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

旧知回顾——细胞的基本结构 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞壁 细胞从外到内的基本结构： 分布及成分： 植物： 真菌： 原核细胞（除支原体）： 功能： 特性： 纤维素和果胶 几丁质 肽聚糖 支持、保护作用 全透性 功能： 成分： 结构：流动镶嵌模型 动物： 无 →不能作为细胞的边界 1. 2. 3. 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 脂质/磷脂和蛋白质（主要）、糖类（少量） 1. 是细胞膜的基本支架 2.蛋白质以不同方式 磷脂双分子层中 3.细胞膜不是静止不动的，而是具有 . 4.细胞膜的 还有糖类分子，叫做 ， 可形成 . 内容 磷脂双分子层 镶嵌贯穿 流动性 外表面 糖被 糖蛋白、糖脂 上节内容中我们已经学习了细胞的基本结构之细胞壁、细胞膜，请大家利用课前两分钟回顾相关内容 细胞膜以内,细胞核以外的结构就是细胞质 第3章 第2节 细胞器之间的分工合作 核心问题 1.举例说明细胞器的结构和功能之间的关系 2.明确各细胞器是如何分工合作共同完成生命活动 第1课时 细胞器之间的分工 细胞质——细胞膜以内,细胞核以外的部分 细胞质 细胞质基质：呈溶胶状态 细胞器:分布在细胞质基质中 如：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、 核糖体、溶酶体、中心体、液泡等八大细胞器 细胞代谢的主要场所 细胞骨架 P50 成分： 功能： ★ 蛋白质纤维 维持细胞形态 锚定并支撑着许多细胞器 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 细胞质又包括溶胶状态的细胞质基质和分布在细胞质基质中的细胞器，如线粒体、叶绿体、核糖体、液泡等 细胞质基质中含有水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸、酶等多种化学物质，可进行多种化学反应，是细胞代谢的主要场所 而分布在细胞质基质中的细胞器并不是悬浮于其中，因为在细胞质中还有支撑他们的结构—细胞骨架（P50），阅读标出细胞骨架的成分和功能 接下来我们主要要学习细胞质中八大细胞器的结构、功能及他们之间的分工合作 用光学显微镜能否观察到清晰的细胞器结构吗？ 亚显微结构 显微结构 叶绿体 电子显微镜 光学显微镜 (μm) (nm) 动植物细胞显微结构模式图（光镜下观察） 显微结构是光学显微镜下观察到的结构 如观察线粒体（染色后观察）、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁等的轮廓 动植物细胞亚显微结构模式图（电镜下观察） 高等植物细胞 动物细胞 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 核膜 核仁 核糖体 内质网 线粒体 高尔基体 液泡 叶绿体 中心体 溶酶体 细胞质 核仁 核膜 细胞核 细胞膜 一、分离细胞器的科学方法——差速离心法 原理：采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器 离心 上清液(小颗粒) 沉淀(大颗粒) 结果 细胞匀浆 低速离心 中速离心 高速离心 更高速离心 大颗粒 较大颗粒 小颗粒 更小颗粒 细胞核等 线粒体、溶酶体等 内质网、 高尔基体等 核糖体等 细胞 破坏 细胞膜 步骤： 好，先一起来看一下分离细胞器的科学方法——差速离心法，顾名思义就是用不同离心速率来进行离心处理，质量不同物体离心时所受的离心力不同，离心后就会分层，下层为大颗粒的沉淀，上层为小颗粒的上清液，我们可以采取逐渐提高离心速率逐步将大小不同的细胞器分离，具体步骤如下，首先将细胞膜破坏，得到由细胞器和其它物质组成的匀浆，将匀浆装入离心管再放入离心机，刚开始是用较低的速率离心，如细胞核等大颗粒结构会沉降下来，细胞器等小颗粒悬浮在上清液中，过滤收集沉淀则分离得到对应细胞结构，然后提高离心速率将上清液再进行离心，过滤，就可收集到较大颗粒的细胞结构，以此类推逐步提高离心速率离心、过滤就可以得到大小不同的细胞器。 二. 细胞器之间的分工 自主学习: 阅读P48-49的图文，回答下列图中的细胞器分别是什么？ 哪些是动植物细胞共有的细胞器？ 那些是动植物细胞所特有的细胞器？ 各细胞器的形态、结构、功能分别是什么？ 线 粒 体 高 尔 基 体 核 糖 体 内 质 网 动植物细胞共有的细胞器 叶 绿 体 液 泡 主要存在于植物细胞 溶 酶 体 中 心 体 主要存在于动物细胞 10 动植物细胞共有的细胞器之——核糖体 无膜的颗粒状小体 形态结构: 分类： 附着核糖体 游离核糖体 （附于内质网表面或核膜外层） （游离在细胞质基质中） 细胞内合成蛋白质的场所（氨基酸脱水缩合生成多肽的（唯一）场所） 功能： “生产蛋白质的机器” 主要合成分泌蛋白 主要合成胞内蛋白 大亚基 小亚基 蛋白质 化学成分： 蛋白质和rRNA 几乎所有细胞中（原核细胞唯一细胞器、原真核细胞共有细胞器） 分布： 1、什么是分泌蛋白？（P51） 2、什么是胞内蛋白？ 胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素 胞内合成后，胞内起作用的蛋白质，如血红蛋白、呼吸酶、光合酶 性激素（固醇类激素） 动植物细胞共有的细胞器之——内质网 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 形态结构: 光面内质网 核糖体 粗面内质网 分类： 粗面内质网（有核糖体附着） 光面内质网（无核糖体附着） 功能： 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 “合成车间” 参与分泌蛋白的合成和加工 参与脂质的合成 ，脂质合成的场所 分布： 几乎所有真核细胞中 注意：内质网是膜面积最大的细胞器，内连核膜，外连细胞膜 动植物细胞共有的细胞器之——高尔基体 单层膜围起的扁平囊状结构，周围有大小囊泡 形态结构: 分布： 功能： 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.与动物细胞溶酶体的形成有关 3.与植物细胞细胞壁的形成有关 几乎所有真核细胞中 囊泡 （与分泌物的形成有关） 动植物细胞共有的细胞器之——线粒体 结构（P92）： 形态： 短棒状、圆球状等 嵴 (内含DNA、RNA、核糖体及有氧呼吸酶) 功能： 细胞进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动供能（95%） “动力车间” 普遍存在于动植物细胞中 注意：代谢旺盛的细胞/部位线粒体分布较多 分布： 外膜 内膜 嵴 线粒体基质 （增大膜面积，利于有氧呼吸酶的附着） 见上图 进行有氧呼吸的生物都含有线粒体 真核细胞不一定含线粒体，如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫 没有线粒体的真核生物只能进行无氧呼吸 能进行有氧呼吸的细胞不一定含线粒体，如好氧细菌（蓝细菌） ✘ ✘ 【判断正误】 所有的真核细胞中都具有线粒体 典型例题 主要存在于植物细胞中的细胞器之——叶绿体 外膜 内膜 形态： 绿色、扁平的椭球或球形 ；杯状（衣藻） 衣藻 水绵 ；带状（水绵） 结构（P100）: 基粒 类囊体 （增大膜面积分布有光合色素和酶） 叶绿体基质 (内含DNA、RNA、核糖体及光合酶) 功能： 绿色植物的光合作用的场所 “养料制造车间” “能量转换站” ：无机物→有机物 ：光能→化学能　 分布：绿色叶肉细胞和幼嫩的茎的表皮细胞 见上图 能进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝细菌 （不含叶绿体，但有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用） 植物细胞不一定含叶绿体，如根尖细胞 没有叶绿体的真核生物不能进行光合作用 ✘ ✘ 【判断正误】 植物细胞中都含有叶绿体 只有含叶绿体的细胞才能进行光合作用 典型例题 ①都有双层膜结构 ②都含有少量的DNA、RNA和核糖体 ③都是半自主性细胞器 ④都有增大膜面积的结构 ⑤都与能量转换有关 拓展：线粒体与叶绿体有哪些共同点和不同点？ 不同点：所含有的酶的种类不同，功能不同 线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠成基粒 相同点： 能形成自身的部分蛋白质，大多数蛋白质是由细胞核控制合成的，因此称为半自主性细胞器。能自主复制，是半自主性细胞器 主要存在于植物细胞中的细胞器之——液泡 液泡膜 细胞液 （含水分、糖类、 无机盐、色素、 蛋白质等） 非光合色素 单层膜围起的泡状结构 形态结构: 内含物: 细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等 （与花、果等颜色有关） 其次，液泡内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，很多物质作为代谢产物被贮存在液泡中，造成液泡中细胞液浓度与外界的差异，形成渗透吸水。此外，液泡还与花、果等颜色有关。因为含有色素，前面学习的细胞器哪一种也含有色素?叶绿体。含有叶绿素。 主要存在于植物细胞中的细胞器之——液泡 液泡膜 细胞液 （含水分、糖类、 无机盐、色素、 蛋白质等） 非光合色素 单层膜围起的泡状结构 形态结构: 内含物: 细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等 （与花、果等颜色有关） 功能： ②使植物细胞保持坚挺 ①调节植物细胞内的环境（渗透压） 主要存在于植物细胞 分布： （成熟植物细胞有一个中央大液泡，根尖分生区无） 其次，液泡内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，很多物质作为代谢产物被贮存在液泡中，造成液泡中细胞液浓度与外界的差异，形成渗透吸水。此外，液泡还与花、果等颜色有关。因为含有色素，前面学习的细胞器哪一种也含有色素?叶绿体。含有叶绿素。 主要存在于动物细胞中的细胞器之——溶酶体 水解酶 单层膜围成的囊状小泡 形态结构: 内含物: 多种水解酶 ①能分解衰老、损伤的细胞器（自身） ②吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌（外来） 功能： 产物：有用再利用 废物排出去 “消化车间” 分布： 主要分布在动物细胞中 主要存在于动物细胞中的细胞器之——中心体 中心粒 中心粒 形态结构: 无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 功能： 与细胞有丝分裂有关 动物细胞内和低等的植物细胞中 分布： （藻类：如衣藻、绿藻、水绵、团藻等） 细胞亚显微结构模式图 细胞膜 高尔基体 线粒体 光面内质网 粗面内质网 核糖体 中心体 细胞质基质 典型例题——识图： 依据：无细胞壁，有中心体 动物 细胞亚显微结构模式图 细胞壁 高尔基体 线粒体 叶绿体 细胞膜 核糖体 液泡 粗面内质网 典型例题——识图： 植物 依据：有细胞壁、叶绿体、液泡等 课本P53 T5 课堂小结 核糖体、中心体 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 叶绿体、液泡 中心体 核糖体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体、核糖体 叶绿体、液泡 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 线粒体、叶绿体 中心体 归类整理1：讨论完成以下对细胞器归类总结 ④植物细胞不一定含叶绿体，如 . ⑤植物细胞不一定有大液泡，如 . ⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如 . 归类整理2：与细胞器有关的几个“不一定” 判断动植物的唯一标准：细胞壁 理由：低等植物有中心体；根尖无叶绿体；根分生区细胞无大液泡。 ②真核细胞不一定含线粒体，如 . ①能进行有氧呼吸的细胞不一定含线粒体，如 . ③能进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如 . 好氧细菌（蓝细菌） 哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫 蓝细菌 根尖细胞 根尖分生区细胞 低等植物细胞 课堂小结 第2课时 细胞器之间的协调配合 二、细胞器之间的协调配合—分泌蛋白的合成与运输 分泌蛋白 胞内蛋白 合成场所 作用场所 实例 1.分泌蛋白和胞内蛋白 游离核糖体 附着核糖体 细胞内 细胞外 血红蛋白、呼吸酶、光合酶 消化酶、抗体、蛋白质类激素 2.科学方法——同位素标记法 同位素：同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子，如16O与18O，12C与14C,1H、2H与3H 同位素标记法：用物理性质特殊的同位素标记反应中的原子，进而示踪物质运行和变化规律 同位素的物理性质有差异： 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、18O等 二、细胞器之间的协调配合—分泌蛋白的合成与运输 3.实验过程及结果 科学家用３Ｈ标记亮氨酸注射给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质。然后每隔一段时间进行检测和观察 ——（放射性）同位素标记法 粗面内质网→ 高尔基体→ 细胞膜内侧的囊泡→ 细胞外的分泌物中 核糖体→ 典型例题 P51讨论： 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？ 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？ 变式思考： a.与分泌蛋白的合成分泌有关的细胞器？ b.分泌蛋白的合成分泌所经过的具膜细胞器？ 4.试描述分泌蛋白的合成和运输过程？（结合P52第一段）★ 请尝试用关键词和箭头表示出分泌蛋白合成和运输的过程 核糖体 核糖体→内质网→高尔基体 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 需要,主要由线粒体提供 核糖体、内质网、高尔基体+线粒体 内质网、高尔基体 分泌蛋白的合成与运输过程： 游离核糖体 一段肽链 氨基酸 合成 粗面内质网 附着核糖体 继续合成 肽链 加工 折叠 一定空间结构蛋白质 高尔基体 成熟蛋白质 修饰加工 囊泡 细胞膜 分泌蛋白 融合 分泌 囊泡 线粒体 能量 能量 能量 能量 能量 思考1:在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为？ 0层 32 典型例题 思考2:分泌蛋白合成与运输过程中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→胞外 核糖体 内质网 高尔基体 变式训练：图中①、②、③分别为什么细胞器？ 典型例题 思考3：分泌蛋白运输过程中具膜结构的膜的面积会发生什么样的变化？ 变式训练：图中①、②、③/a、b、c分别为什么细胞结构？ 减少 基本不变 增加 a b c 内质网 高尔基体 细胞膜 内质网 高尔基体 细胞膜 膜面积 二、细胞的生物膜系统 1.生物膜与生物膜系统： 生物膜 细胞内所有的膜结构 细胞膜 细胞器膜 核膜 叶绿体膜 线粒体膜 内质网膜 高尔基体膜 液泡膜 溶酶体膜 共同构成 生物膜系统 双层膜 单层膜 ——单层膜 ——双层膜 （1）原核细胞无核膜及细胞器膜，因而不具有生物膜 ✘ 判断正误： （3）生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 ✘ 原核细胞有细胞膜，细胞膜属于生物膜 生物膜是对细胞内所有膜结构的统称 视网膜、胃黏膜就不是生物膜 原核细胞无生物膜系统→只有细胞膜，无细胞器膜、核膜 （2）原核细胞有细胞膜，因而具有生物膜系统 典型例题 ✘ （4）所有真核细胞都有生物膜系统 ✘ 哺乳动物成熟红细胞无生物膜系统→只有细胞膜，无细胞器膜、核膜 二、细胞的生物膜系统 结构和功能紧密联系： 2.各种生物膜之间的联系： 直接 直接 高尔基体膜 间接 囊泡 囊泡 间接 生物膜在结构上的直接或间接联系 各生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作。 如分泌蛋白的合成、加工、运输的过程 二、细胞的生物膜系统 3.生物膜系统的作用： （1）细胞膜 ①使细胞具有一个相对稳定的内部环境 ②在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定作用 （2）广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点 （3）细胞内的生物膜把细胞分隔成许多区室，使各种化学反应互不干扰 【与社会的联系】研究生物膜的意义 人工合成的膜材料已用于疾病的治疗 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。其工作原理如下图所示，请分析透析型人工肾的生物学原理是什么？ 生物膜的功能特点——选择透过性 有效地解决了肾脏衰竭的病人体内废物排出的问题，延长了肾衰病人的寿命 探究∙实践——用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理 (1)叶绿体的观察： 叶绿体主要存在 细胞的细胞质中，一般呈绿色、扁平的 。可在 显微镜下观察它的___________。 (2)细胞质流动的观察： 活细胞中的细胞质处于______ 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 不断流动 椭球或球形 高倍 （注：不可看见具体结构） 叶肉 实验 观察叶绿体 观察细胞质流动  选材 原因 藓类叶片 菠菜/番薯叶稍带些叶肉的下表皮 ①叶片很薄，仅一两层叶肉细胞，可取整个小叶直接制片 ②叶绿体大,便于观察 ①接近下表皮的叶肉细胞属于海绵组织,细胞排列疏松,细胞分散,易撕取 ②细胞叶绿体大，数量少，便于观察 探究∙实践——用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2.实验选材分析 黑藻叶片 同藓类叶片 菠菜 叶稍带些叶肉的下表皮 清水 载玻片 清水 盖玻片 低倍镜 叶绿体 3.实验步骤 (1)观察叶绿体（藓类叶/菠菜叶） (2)观察细胞质的流动（黑藻叶） 探究∙实践——用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 制作临时装片 （注：随时保持有水状态） 光照、室温 加快细胞质流动以便于观察 叶绿体随细胞 质绕液泡流动 探究∙实践——用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 4.实验结果 ①叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，随细胞质流动，自身也可转动 ②一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（胞质环流） 1.叶绿体的形态与分布，与叶绿体的功能有什么关系？（P50讨论1） 例如形态：叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向： 在强光下,以其 朝向光源,避免被强光灼伤 在弱光下,以其 朝向光源,以接受充足的光照 又如分布：叶片栅栏组织(接近上表皮)细胞中的叶绿体比海绵组织(接近 下表皮)的细胞中的 ，使叶绿体能够接受更多的光照进行 光合作用 侧面 正面 叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用 多 讨论 2.植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？（P50讨论2） 细胞质是细胞代谢的主要场所，提供代谢所需的原料、酶、细胞器等物质与结构 细胞质流动促进了细胞与环境间的物质交换，保证了各种代谢活动的高效有序地进行，也保证了细胞器间的物质运输、能量交换和信息传递。 典型例题 实验视频——观察细胞质的流动 课堂总结 细胞质流动 P53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？ 尝试提出假说。 ①溶酶体的膜成分可能被修饰，导致酶不能对其发挥作用； ②溶酶体的膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用使酶远离； ③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。 课后练习 Lavf58.20.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm tailor v0.1.13 $