细胞器膜、________________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以摸拟生物膜的_______ ___功能对海水进行淡化处理。 脂质和蛋白质 细胞膜、核膜 控制物质进出细胞 练习与应用 . 1.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）生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。（ ） 一、概念检测 √ × . 2. 基于对动植物细胞结构的比较，可以判断水稻叶肉细胞和人口 腔上皮细胞都有的细胞器是 （ ） A. 高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体 3. 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 A C 一、概念检测 . 4. 在成人体内，心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细 胞器是（ ） A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体 B 一、概念检测 . 5. 找出下图中的错误，并在图中改正。 一、概念检测 内质网 高尔基体 核仁 高尔基体 线粒体 . 二、拓展应用 溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。 根据这一事实，可以作出多种合理假说，如，膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如 pH)不适合酶发挥作用；等等。 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) $$