3.2细胞器之间的分工合作课件-2025-2026学年高一上学期必修1生物人教版(2019)

第三章 细胞的基本结构 3.2 细胞器之间的分工合作 1、细胞内有哪些细胞器？它们各自承担什么功能？ 2、细胞器是如何分工合作，共同完成细胞的生命活动的？ 3、什么是生物膜系统？它具有什么功能？ 本节聚焦： 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（包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等），总装制造等部门 问：如果缺少其中的某个部门，C919还能制造成功吗？ 问题探讨 细胞中是否也具有多种不同的“部门”？ 缺少任何一个部门都难以完成研制的工作 不同的部门，分工合作 3 呈溶胶状，由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等，还有很多种酶组成是细胞代谢中心。 细胞质基质 工厂 主管 围墙 各部门 细胞内部的世界 细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称 知识目录 01 细胞器之间的分工 02 观察叶绿体和细胞质的流动 03 分泌蛋白的合成及运输 04 细胞的生物膜系统 01 细胞器之间的分工 光学显微镜 显微结构 光学显微镜下看到的细胞结构——显微结构模式图（分辨率0.2μm） 一、细胞器之间的分工 （一）细胞器的研究方法 —观察法 电子显微镜 亚显微结构 电子显微镜下看到的细胞结构—亚显微结构（分辨率0.2nm） 一、细胞器之间的分工 （一）细胞器的研究方法 —观察法 一、细胞器之间的分工 （一）细胞器的研究方法 —差速离心法 破坏细胞膜→细胞匀浆→不同转速离心 离心机 一、细胞器之间的分工 （一）细胞器的研究方法 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。 —差速离心法 10 一、细胞器之间的分工 （二）“八种“细胞器的结构与功能 【任务】阅读教材48-49页（图3-6），回答下列问题： 白细胞吞噬细菌 1.白细胞吞噬过程中，可能依赖于哪些生命活动？ 运动 产生能量 消化分解 物质合成 …… 一、细胞器之间的分工 【任务】阅读教材48-49页（图3-6），回答下列问题： 2.据图3-6，思考哪些细胞结构参与了动物的白细胞吞噬细菌的生命活动？（产生能量、消化分解、物质合成、运动……） 溶酶体＠ 动物细胞有的 线粒体＠ 核糖体＠ 内质网＠ 高尔基体＠ 供应能量 分解细菌 （水解酶/蛋白质） 合成加工输运蛋白质 运动 细胞增殖 细胞骨架＠ 中心体＠ 内膜 外膜 DNA 核糖体 嵴 基质 1.线粒体 一、细胞器之间的分工 ——细胞的“动力车间” 形态： 结构 功能： 短棒状、圆球状等 双层膜 基质 内膜 外膜 嵴 向内折叠 存在少量DNA、RNA，核糖体， 含有与有氧呼吸有关的酶 （增大膜面积） 细胞进行有氧呼吸的主要场所 细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体 供能 半自主细胞器 膜 水解酶 2.溶酶体 一、细胞器之间的分工 形态： 功能： 分布： 由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶 主要分布在动物细胞中 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 消化、分解胞吞吞入的营养物质；与细胞的自溶有关 自噬作用 吞噬作用 起源： 高尔基体脱落的囊泡 注意：水解后的产物可再利用 -提供营养成分 细胞的凋亡、细胞的自噬等都与溶酶体有关 ——细胞的消化车间 1. 溶酶体的水解酶是自身合成的吗？ 溶酶体水解酶并非自身合成，而是由核糖体合成 2. 溶酶体自身衰老了怎么办？ 一个溶酶体衰老，可以由其他溶酶体将该衰老的溶酶体水解。 3. 溶酶体水解细菌、细胞结构之后的产物去向？ 分解后，有的成分可被细胞利用，不能利用的成分会排出细胞外。 【讨论】 营养和防御作用 多种水解酶 溶酶体膜 （单层） 一、细胞器之间的分工 2.溶酶体 一、细胞器之间的分工 结构： 功能： 分布： 无膜结构；呈颗粒状；由rRNA和蛋白质构成 原核细胞和真核细胞中均有，分布最广；线粒体和叶绿体中也有 分类： 氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是“生产蛋白质的机器” 附着核糖体 游离核糖体 附于粗面内质网上、外层核膜上 合成分泌蛋白和膜蛋白等 游离在细胞质基质中 合成胞内蛋白 3.核糖体 ——细胞的“生产蛋白质机器” 16 一、细胞器之间的分工 4.内质网 粗面内质网 （有核糖体附着） 光面内质网 （无核糖体附着） 膜面积最大的细胞器 形态： 功能： 分布： 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 粗面内质网 光面内质网 （核糖体附着） 几乎所有真核细胞中 蛋白质等生物大分子物质的合成、加工场所和运输通道 参与脂质（性激素）、某些糖类等的合成 17 一、细胞器之间的分工 5.高尔基体 形态： 功能： 分布： 单层膜围起的扁平囊状结构，有囊泡； 内腔不相通 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” 几乎所有真核细胞中 动物细胞 植物细胞 与动物细胞分泌物(分泌蛋白、油脂)的形成有关；与溶酶体的形成有关 与植物细胞细胞壁的形成有关 唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器 ——细胞的“发送站”,“交通枢纽” 18 一、细胞器之间的分工 细胞骨架 组成：蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构 功能： （1）维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器； （2）与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 你认为细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？ 一、细胞器之间的分工 6.中心体 中心粒 中心粒由9组三联体微管组成 结构： 功能： 分布： 无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 蛋白质纤维→中心粒→中心体 （化学成分：蛋白质） 与细胞的有丝分裂有关 存在于动物细胞与低等植物细胞中（如衣藻、绿藻、水绵、团藻等） 一、细胞器之间的分工 （二）“八种“细胞器的结构与功能 【任务】阅读教材48-49页（图3-6），回答下列问题： 3.细胞质流动和哪些结构有关？植物细胞还有哪些结构？ 叶绿体 液泡 细胞壁 …… 2.细胞质流动又和哪些结构有关？ 植物细胞还有哪些细胞器？ 植物细胞有的 溶酶体 核糖体 内质网 高尔基体 叶绿体＠ 一、细胞器之间的分工 【任务】阅读教材48-49页（图3-6），回答下列问题： 线粒体 液泡＠ 细胞壁@ 一、细胞器之间的分工 7.叶绿体 分布： 形态： 功能： 扁平的椭球形或球形 双层膜 基粒 基质 外膜 内膜 绿色植物进行光合作用的场所 绿色植物能进行光合作用的细胞中， 如叶肉细胞和幼嫩茎的皮层细胞中。 存在少量DNA、RNA，核糖体， 含有与光合作用有关的酶 （增大膜面积） 含有与光合作用有关的色素和酶 结构 半自主细胞器 由多个类囊体堆叠形成 类囊体 基粒 堆叠 ——细胞的“养料制造车间” 具膜细胞器的演化 细胞膜 内膜系统 内质网 高尔基体 溶酶体 核膜 细菌侵入 共生 线粒体 蓝细菌侵入 共生 叶绿体 内折 知识拓展：叶绿体和线粒体的起源----内共生起源学说 结构依据： ①环状DNA ②内膜与细菌相似 ③基因指导蛋白质合成 ④有核糖体 一、细胞器之间的分工 一、细胞器之间的分工 8.液泡 结构： 功能： 分布： 由单层膜结构构成 主要存在于植物成熟的细胞中 成分： 内含细胞液，主要有糖类、无机盐、色素、蛋白质、有机酸、生物碱等； 调节植物细胞内的环境(渗透压） 充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺 细胞液贮存水分和营养物质 高中阶段 液泡 特指 中央大液泡 细胞壁 位于植物细胞细胞膜的外面 1、成分：主要由纤维素和果胶构成， 2、功能：对细胞起支持和保护作用。 细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，因此细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。 核仁 核膜 细胞核 一、细胞器之间的分工 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 功 能 能合成有机物 核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网 与能量转换有关 线粒体、叶绿体 动植物都有，但功能不同 高尔基体 一、细胞器之间的分工 (1)动物细胞亚显微结构模式图 ①_______ ②___________ ③_______ ④_________ ⑤_______ ⑥_______ ⑨_______ 细胞膜 细胞质基质 线粒体 高尔基体 中心体 核糖体 内质网 一、细胞器之间的分工 牛刀小试：请辨析各标号代表的细胞结构： ⑩_______ ⑪_______ ⑫_______ ⑬_______ ①________ ②________ ⑦________ ⑧________ ⑨________ 细胞壁 高尔基体 细胞核 线粒体 叶绿体 内质网 液 泡 核糖体 细胞膜 (2)植物细胞亚显微结构模式图 一、细胞器之间的分工 牛刀小试：请辨析各标号代表的细胞结构： 细胞质基质 细胞器 又称细胞溶胶 细胞壁 细胞骨架 水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸，以及多种酶等。 成分： 功能： 为新陈代谢提供所需物质和一定的环境条件，是活细胞进行代谢的主要场所。 分布于 真核细胞 细胞膜 细胞质 细胞核 位于植物细胞膜的外层； 植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成； 对细胞起支持和保护的作用； 细胞内有许多具有一定形态、结构和功能的小体,统称细胞器。 细胞的代谢中心 细胞代谢的控制中心 细胞器运动的轨道 小结 30 02 观察叶绿体和细胞质的流动 二、观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理： (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。 (2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 探究-实践 用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动 二、观察叶绿体和细胞质的流动 2.实验材料： ①观察叶绿体：藓类的叶片和菠菜叶 ②观察细胞质流动： 新鲜的黑藻 藓类、黑藻：叶片薄，大多仅有一层叶肉细胞，可以取整个小叶制片。叶绿体大而清晰，便于观察。 为什么用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮观察叶绿体？ 下表皮海绵组织较多，易撕取，叶绿体大且排列疏松，便于观察，稍带叶肉是因为表皮细胞不含有叶绿体。 菠菜叶 黑藻叶 二、观察叶绿体和细胞质的流动 滴 取 放 盖 观察 实验材料 往载玻片中央滴一滴清水 放入载玻片上的清水中 盖上盖玻片 注意：临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水的状态。 以保持细胞的活性！ 3.实验步骤 二、观察叶绿体和细胞质的流动 4.实验视频 观察菠菜叶叶绿体的形态和分布 观察黑藻叶片细胞质的流动 二、观察叶绿体和细胞质的流动 5.思考讨论 1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？ 2.细胞质处于不断流动状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义? 有利于接受光照，进行光合作用。 为细胞内物质的运输创造了条件。 细胞代谢的主要场所！ 03 分泌蛋白的合成及运输 三、分泌蛋白的合成及运输 1.分泌蛋白 (1)概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 2.研究方法：同位素标记法(P51) 注意区分 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 注意：性激素本质是固醇 (2)举例：消化酶、抗体和一部分激素。 38 三、分泌蛋白的合成及运输 科学方法 ——同位素标记法 6 质子 6 中子 6 电子 6 质子 8 中子 6 电子 12c 14c 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 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。 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、18O等。 39 三、分泌蛋白的合成及运输 【任务】阅读P51-52分泌蛋白的合成和运输过程，回答下列问题： 3 min 17min 117min 科学实验：向豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸，然后…… 1.分泌蛋白是在哪里合成的？ 2.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？尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。 3.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？ 40 三、分泌蛋白的合成及运输 3.实验过程及结果 3H标记的亮氨酸 豚鼠胰腺的腺泡细胞 培养 观察细胞中放射性标记物先后出现的部位 多时段 附着有核糖体的内质网上 高尔基体 细胞膜内侧的囊泡及细胞外 标记氨基酸出现的先后顺序： _______→ _______ → _______ → ________ → ____→ ______ → 细胞外 三、分泌蛋白的合成及运输 分泌蛋白合成过程中放射性变化 时间 核糖体 内质网 高尔基体 放射性强度 0 根据标记的氨基酸出现的先后顺序，将下列曲线所对应的细胞器标注出来。 3H标记亮氨酸 内质网 核糖体 囊泡 高尔基体 囊泡 细胞膜 1 2 3 4 5 7 6 分泌蛋白的合成过程 2. 当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移 到 上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成 。 3. 内质网膜鼓出形成 ，包裹着蛋白质离开内质网， 到达 ，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。 4. 高尔基体还能对 ，然后高尔基体膜形成包裹着蛋白质的 。囊泡转运到细胞膜， ，将蛋白质 。 1. 首先，在 游 离的 中以 氨基酸 为原料开始 。 核糖体 多肽链的合成 粗面内质网 具有一定空间结构的蛋白质 囊泡 高尔基体 蛋白质做进一步的修饰加工 囊泡 与细胞膜融合 分泌到细胞外 三、分泌蛋白的合成及运输 43 游离的核糖体： 继续完成多肽链的合成，边合成边转移到肉质网腔内，再经过加工，折叠，形成有一定空间结构的蛋白质 高尔基体： 为整个过程提供能源保障 细胞膜： 将来自内质网的蛋白质进一步修饰加工 粗面内质网： 囊泡 囊泡 核糖体与多肽链 将氨基酸连成多肽链（脱水缩合） 将成熟的蛋白质分泌到细胞外面 线粒体 三、分泌蛋白的合成及运输 44 核糖体 氨基酸形成肽链 内质网 加工肽链形成一定空间结构的蛋白质 对蛋白质作进一步修饰加工 细胞膜 囊泡与细胞膜融合 细胞外 囊泡 囊泡 分泌 线粒体 高尔基体 （分泌方式：胞吐） 分泌蛋白的合成过程 （供能） 交通枢纽 高尔基体 三、分泌蛋白的合成及运输 三、分泌蛋白的合成及运输 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 分泌蛋白 合成肽链 初加工 再加工 囊泡 囊泡 线粒体供能 胞吐 (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： 三、分泌蛋白的合成及运输 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 分泌蛋白 合成肽链 初加工 再加工 囊泡 囊泡 线粒体供能 胞吐 这个过程中， 膜可通过 转化成 膜，高尔基体膜又可通过囊泡形成 。 内质网 囊泡 高尔基体 细胞膜 膜面积的变化： 高尔基体膜——膜面积 。 内质网——膜面积 。 细胞膜——膜面积 。 几乎不变 减少 增加 三、分泌蛋白的合成及运输 _________ _________ _________ 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 04 细胞的生物膜系统 三、细胞的生物膜系统 【任务】阅读课本P52-53，回答问题： 1.生物膜系统包括哪些膜？ 2.原核细胞有生物膜吗？有生物膜系统吗？ 3.囊泡的膜属于生物膜吗？ 视网膜、肠黏膜属于生物膜吗？ 4.生物膜在结构上是如何联系的呢？ 5.生物膜系统有何功能呢？ 属于 不属于 细胞器膜、 细胞膜、 核膜 原核细胞有生物膜（细胞膜），但没有生物膜系统。 使细胞具有相对稳定的内部环境、 物质运输、能量转换和信息传递 为多种酶提供附着位点，利于化学反应 使化学反应互不干扰，高效、有序地进行 内质网腔与两层核膜之间的腔相通 核膜 内质网膜 细胞膜 （外层膜） 直接相连 直接相连 这些生物膜的组成 很相似，在 上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的 。 成分和结构 结构和功能 协调配合 是生物膜相互转化的基础！ 思考：哪些生物膜哪些间接（以囊泡形式）相连？ 三、细胞的生物膜系统 三、分泌蛋白的合成及运输 透析型人工肾替代病变的肾，血液透析膜就是人工合成的膜材料。 人工肾透析 52 聚乙二醇保护层 水溶性药物晶体 脂溶性药物晶体 脂双层 抗体 应用： 由磷脂分子构成的脂质体，可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。 三、分泌蛋白的合成及运输 细胞质 核糖体 细胞质基质 细胞器 内质网 高尔基体 细胞骨架 中心体 溶酶体 液泡 叶绿体 细胞膜 细胞核 生物膜系统 核膜 组成 分为 细胞骨架 胞质溶胶 课堂小结 54 习题检测 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。 ( ) ✓ ✘ ✘ 55 习题检测 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 56 习题检测 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 57 习题检测 5.找出下图中的错误，并在图中改正。 内质网 中心体 染色质 高尔基体 线粒体 细胞膜 高尔基体 去掉 内质网 核仁 液泡 核膜 核糖体 叶绿体 细胞壁 核仁 去掉 线粒体 中心体 58 Lavf58.20.100 $