3.2细胞器之间的分工合作课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“细胞器之间的分工合作”，系统涵盖细胞器结构功能、分离方法、协调配合及生物膜系统等核心内容，通过从细胞基本结构到细胞器分类、亚显微结构判断的递进式导入，构建清晰知识脉络与学习支架。 其亮点在于融合对比归纳（如线粒体与叶绿体结构功能对比表）、实验探究（高倍镜观察叶绿体流动）及科学方法（同位素标记法追踪分泌蛋白合成），以生命观念中的结构与功能观为统领，培养科学思维的建模与分析能力，支持探究实践的实验操作。学生能系统掌握知识，教师可高效开展教学，提升课堂实效。

第2节细胞器之间的分工合作 呈溶胶状,由水、无机盐、脂质、氨基酸、核 苷酸和多种酶等组成,是活细胞新陈代谢的主 要场所 线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、 核糖体、溶酶体、中心体 位于植物细胞膜的外层; 主要由纤维素和果胶构成; 对细胞起支持和保护的作用; 细胞器是如何存在于细胞质当中的? 一、细胞器之间的分工合作 细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质 基质 细胞器 细胞 细胞骨架: 是由蛋白质纤维(微丝、微管)组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定 并支撑着许多的细胞器,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。 5 动物细胞与植物细胞的亚显微结构模式图 细胞核 液泡 叶绿体 内质网 内 质 网 高尔基体 线粒体 核糖体 溶酶体 中心粒 0 显微结构: 光学显微镜下,不论低倍镜 还是高倍镜下能观察到的结构。 例 ,P50叶绿体。 亚显微结构: 能够在电子显微镜下看到的 直径小于0.2微米的细微结构。 例 ,P43 细胞膜。 判断方法: 一般来说,图示中呈现出 各种细胞器内部结构、细胞膜 流动镶嵌模型结构时,该图示 判断为亚显微结构。 细胞质 内质网 核膜 细胞核- 核仁 线粒体 高尔基体 内质网 核糖体 细胞膜 细胞壁 叶绿体液泡 动物细胞的亚显微结构 溶酶体 090 光面内质网 线粒体 植物细胞与动物细胞亚显微结构图 植物细胞与动物细胞显微结构图 2(细 胞壁 3 ( 细 胞膜 4(叶绿体 5 ( 细 胞核 6(液泡 1(细胞质 细胞膜 细胞核 细胞质 一 、分离细胞器的方法—— 采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。 原理:重量不同,需要的离心速率不同。 重量越轻 ,所需的离心 速率越大 破坏细胞膜,形成匀浆 把匀浆放入离心管 用高速离心机在不同的转速下进行离心 分离不同大小的细胞器 功 能 :细胞进行有氧呼吸的主要场所,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 :动植物细胞;代谢旺盛的部位分布较多; 特例:哺乳动物成熟红细胞、人蛔虫 10 外膜 内膜 峭 (增大膜面积) 存在少量DNA、RNA, 核糖体、 与有氧呼吸有关的酶 细胞器之间的分工: 1、具有双层膜结构的细胞器——①线粒体 双层膜 基 质一 形 态 :短棒状、圆球状等 结 构 : 向内折叠 3:飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞 线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时,新生细胞比衰老细 胞或病变细胞的线粒体多。为什么? 答 :因为哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体,而且细胞内也没有有氧呼吸的酶, 因此,只能进行无氧呼吸。 答 :很多原核细胞都可以进行有氧呼吸,其场所在细胞质基质和细胞膜 上(细胞质基质和细胞膜上含有有氧呼吸相关的酶)。 2:哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,能进行有氧呼吸吗? 1:原核生物没有线粒体,能进行有氧呼吸吗? 答 :经常运动,需要能量多的细胞,新陈代谢越旺盛,其细胞内线粒体数量越多。 细胞器之间的分工: 1、具有双层膜结构的细胞器——②叶绿体 形 态 :扁平的椭球形或球形,水绵细胞中呈条带状 功 能 :绿色植物进行光合作用的场所 分 布 :绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎; 能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝细菌。 结构:基粒一由多个类囊体(含光合色素) 堆叠形成 (增大膜面积) 存在少量DNA、RNA, 核糖体 与光合作用有关的酶 目 - 外膜 内膜 双层膜 基质 目 线粒体 叶绿体 不 同 点 分布 普遍存在于动植物细胞内 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎 增大膜 面积的 方式 内膜向内折叠形成嵴 类囊体堆叠形成基粒 酶 与有氧呼吸有关,分布在基质和内膜上 与光合作用有关,分布在基粒和基质中 色素 无 类囊体薄膜上含有光合色素(叶绿素、胡萝卜素) 功能 有氧呼吸的主要场所 绿色植物进行光合作用的场所 相 同 点 ①均具有双层膜结构; ②均能进行能量转换; ③都含有磷脂、蛋白质和少量的DNA、RNA、核糖体,能形成自身的部分蛋白质,能自主复 制,是半自主性细胞器 1、具有双层膜结构的细胞器对比 结 构 :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连续的内腔相通的 膜性管道系统。 分 布 :动植物细胞 内质网 粗面内质网 是蛋白质的合成、加 核糖体 形态: (核糖体附着)工场所和运输通道 光面内质网 脂质、某些糖类等的合成 膜面积最大的细胞器 细胞器之间的分工 2、具有单层膜结构的细胞器——①内质网 细胞核 细胞器之间的分工 2、 具 有单层膜结构的细胞器——②高尔基体 形 态 :单层膜围起的扁平囊状结构,有囊泡 对来自内质网的蛋白质进行加工、 分类和包装 功 能 :动物:与溶酶体的形成有关 植物:与细胞壁的形成有关 分 布 :动植物细胞 15 2、 具有单层膜结构的细胞器——④液 泡 形 态 :由单层膜围成的泡状结构,内有细胞液, 含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。 花青素 调节植物细胞内的环境 功 能 : 储存营养物质 充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。 分 布 :主要分布在植物细胞中; 例:凤仙花的紫红色花瓣能挤出紫红色的汁液,这些汁液主要来 自 于( C ) A.叶绿体 B.内质网 C.液泡 D.细胞质基质 细胞器之间的分工 (2)叶绿体和液泡内都含有色素,它们的功能是否相同? 否,叶绿体中的色素是进行光合作用的色素,而液 泡中色素与 维持植物的花、果实等的颜色有 关 。 (1)是不是植物细胞都有中央大液泡? 不是,成熟植物细胞才有,如根尖分生区细胞就没有 注意:液泡存在于所有植物细胞中。只是在分生区细胞中, 液泡很小很多,在成熟过程中,逐渐融合成一个液泡。 细胞器之间的分工 2、 具 有单层膜结构的细胞器——③溶 酶 体 形 态 :由单层膜围成的囊状小泡,内含多种水解酶 能分解衰老、损伤的细胞器 功能: 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 消化、分解胞吞吞入的营养物质; 与细胞的自溶有关 分 布 :主要分布在动物细胞中 起 源 :高尔基体 例:可以与动物细胞的吞噬泡融合,并消化掉吞噬泡内物质的 细胞器是( B ) A.核糖体 B.溶酶体 C.内质网 D.高尔基体 18 Membrane Hydrolytic enzyme mixture Transport proteins LYSOSOME 形 态 :无膜细胞器,是体积最小的细胞器; 由蛋白质与RNA 组成,椭球形 游离核糖体 功 能 :合成蛋白质的场所 附着核糖体 分 布 :真核细胞、原核细胞 细胞器之间的分工 3、无膜结构的细胞器——①核糖体 细胞器之间的分工 3、无膜结构的细胞器——②中心体 形 态 :由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物 质组成 功 能 :与细胞的有丝分裂有关 分 布 :动物和低等植物细胞 溪 21 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 中心体、核糖体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体、核糖体 液泡、叶绿体 线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、内质网 线粒体、叶绿体 有无以核膜为 界限的细胞核 无 有 原核细胞 真核细胞 有无细胞壁 有「 无 植物细胞 动物细胞 有无中心体 有「 无 细胞器之间的分工 有关细胞器知识的归纳总结 细胞类型的判断 双层膜结构 单层膜结构 无膜结构 含DNA 含RNA 含色素 能产生水 能量转化 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 低等植物细胞 高等植物细胞 与蛋白质合成、 分泌有关 结构 结构 功能 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 ①实验原理: (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,不需染色,制片后可以在高倍镜下观 察它的形态和分布。 (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 质中的叶绿体的运动作为标志。 ②实验材料: 藓类叶、菠菜叶、番薯叶、新鲜的黑藻等。 ③实验步骤: 低倍镜 观察 观察 高倍镜 观察 对光 观察、找到叶绿体 换用高倍镜观察 仔细观察细胞内叶绿 体的形态和分布情况 观察 低倍镜观察一 高倍镜观察 温度也会影响 细胞质的流动 3.实验步骤 (1)制作藓类叶片的临时装片, 并观察叶绿体的 形态和分布。 载玻片中央滴一滴清水 藓类的小叶(或菠菜叶稍带些叶肉的 下表皮) 放入水滴中 盖上盖玻片 (2)制作黑藻叶片临时装片 并观察细胞质的流动 细胞质环流 载玻片中央滴一滴清 水 黑藻幼嫩的小叶 放入水滴中 盖上盖玻片 制作临 时装片 制作临 时装片 4. 实 验 结 果 ①叶绿体呈扁平椭球形或球形,深绿色,随细胞质流动,自身也可转动。 ②每个细胞中细胞质流动的方向是一致的,其流动方式为环流式。 细胞质流动的意义: 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。 黑藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 1.线粒体 A. 与细胞的有丝分裂有关 2.溶酶体 B. 进行光合作用的场所 3.液泡 C. 蛋白质的加工和发送 4.核糖体 D. 合成蛋白质的场所 5.高尔基体 E.为细胞生命活动提供能量 6.中心体 F. 分解衰老、损伤的细胞器 7.内质网 G. 蛋白质的合成和加工以及 脂质合成的场所 8.叶绿体 H. 储存物质,使植物细胞坚挺 例 1 : 连 线 1.下图是根据细胞器的相似或不同点进行分类的,下列选项不 属于此图分类依据的是 ( A ) A.有无膜结构 B. 单层膜还是双层膜 C.有无色素 D. 是否普遍存在于动植物细胞中 高尔基体 线粒体 液泡 叶绿体 2.正常精细胞形成精子的过程中,细胞的很多结构退化消失,但 保留了大量线粒体,因为线粒体可以合成精子运动所需的 ( B) A. 乙醇 B. 能量 C. 胰岛素 D. 淀粉 3. 在小麦的根细胞中都看不见的细胞器是( B) A. 线粒体,叶绿体 B. 叶绿体,中心体 C. 液泡,高尔基体 D. 中心体,内质网 4. 水稻叶肉细胞的DNA存在于( D ) A. 细胞核 B. 线粒体 C. 叶绿体 D. 以上三者 问:核糖体是合成蛋白质的场所,内质网可以加工和运输蛋白 质,高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行加工,这说明细胞 器之间可能存在什么联系? 核糖体 内质网 高尔基体 细胞器之间的协调配合 注 意: 胞内蛋白:在细胞内合成,在细胞内起作用。如血红蛋白、呼吸酶 1.分泌蛋白 (1)概念: (2)举例: D 细胞器之间的协调配合 以分泌蛋白的合成和运输为例 细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成与运输 ①实验材料:豚鼠的胰腺腺泡细胞 ②实验技术: 同位素标记法(教材P51 科学方法) (1)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160与10,12C 与 C。 (2)同位素标记法: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。 (3)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 、180 等。 ③实验过程与结果: 3H标记的亮氨酸 17min 豚鼠胰腺胰泡细胞分泌蛋白形成过程图解 观察细胞中放射性 标记物先后出现的 部位 分泌蛋白的合成与运输 豚鼠胰腺的腺泡细胞 3min 117min 注射 高尔基体 修饰加工 成熟的蛋白质 囊泡 细胞膜 胞吐 分泌蛋白 不成熟的蛋白质 ( 有一定空间结构的蛋白质) 游离的核糖体 脱水缩合 氨基酸 肽链 粗面内质网 囊泡 线粒体 为整个 过程提 供能量 加工、折叠 标记氨基酸出现的先后顺序: 核糖体 内质网 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜 细胞 外 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“资物”,而高尔基体在其中 起着重要的交通枢纽作用。 核糖体 内质网 高尔基体 时间 分泌蛋白合成过程中放射性的变化 放 射 性 强 度 0 膜面积 膜面积 A B C B C 时 间 前 后 时 间 综合比较:高尔基体的 膜面积_基本不变 ④ 细胞膜的膜面积 增加 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 内质网的膜面积减少 细胞器之间的协调配合 1:和分泌蛋白合成与分泌相关的细胞结 构有哪些? 答:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、 细胞膜。 2:所有蛋白质形成过程都需要内质网和 高尔基体的加工吗? 答:不是,原核细胞没有内质网和高尔基 体,依然可以形成具有一定功能的蛋白质; 真核细胞中胞内蛋白的合成不需要内质网 和高尔基体的加工。 氨基酸 脱水缩合 多肽 初步加工 较成熟蛋白 修饰加工 成熟蛋白 分泌(胞吐) 分泌蛋白 例.科学家提供35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞,测 量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化,结 果如右图。下列选项表示a、b、c所代表的膜结构名称以及放射 性标记出现的先后顺序,正确的是 ( D) A.a 核糖体 b内质网 c高尔基体 B.a 内质网 b高尔基体 c细胞膜 C.a 高尔基体 c内质网 b细胞膜 D.a 内质网 c高尔基体 b细胞膜 成面积 (1)请判断图甲中的a、b、c 曲线所代表的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。 高尔基体在此过程中所起的作用是_ 对来自内质网的蛋白质进行加工分类和包装 (2)请判断图乙中的d、e、f 曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依 是 内质网膜、细胞膜、高尔基体膜 ( 3 ) 导 致f曲线先上升后下降的原因是高尔基体先得膜,后失膜 例.用35S标记一定量的氨基酸,来培养某哺乳动物的乳腺细胞,测得内质网、核糖体 、高尔基体上放射性强度的变化曲线(图甲),以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、 内质网膜面积的变化曲线(图乙)。 潜 时间 甲 放射性强度 细胞的生物膜系统 生物膜 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。 【 注意 】 ①真核细胞具有生物膜系统; ②原核细胞没有生物膜系统,但 是具有生物膜(细胞膜); ③生物膜系统是细胞中各种膜结 构的总称,比如胃黏膜、肠系 膜就不属于生物膜系统。 各生物膜的联系 a、组成上的联系: 各生物膜的组成成分相似,都由 脂质(主要为磷脂)、蛋白质及 少量的糖类组成,但每种成分所占的比例不同。 b、 结构上的联系: 直接或间接相连 核膜 内质网 膜 细胞 膜 细胞核外膜 细胞膜 间接相连 间接相连(囊泡) 囊泡 直接相连 结 构 :流动镶嵌模型 高尔基体 内质网 细胞的生物膜系统 生物膜系统在结构和功能上紧密联系 功 能 : 核 膜 ①细胞膜使细胞具有相对稳定的内部 环境,在细胞与外部环境进行物质 运输、能量转化和信息传递过程中 内质网膜 起着决定性作用。 ②许多重要化学反应需要酶的参与, 广阔的膜面积为多种酶提供附着位 点 。 细胞膜 ③细胞内的生物膜把各细胞器分隔开, 保证细胞生命活动高效、有序进行。 A.线粒体外、内膜 B.高尔基体膜 C.中心体 D.膀胱膜 E.内质网膜 F.肠系膜 G.核糖体 H.腹膜 I.囊泡膜 J.液泡膜 K.叶绿体外、内膜 L.皮肤和黏膜 M. 消化道黏膜 N. 白细胞的细胞膜 随堂巩固 1. 判断下列结构中,属于生物膜系统的是( ABEIJKN) 下列有关生物膜的叙述,不正确的是: ( C ) A.膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜,再转移到细胞膜; B.各种生物膜的化学组成和结构相似; C.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 ; D.生物膜既各司其职,又相互协作,共同完成细胞的生理功能 $