3.2.2 细胞器之间的协调配合课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第3节 细胞器之间的协调配合 第3章　细胞的基本结构 第2课时 教 公 师 开 课 SZ-LWH 细胞质基质 成分： 水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等。 功能： 活细胞进行新陈代谢的主要场所 细胞器 单层膜结构 细胞器 无膜结构 细胞器 高尔基体 双层膜结构 细胞器 线粒体 叶绿体 内质网 液泡 核糖体 中心体 溶酶体 细胞质 细胞膜以内 细胞核以外 课前回顾 SZ-LWH ☞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、包装的“车间”和“发送站” 三种细胞器之间是不是存在某种协作呢？ 科学家说如何研究细胞器之间的分工与合作呢？ 问题●探讨 SZ-LWH 3 【学生任务】阅读课本51-52页细胞器之间的协调配合，回答下列问题。 问题1：分泌蛋白的概念是什么？ 问题2：科学家用什么材料和方法研究分泌蛋白的合成和运输的？ 问题3：分泌蛋白是在哪里合成的？ 问题4：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？Vvvvv v尝试用文字和箭头描述分泌蛋白合成和分泌过程。 问题5：分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 细胞器之间的协调配合 SZ-LWH 1 分泌蛋白的概念 （1）分泌蛋白 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：消化酶、抗体、血浆蛋白和一部分激素等。 a.概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。 （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 b.举例：血红蛋白，呼吸酶等。 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 5 科学家用什么材料和方法研究分泌蛋白的合成和运输的？ 1. 研究材料： 2. 研究方法： 豚鼠胰腺腺泡细胞 同位素标记法（P51科学方法） （1）概念：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。 （2）同位素：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。 （3）常用的同位素 放射性同位素 稳定同位素（无放射性） 3H、14C、35S、32P 18O、15N 能产生大量的分泌蛋白（消化酶）； 取材容易；易于观察。 2 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 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? 2.分析实验结果，你能否据此推测出分泌蛋白转移的途径? 粗面内质网 高尔基体 分泌颗粒 核糖体 在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射３Ｈ标记的亮氨酸，检测放射性出现的时间和地点。 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 思考：为什么标记亮氨酸？3H标记亮氨酸的哪个H？ 囊泡 线粒体 高尔基体 核糖体 内质网 亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。 内质网 高尔基体 细胞膜 核糖体 囊泡 囊泡 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 分泌蛋白是在哪里合成的？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？尝试用文字和箭头描述分泌蛋白合成和分泌过程。 8 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 初加工、 折叠、 深加工、 修饰包装 融合 分泌 能量 能量 能量 能量 线粒体 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 内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜及细胞膜　　 参与分泌蛋白合成运输的膜结构： 交通枢纽 囊泡 囊泡 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 动画演示 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 1.分泌蛋白是在哪里合成？ 在内质网上的核糖体中合成。 需要能量，主要由线粒体通过有氧呼吸提供。 思考与讨论 2.分泌蛋白从合成至分泌，经过了哪些细胞器或细胞结构；请描述大致过程。 3.分泌蛋白合成和分泌过程是否需要能量，能量由哪里提供？ ①核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。 ②分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做下一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 一、分泌蛋白的合成、加工和运输 SZ-LWH 脱水缩合 盘曲折叠 成熟的蛋白质 线粒体（提供能量） 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 细胞外 囊泡 囊泡 蛋白质前体 氨基酸 合成 胞吐 肽链 糖基化 初加工 较成熟蛋白质 分类包装 深加工 分泌 出芽 内质网加工后的蛋白质不具备生物学活性。 交通枢纽 高尔基体是细胞内物质囊泡运输的枢纽 核心●归纳 SZ-LWH 游离的核糖体 粗面内质网 高尔基体 溶酶体 质膜 细胞外 线粒体 叶绿体 细胞核 细胞质基质 囊泡 囊泡 信号序列 溶酶体酶 分泌蛋白 膜蛋白 胞内蛋白 拓展.延伸 SZ-LWH 13 视频 课堂小结 SZ-LWH 14 如图是用3H标记的亮氨酸检测豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解，请分析回答下列问题： (1)下列蛋白质属于分泌蛋白的有 (填序号)。 ①血红蛋白　②胰蛋白酶　 ③与有氧呼吸有关的酶　④抗体 ②④ 任务一 分泌蛋白的合成及分泌过程 跟踪训练 SZ-LWH 15 (2)经连续取样后，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依次代表的细胞器是 、 、 。 核糖体 内质网 高尔基体 (3)如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是 、 、 。 内质网 细胞膜 高尔基体 跟踪训练 SZ-LWH 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？ 增加 减少 二、分泌蛋白的合成过程中膜面积变化 SZ-LWH 17 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） 二、分泌蛋白的合成过程中膜面积变化 SZ-LWH 1.(2023·湖南邵阳高一期末)如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线，其中①②表示细胞结构。下列叙述错误的是 A.该生物大分子可能是胰岛素 B.①②均可对该生物大分子进行加工 C.②可存在于动、植物细胞内且功能相同 D.该生物大分子的运输过程体现了生物膜具有流动性 √ ②为高尔基体，可存在于动、植物细胞内，但功能存在差异，在植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关，C错误。 跟踪训练 SZ-LWH 2.(2023·云南丽江高一检测)如图所示为真核细胞中分泌蛋白的合成和运输过程。下列相关叙述错误的是 A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同 B.若无其他细胞器的参与，则图示过程一般不能正常进行 C.研究该过程使用的方法是同位素标记法，生物学研究中常用的同位素均有放射性 D.完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变 √ 图示过程的正常进行需要线粒体提供能量，B正确； 生物学中常用的同位素不一定都具有放射性，如18O和15N没有放射性，C错误。 跟踪训练 SZ-LWH 回顾分泌蛋白的合成和分泌过程。 思考1：膜融合过程体现了膜的什么结构特点？ 思考2：膜融合过程说明细胞器膜之间及这些细胞器膜与细胞膜之间有什么关系？ （提示：从膜的功能、成分、结构方面分析） 具有流动性 三、生物膜系统 SZ-LWH 思考：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 核 膜 细 胞 器 膜 细胞膜 生物膜系统 成分相似： 结构相似： 磷脂、蛋白质、糖类 流动镶嵌模型 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。 注意：生物膜系统是指细胞中的膜，而非生物体中的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统。 由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 细胞中的细胞膜、核膜、以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都是由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。 生物膜： 生物膜系统： 细 胞 器 膜 核 膜 细胞膜 生物膜系统 1 组成 三、生物膜系统 SZ-LWH 23 生物膜系统中的囊泡 （1）来源 （2）内容物成分 囊泡 囊泡 内质网、高尔基体、细胞膜。 激素、酶等物质。 三、生物膜系统 SZ-LWH 各种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。 组成成分 磷脂和蛋白质 磷脂双分子层，基本支架 蛋白质分布在磷脂双分子层中 结构 流动镶嵌模型 （1）结构与成分 2 特点 三、生物膜系统 SZ-LWH 生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上_________，进一步体现了细胞内各种结构之间的___________。 紧密联系 协调配合 2 特点 内质网膜 核膜 细胞膜 高尔基体膜 间接联系 间接联系 直接联系 直接联系 囊泡 囊泡 面积最大，分布最广；内接核膜，外连细胞膜 三、生物膜系统 SZ-LWH 3 功能 双层膜 单层膜 功能 使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行 广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 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 （1）原核生物有生物膜系统么？ 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）真核核生物都有有生物膜系统么？ × 哺乳动物成熟红细胞 （3）口腔黏膜、胃粘膜是生物膜系统么？ × × 生物膜系统研究的对象是细胞 三、生物膜系统 SZ-LWH 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。 用于清洗的血液流出 肝素 血液泵 流入压力检测仪 新鲜的透析液 用过的透析液的透析液 透析仪 干净的血液流回身体 人工合成的膜材料用于疾病的治疗 应用：与社会的联系 三、生物膜系统 SZ-LWH 细胞生物膜系统 a b c d e f h g h g m n p q 进行光合作用 有氧呼吸主要场所 能分解衰老、损伤的细胞器 加工蛋白质、合成脂质 细胞膜 细胞器膜 核膜 叶绿体膜 线粒体膜 溶酶体膜 内质网膜 囊泡膜 高尔基体膜 囊泡膜 下图是关于细胞生物膜系统的概念图，请指出各字母所代表的细胞结构： 跟踪训练 SZ-LWH (1)叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的___________。 (2)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_________的运动作为标志。 形态和分布 叶绿体 1 实验原理 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 SZ-LWH 30 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片很薄，仅有_______叶肉细胞，可以取整个小叶_______ 制片 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体数目 ， 且个体___ 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察 一两层 少 直接 大 注意：①撕取菠菜叶下表皮细胞时要带少量的叶肉细胞，因为表皮细胞没有叶绿体， 栅栏组织（近上表皮）叶绿体多，而海绵组织（近下表皮）细胞中叶绿体少。 ②实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。 ③用高倍镜观察黑藻细胞叶绿体时，可以观察到细胞质的流动。 2 实验材料选择 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 SZ-LWH 31 菠菜 叶稍带些叶肉的下表皮 清水 制作临时装片 载玻片 清水 盖玻片 低倍镜 叶绿体 (1)观察叶绿体（藓类叶） 苔藓叶绿体 3 实验步骤 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 SZ-LWH 32 (2)观察细胞质的流动（黑藻叶） 光照、室温 叶绿体随细胞 质绕液泡流动 黑藻叶绿体 3 实验步骤 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 SZ-LWH 33 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 SZ-LWH 1.高倍显微镜下观察黑藻叶肉细胞，能直接看到细胞质在流动吗？ 不能，细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色，可以作为观察细胞质流动的标志。 2.推测细胞质流动和哪些细胞结构有关？ 可能与线粒体、细胞骨架、叶绿体有关。 3.细胞质流动有什么意义？ 细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需的原料、酶、细胞器等物质与结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 4.叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源；在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。请据此分析叶绿体的形态和分布有什么意义？ 这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。 问题●探讨 SZ-LWH 35 实验成功的关键点 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。 1.实验过程中的临时装片要始终保持有水状态， 避免细胞的活性受到影响。 2.加速细胞质流动的三种方法 36 1.(2023·湖南长沙明德中学高一期末)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体”实验的叙述，正确的是 A.制作临时装片时，实验材料不需要染色 B.在高倍镜下可观察到叶绿体的双层膜结构 C.制作临时装片时，应在载玻片中央滴加生理盐水 D.实验材料应选择藓类的小叶或菠菜叶的上表皮 √ 叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要借助电子显微镜观察，B错误； 制作植物临时装片时，应在载玻片中央滴加清水，C错误； 实验材料应选择藓类的小叶或稍带些叶肉的菠菜叶下表皮，因该部位的叶绿体大而少，易于观察，D错误。 跟踪训练 SZ-LWH 37 2.(2023·广东广州高一期中)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，错误的是 A.制作的临时装片要始终保持有水的状态 B.观察细胞质的流动，可用细胞质中的叶绿体的运动作为标志 C.把黑藻事先放在光照、室温条件下培养再制片观察，实验效果更明显 D.若在显微镜下观察到叶绿体随细胞质逆时针方向流动，则实际的流动方向为顺时针 √ 显微镜下观察到的是物体的倒像，若在显微镜下观察到叶绿体随细胞质顺时针方向流动，则实际的流动方向为顺时针，D错误。 跟踪训练 SZ-LWH 38 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。 ( ) (3)叶绿体是植物细胞都具有的结构， 高尔基体只分布在动物细胞中。 ( ) ✓ ✘ ✘ 教材课后习题 39 2.下列细胞器不具膜结构的是 ( ) A.线粒体 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 教材课后习题 40 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 教材课后习题 41 5.找出下图中的错误，并在图中改正。 上图是动物细胞的亚显微结构图。细胞右下方的叶绿体应该去掉；图中的内质网与高尔基体标反了，应该对调；图中标注的染色质应改为核仁。 下图为成熟植物细胞的亚显微结构图。图中标注的核糖体是中心粒，高等植物细胞中不含中心粒，应该去掉；图中标注的核仁应改为叶绿体；标注的叶绿体应该改为线粒体。 教材课后习题 42 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) Lavf59.27.100 $$