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的基本结构，系统阐述细胞器的种类、结构功能、分工合作及生物膜系统，通过C919飞机部门分工类比导入，以问题探讨衔接细胞整体与细胞器局部，构建“分离方法-结构功能-协调配合-实验验证”的知识脉络，辅以归纳表格、思考讨论等学习支架。 其亮点在于融合生命观念（如线粒体叶绿体结构与功能观）、科学思维（差速离心法原理分析、同位素标记法追踪分泌蛋白路径）和探究实践（高倍镜观察叶绿体流动实验），通过对比表格、过程图解等总结方法，帮助学生建立系统认知，也为教师提供逻辑清晰、互动性强的教学资源。

第二节 细胞器之间的分工 第3章 细胞的基本结构 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。 问题探讨 1.如果缺少其中的某个部门，C919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”？这些“部门”也存在类似的分工与合作吗？ 研制飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。 细胞是一个更复杂的系统，细胞质内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合着完成生命活动。 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞器 细胞质基质 细胞的基本结构 细胞壁 细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持与保护作用。（全透性） 细胞器 细胞是一个统一的整体 呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成，细胞器就分布在细胞质基质中。 一、分离细胞器 1.分离细胞器的常用方法：___________。 差速离心法 思考：1.在分离细胞器之前，如何将细胞的细胞膜破坏掉？ 2.用什么方法分离细胞器？这种方法的原理是什么？ 主要是采用逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。 3.如何分离得到各种细胞结构？ 2.原理： 3.步骤： 细胞匀浆 低速离心 中速离心 高速离心 细胞核、细胞骨架等 线粒体、溶酶体等 内质网、高尔基体等 更高速离心 核糖体等 讨论：白细胞吞噬的过程，需要依赖于哪些生命活动？ 运动 产生能量 消化分解 物质合成 …… 请阅读课本48-49页，回答出哪些细胞器参与了白细胞吞噬细菌的生命活动，承担什么功能，结构如何? ① ⑦ ⑤ ② ⑥ ⑧ ④ 二、各种细胞器的结构和功能 ③ 二、各种细胞器的结构和功能 1.线粒体 分布 形态 结构 功能 外膜 嵴 基质 核糖体 内膜 分布：真核细胞中 特例:哺乳动物成熟的红细胞 呈线状、粒状、棒状 外膜 内膜：内膜向内折叠形成嵴 基质：含有少量的DNA和RNA 有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量 —“动力车间” 口腔上皮细胞 平滑肌细胞 肾皮质细胞 肝细胞 心肌细胞 90个 260个 400个 950 12500 1.为什么心肌细胞中的线粒体数量明显 多于其他细胞？这又说明什么呢？ 2.原核生物有没有线粒体？能不能进行有氧呼吸？ 说明代谢旺盛的细胞中含有线粒体数量多 没有；能，因为细胞质基质 和细胞膜上有有氧呼吸的酶 思考 2.叶绿体 分布 形态 结构 功能 绿色的植物细胞，主要分布在叶肉细胞中 球形或椭球形 外膜、内膜 基粒：有类囊体堆叠形成的 基质：含有少量的DNA和RNA 光合作用的场所 “养料制造车间”和“能量转换站” 类囊体 基粒 堆叠 2.原核生物有没有叶绿体？能进行光合作用吗？ 没有；蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。 1.所有植物细胞都有叶绿体？ 不是，如根尖分生区细胞、表皮细胞。 思考 比较 线粒体 叶绿体 分布 动植物细胞中 主要存在于植物的叶肉细胞 形态 椭球形 扁平的椭球形或球形 结构 双层膜 外膜 与周围的细胞质基质分开 内膜 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 基粒 —— 类囊体堆叠成圆柱形，含色素和与光反应有关的酶 基质 含与有氧呼吸有关酶 含与暗反应有关的酶 都含有少量的DNA和RNA 功能 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 比较线粒体和叶绿体 归纳总结 二、各种细胞器的结构和功能 3.核糖体 分布 结构 类型 功能 附着在内质网上或游离在细胞质基质中 无膜结构，椭球形的粒状小体 主要成分是蛋白质和RNA 附着内质网核糖体游离核糖体 合成蛋白质的场所 —“生产蛋白质的机器” 真核细胞、原核细胞都有 二、各种细胞器的结构和功能 4.内质网 分布 结构 类型 功能 动、植物等真核细胞中 光面内质网 粗面内质网（附着有核糖体） 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 粗面内质网主要与分泌蛋白的的运输、加工有关 光面内质网主要与脂质合成有关 膜面积最大的细胞器 单层膜结构连接而成的连续的内腔相通的膜性管道系统 二、各种细胞器的结构和功能 5.高尔基体 功能 分布 结构 广泛分布于真核细胞中 由单层膜构成的扁平囊状结构，内腔不相通 ①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” ②与植物细胞细胞壁形成有关 ③与动物细胞溶酶体的形成有关 功能 分布 结构 二、各种细胞器的结构和功能 6.溶酶体 主要分布在动物细胞 单层膜包裹的小泡， 起源于高尔基体， 含有多种水解酶 ①能分解衰老、损伤的细胞器（自噬作用） ②吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或细菌（吞噬作用） 自噬作用 吞噬作用 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，不能利用地成分会排出细胞外。 溶酶体的结构与功能 营养和防御作用 多种水解酶 溶酶体膜 （单层） 合作探讨 4.(P53)溶酶体的酶为何不会分解自己的膜？ 二、各种细胞器的结构和功能 7.中心体 功能 分布 结构 动物与低等植物细胞中(如藻类植物) 无膜结构， 由两个相互垂直的中心粒及周围的物质组成。 主要成分是蛋白质。 与动物和低等植物细胞有丝分裂有关。 二、各种细胞器的结构和功能 8.液泡 分布 结构 功能 主要存在于成熟植物细胞中 成分：内有细胞液, 含糖类、无机盐、色素和蛋白质等 ①调节植物细胞内的环境； ②充盈的液泡还可以保持细胞坚挺 思考：所有植物细胞都有液泡吗？ 所有植物的液泡都有色素？ 液泡中的色素能参与光合作用吗？ 单层膜的泡状结构 细胞骨架：维持形态，保持内部结构有序 组成：蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构 作用： （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。 二、各种细胞器的结构和功能 分 布 动物和低等植物特有的细胞器 动、植物共有的细胞器 主要存在于植物中的细胞器 真、原核生物共有的细胞器 结 构 无膜结构的细胞器 具单层膜的细胞器 具双层膜的细胞器 功 能 与能量转换有关的细胞器 与分泌蛋白合成有关的细胞器 高等动植物细胞都有，但功能不同的细胞器 成 分 含DNA的细胞器 含RNA的细胞器 含色素的细胞器 中心体 液泡、溶酶体、高尔基体、内质网 叶绿体、线粒体 线粒体、叶绿体 核糖体、高尔基体、内质网、线粒体 高尔基体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液泡 核糖体、线粒体、高尔基体、内质网 叶绿体、液泡 核糖体 中心体、核糖体 归纳小结 显微结构和亚显微结构 光学显微镜下观察到的细胞结构被称为“显微结构”； 电子显微镜下观察到的细胞结构被称为“亚显微结构”。 电子显微镜 归纳小结 下图比较了肉眼、光学显微镜、电子显微镜的分辨率。 显微结构与亚显微结构 1.显微结构是指光学显微镜下看到的结构 如：细胞壁、细胞质、细胞核、线粒体、叶绿体、液泡、染色体等。 2.亚显微结构是指电子显微镜下看到的直径小于0.2微米的细微结构。 如：内质网、高尔基体、中心体、核糖体、溶酶体、细胞膜、线粒体的结构、病毒等。 归纳小结 植物细胞亚显微结构 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 液泡 粗面内质网 附着核糖体 游离核糖体 叶绿体 高尔基体 光面内质网 线粒体 认识动植物细胞的亚显微结构图 动物细胞亚显微模式图 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 中心体 线粒体 粗面内质网 核糖体 高尔基体 光面内质网 认识动细胞的亚显微结构图 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。（ ） 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 × √ A 小试牛刀 B 4.如图是某些细胞器的亚显微结构模式图，下列叙述错误的是（　　） A．观察细胞质流动时，可用③叶绿体的运动作为标志 B．①是中心体，在高等植物细胞中与细胞的有丝分裂有关 C．②中具有DNA、RNA和核糖体，能合成自身的部分蛋白质 D．某些细胞中的④发达，可能有利于性激素和胆固醇等的合成 B 小试牛刀 5.内质网是真核细胞中普遍存在的一种细胞器，具有重要的生理功能。当内质网稳态持续失调时，可引起内质网自噬。下图表示内质网自噬过程。下列说法错误的是（    ） C A．内质网自噬过程依赖于生物膜的流动性 B．内质网的自噬过程需要信息分子与受体的特异性结合 C．溶酶体内的水解酶由内质网合成、加工和分泌 D．细胞中转化为的渠道异常，会减弱对内质网自噬的抑制作用 小试牛刀 1.实验原理 (1)叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可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 2.实验材料的选择：常选用藓类叶片或者菠菜叶 稍带些叶肉的下表皮做实验材料。 (2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取， 且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。 三、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 (1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观 察，且叶绿体较大。 选材的原因是？ 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 滴 看 清水 取 放 盖 使细胞保持有水的状态，否则细胞失水过多就死亡了，会观察不到细胞质流动。 3、流程 注意： (1)叶绿体的流动，受光照强度的影响。弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。 （2）当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，而温度高时，细胞质流动的较快。 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。 黒藻细胞叶绿体形态分布 与细胞质流动模式图 思考：1.能直接看到细胞质在流动吗？ 2.推测细胞质流动和哪些细胞器和结构有关？有什么意义？ 细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色，可以作为标志进行观察 线粒体、叶绿体、细胞骨架 为细胞内物质运输创造条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行 叶绿体 细胞壁 液泡 思考：1.能直接看到细胞质在流动吗？ 2.推测细胞质流动和哪些细胞器和结构有关？有什么意义？ 细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色，可以作为标志进行观察 线粒体、叶绿体、细胞骨架 为细胞内物质运输创造条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行 三、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验，下列叙述错误的是（　　） A．制作的藓类叶片临时装片可以用于观察细胞质的流动 B．叶绿体运动是细胞质流动的重要标志，细胞质流动具有方向性 C．冬季进行该实验时，提前在温暖的水中培养黑藻可使实验现象更明显 D．黑藻的细胞质流动与细胞内由蛋白质和纤维素组成的网架结构密切相关 D 【解析】细胞质流动与细胞骨架密切相关，而细胞骨架由蛋白质构成，并非含纤维素（纤维素是细胞壁成分），D错误。 小试牛刀 分泌蛋白的合成与运输 1、分泌蛋白(概念)： 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体、部分激素、血浆蛋白等 胞内蛋白： 在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。 四、细胞器之间的协调配合 资料分析 思考：下列哪些蛋白质属于分泌蛋白？ 。 ①唾液淀粉酶 ②抗体 ③胰岛素 ④血红蛋白 ⑤血浆蛋白 ⑥呼吸酶 ⑦性激素 ① ② ③ ⑤ （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16O与18O，12C与14C。 2.研究方法： 同位素标记法 （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 放射性同位素 稳定同位素 3H、14C、35S、32P 18O、15N 检测 检测 密度或相对分子质量 放射性 四、细胞器之间的协调配合 3.分泌蛋白的合成与运输 豚鼠胰腺腺泡细胞 选材 步骤 结果 结论 产生大量的分泌蛋白、取材容易、易于观察 选择同位素3H标记的亮氨酸 将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养 随后将细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。 不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用放射性自显影技术，追踪被标记亮氨酸的转移路径。 思考：为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？ 亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。 四、细胞器之间的协调配合 附有核糖体的内质网 高尔基体 囊泡及细胞外的分泌物 四、细胞器之间的协调配合 3H标记的亮氨酸 豚鼠胰腺的腺泡细胞 注射 观察细胞中放射性标记物先后出现的部位 结果： 3 10 20 40 60 80 100 追踪时间/min 20 40 60 80 100 放射性颗粒数% ①粗面内质网 ② 高尔基体 ③分泌小泡 时间 细胞器中放射性强度 核糖体 内质网 高尔基体 如果追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，下图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。下图分别代表什么结构？ 一个分泌蛋白的成长历程…… 细胞外 囊泡 囊泡 分泌（胞吐） 线粒体供能 肽链与核糖体转移到 加工、分类、包装、发送 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 游离的核糖体将氨基酸形成肽链 加工折叠形成一定空间结构的蛋白质 进一步修饰加工 囊泡与细胞膜融合 核糖体 粗面内质网 细胞膜 高尔基体 4.分泌蛋白的合成与运输过程 分泌蛋白的合成过程中膜面积变化 内质网的膜面积_____ 高尔基体的膜面积__________ 基本不变 细胞膜的膜面积_____ 增加 ① ② ③ ④ 减少 内质网 细胞膜 高尔基体 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？ 4.与分泌蛋白的合成和分泌有关的结构为： 。 有关的具膜的结构为： 。 有关的细胞器为： 。 直接有关的具膜的细胞器为： 。 核糖体 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 线粒体 思考讨论 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体 内质网、高尔基体 细 胞 器 膜 核 膜 细胞膜 生物膜系统 五、细胞的生物膜系统 1.细胞的生物膜系统： 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。 思考：1）细胞内所有的膜统称为细胞的生物膜系统？ 2）囊泡,类囊体薄膜,黏膜,鼓膜都属于生物膜系统的一部分吗？ 3）原核生物有生物膜系统吗？ √ √ √ 没有 内质网 细胞膜 囊泡 细胞膜 内质网 高尔基体 直接 核膜 直接 囊泡 1）生物膜的成分和结构的相似： 2）生物膜在结构上的联系： 组成成分 磷脂双分子层，基本支架 蛋白质分布在磷脂双分子层中 磷脂和蛋白质 结构 流动镶嵌模型 3）生物膜在功能上的联系： 各种生物膜在功能上明确分工，又相互配合、协调工作，如：分泌蛋白的合成和运输过程。 2.生物膜系统的联系 广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。 将各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行。 保障细胞内部环境的相对稳定。 物质运输、能量转换和信息传递。 生物膜系统 核膜 细胞膜 细胞器膜 五、细胞的生物膜系统 3.生物膜系统的功能 LOREM 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。 血液透析膜 社会联系 1.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A. 分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生 B. 结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装 C. 结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外 D. 线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量 B 小试牛刀 2.如图表示细胞的生物膜在功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。据图分析下列说法错误的是(　　) A．图中甲、乙生物膜的功能差别不大 B．由图可知，甲是粗面内质网，乙是 高尔基体，溶酶体起源于乙 C．囊泡在细胞中穿梭往来运输“货物”， 其中起交通枢纽作用的是高尔基体 D．若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺 入乙中，则图中的COPⅠ可以帮助实 现这些蛋白质的回收 A 【解析】由图可知，甲是内质网，乙是高尔基体，内质网、高尔基体的生物膜组成差别不大，但功能差别较大，A错误。 小试牛刀 3.在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜 B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白 C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解 D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质 A 小试牛刀 4.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂 C 生物膜 膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质/% 49 18 64 62 78 脂质/% 43 79 26 28 22 糖类/% 8 3 10 10 少 小试牛刀 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf57.73.100 Lavf57.58.101 $