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的结构功能、分工合作及生物膜系统，以C919飞机部门分工类比导入，通过观察法、差速离心法等研究方法，结合结构与功能分析搭建学习支架，衔接细胞整体生命活动。 其亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（对比归纳）和探究实践（实验观察），如线粒体与叶绿体对比表、分泌蛋白合成的同位素标记实验，辅以图表总结和小组讨论，帮助学生构建知识网络，提升教师教学效率。

第3节 细胞器之间的分工合作 第3章 细胞的基本结构 必修一 细胞器之间的分工 1 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 2 目录 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3 习题检测 4 一、学习目标 二、重难点 1.识别不同类型细胞器及其在细胞中的位置。 2.了解各类细胞器的基本结构及其在细胞活动中的作用。 3.探讨不同细胞器之间如何通过分工合作实现细胞的生命活动。 1.细胞器的分类及其结构与功能 2.细胞器之间的协同作用及其在细胞生命活动中的重要性。 3.生物膜系统。 细胞器之间的分工 1 问题探讨 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。 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 ? 5 细胞内部的世界 细胞质基质 细胞器 线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 中心体 液泡 状态 溶胶状 成分 水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等 功能 活细胞新陈代谢的主要场所 成分 主要功能 细胞膜(边界) 细胞质 细胞核 细胞壁 (植物) 遗传信息库,控制中心 真核细胞 果胶 、纤维素 支持、保护 6 细胞器之间的分工 1 一、细胞器的研究方法 0.2mm (200 m) 2nm 20 m 2 m 0.2nm (200nm) 20nm 0.2nm 裸眼最小分辨率 光镜最小分辨率 电镜最小分辨率 细胞 分子 原子 细胞器 7 一、细胞器的研究方法 1.观察法 光学显微镜的分辨率不超过200nm,放大倍数一般不超过1200倍。用光学显微镜观察到的细胞构造,称为细胞的显微结构。如细胞壁、细胞核、叶绿体、线粒体、液泡等。 8 1.观察法 电子显微镜的分辨率可达0.2nm,可以放大几万倍至几千万倍。在电子显微镜下可以观察到细胞的更微小的结构,称为细胞的亚显微结构。 9 一、细胞器的研究方法 2.差速离心法 主要采取逐渐提高 分离不同大小颗粒的方法。 离心速率 10 形状:短棒状、圆球状、线形、哑铃形 分布:动、植物细胞中,代谢旺盛,需能量较多的细胞含量高 外膜:平 滑 内膜:向内折叠形成嵴 基质:含DNA、RNA、核糖体、酶等 结构: 功能:有氧呼吸的主要场所,提供95%的能量,是细胞的“动力车间” 1、线粒体 双层膜 增大膜面积, 为酶提供附着位点 思考:动物细胞都有线粒体吗? 能进行有氧呼吸的细胞一定含有线粒体吗? 二、“八种“细胞器的结构与功能 蛔虫无 原核细胞无 2、叶绿体 形状:呈绿色、扁平的椭球形或球形 分布:植物细胞(叶肉细胞、幼嫩茎) 外膜、内膜:双层膜 基质:含少量DNA、RNA、核糖体和有关酶 基粒:类囊体堆叠形成, 类囊体膜上有酶、 光合色素 结构: 功能:光合作用的场所,植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 亚显微结构图 水绵:螺旋带状 思考:可以进行光合作用就一定有叶绿体吗?所有植物细胞都有叶绿体吗? 蓝细菌 根细胞 ①都有双层膜结构 ②都含有少量的DNA、RNA和核糖体 ③都有增大膜面积的结构 ④都与能量转换有关 ⑤都是半自主性细胞器 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: 叶绿体 线粒体 无膜结构,蛋白质+rRNA 3.核糖体 (1)分布 (2)结构 (4)功能 广泛分布于真核细胞,原核细胞 (3)类型 游离在细胞质中 附着在内质网 附着核糖体可脱离内质网成为游离核糖体 原核细胞唯一的细胞器 蛋白质的合成场所 氨基酸发生脱水缩合形成肽链 二、“八种“细胞器的结构与功能 亚显微结构图 14 粗面内质网 光面内质网 4、内质网 形状:(单层膜)连续的内腔相通的膜性管道系统(囊腔和细管)。 分布:真核细胞,细胞核附近较多 粗面内质网: 蛋白质的合成、加工、运输 光面内质网: 糖类、脂质的合成 结构: 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 功能: 膜面积最大的细胞器 (附有核糖体) 5、高尔基体 结构:单层膜 由膜囊堆叠和囊泡构成 分布:真核细胞 (动物、植物细胞) a.对来自内质网的蛋白质进行加工、 分类和包装的车间和发送站; b.植物:与细胞壁的形成有关; c.动物:与溶酶体的形成有关。 功能: 6、液泡 结构:单层膜,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素(花青素)和蛋白质等物质 分布:主要分布于成熟植物细胞 功能: ②使植物细胞保持坚挺 ①调节植物细胞内的环境 ④与花、果等颜色有关(花青素) ③与渗透吸水、代谢产物贮存有关 思考:所有植物细胞都有液泡吗? (分生区)细胞呈方形,排列紧密。细胞分裂能力强,因此细胞核较大,拥有大量线粒体、内质网、高尔基体和核糖体,没有液泡。 (根冠)细胞不能分裂,死亡后由分生区补充,没有液泡。 (伸长区)细胞呈长条形,能够吸水,少数细胞能分裂。有较小的液泡。 (根毛区/成熟区)不能分裂,死亡后由伸长区补充,主要吸收水分和无机盐,有较大的液泡。 思考:所有的植物细胞都有液泡吗? 植物根尖细胞? 结构:单层膜围成的小球体, 含有多种水解酶 7、溶酶体 分布:主要分布于动物细胞,低等植物细胞中也有 细胞的“消化车间” a.分解衰老、损伤的细胞器; b.呑噬并杀死入侵的病毒和病菌 功能: 思考:溶酶体的酶为何不会分解自己的膜? 1.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? 2.新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,过一段时间 再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关? ①溶酶体膜与其他细胞器膜相比,经过了特殊的修饰, 使其不能被水解酶水解; ②溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用, 而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着, 分解它们的酶难以起作用。 与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时,细胞内的溶酶体破裂,释放其中的水解酶,其中把蛋白质水解成小的短肽。 习题巩固 20 结构:由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,无膜结构,主要成分是蛋白质。 分布:动物细胞及低等植物细胞(如藻类植物) 8、中心体 与细胞有丝分裂有关 功能: (纺锤体的形成) 由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,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。 细胞骨架: 在卡文迪许... text has been truncated due to evaluation version limitation. 22 细胞器之间的分工 1 三、从不同角度分析细胞器 1.从结构分析 双层膜 单层膜 无膜(无磷脂) 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体 中心体 液泡 23 2.从成分分析 (5)含有磷脂的细胞器: (1)含有少量DNA的细胞器: (2)含有色素的细胞器: (3)含有RNA的细胞器: (4)含有蛋白质的细胞器: 线粒体、叶绿体。 叶绿体、液泡。 线粒体、叶绿体、核糖体。 线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、溶酶体、核糖体、中心体。 线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、溶酶体。 三、从不同角度分析细胞器 24 3.从功能分析 与能量转换有关的细胞器: 线粒体、叶绿体。 4.从分布分析 分 布 动、植物都有 植物特有 动物和低等植物特有 核糖体、内质网、高尔基体、 线粒体 叶绿体、液泡 中心体 三、从不同角度分析细胞器 25 细胞器之间的分工 细胞器 分 布 形态结构 生 理 功 能 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体 中心体 液泡 动植物细胞 动植物细胞 主要动物细胞 动植物细胞 动物、低等植物细胞 植物细胞 单层膜 单层膜 无膜 单层膜 无膜 单层膜 蛋白质合成加工运输,脂质合成 蛋白质加工、分类、包装,“发送站” 合成蛋白质的“机器” 分解衰老损伤细胞器, “消化车间” 与细胞有丝分裂有关 内有细胞液,调节内环境保持植物坚挺 动植物细胞 植物叶肉细胞 双层膜 双层膜 有氧呼吸的主要场所“动力车间” 光合作用的场所, “能量转换站” 1.古生物学家推测:被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化,反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质,逐渐进化为叶绿体。 (1)原始真核生物与被吞噬的蓝细菌在结构上最主要的差异 是前者 ,原始真核生物吞噬某些 生物具有选择性是与其细胞膜上的 (填物质)有关。 (2)被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物的线粒体提供了 。 有以核膜为界限的细胞核 蛋白质 氧气和有机物 习题巩固 27 (3)古生物学家认为线粒体也是由真核生物吞噬某种细菌逐渐 形成的,试推测该种细菌的呼吸作用类型是_, 理由是 。 (4)在你的知识范围内找出支持古生物学家推测的两条证据。。 有氧呼吸 线粒体是有氧呼吸的主要场所 ①线粒体和叶绿体内含有DNA和RNA,在遗传上具有半自主性; ②线粒体和叶绿体内的DNA是环状的,没有与蛋白质结合, 与细菌相同; ③线粒体和叶绿体中都有核糖体,能独立合成蛋白质; ④在生物界中,吞噬现象普遍存在,如白细胞吞噬病菌等。 内共生学说 习题巩固 28 ①细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面,可以控制物质进出细胞( ) ②植物细胞都含有叶绿体,动物细胞都含有线粒体( ) ③高尔基体是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道( ) ④液泡中含有糖类、无机盐和色素,但不含蛋白质( ) ⑤溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器( ) ⑥中心体和核糖体不含有脂质,都只存在于真核细胞中( ) ⑦叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA( ) 1.判断题 细胞壁全透性 蛋白质在核糖体上合成 习题巩固 29 动物 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 核膜 核仁 识图作答 1 巩固练习 植物 细胞亚显微结构模式图 细胞壁 高尔基体 细胞核 线粒体 叶绿体 细胞膜 核糖体 液泡 内质网 识图作答 2 巩固练习 练习与应用 一、概念检测 1.找出下图中的错误,并在图中改正。 (高尔基体) (内质网) (去掉) (核仁) 练习与应用 一、概念检测 2.找出下图中的错误,并在图中改正。 中心粒(去掉) (叶绿体) (线粒体) 二、(1)图中表示动物细胞亚显微结构的是 (填“A”或“B”)部分,因为该部分有[ ] ,没有[ ] 、[ ] 、[ ] 。 (2)若图中的动物细胞是心肌细胞,则细胞中数量显著增多的细胞器是 [ ] 。与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是 [ ] 。 (3)B中含有色素的细胞器是 [ ] 和 [ ] 。若B为植物根尖成熟区细胞,则应该没有 [ ] 。 A 13 15 中心体 细胞壁 液泡 2 4 叶绿体 9 线粒体 13 中心体 4 叶绿体 2 液泡 4 叶绿体 巩固练习 WANG JUN FANG 细胞器之间的分工 1 植物细胞壁 位于植物细胞细胞膜的外面 主要是 和 。 与 有关。 酶解法(纤维素酶和果胶酶) 对细胞起是 与保护作用。 、伸缩性小。 纤维素 果胶 高尔基体 支持 全透性 防止细胞因吸水过多而破裂, 阻挡部分微生物进入细胞 细胞壁 植物 细胞壁 成分 位置 形成 去除方法 功能 特性 35 1.实验原理 (1)叶绿体呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微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。由于细胞质流动速度慢,无标志物难以察觉,所以选择体积较大的细胞器——叶绿体作为标志物进行观察。 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 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)、新鲜黑藻做实验材料。 材料的优点: (1)藓类叶片很薄,由单层叶肉细胞构成,且叶绿体较大,可直接观察。 (2)菠菜叶下表皮的叶肉细胞排列疏松、易撕取,且叶绿体数目少,个体大,便于观察。 3、实验步骤: ①供观察用的黑藻事先放在光照、室温条件下培养。(加速流动速度) ②制作临时装片:取一片幼嫩的小叶放在载玻片的水滴中,盖上盖玻片。 ③高倍显微镜下观察叶绿体随细胞质流动的情况。 四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 临时装片随时保持有水状态,避免细胞活性受到影响 ①叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。 ②细胞质处于流动的状态,每个细胞中细胞质流动的方向一致,其流动方式为环流式。 注意:显微镜视野中观察到叶绿体环流方向与实际相同。 4、实验结论: 二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 思考: 1.在高倍显微镜下观察到的某细胞的细胞质,如图所示, 实际上该细胞中标记的叶绿体的位置和细胞质环流的方向分别是? 标记的叶绿体位于液泡的左下方(左右与上下都相反),细胞质环流的方向为逆时针(与实际方向一致)。 2.细胞质流动与新陈代谢的关系? 代谢越旺盛,细胞质流动越快,反之,越慢。 3.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? 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、代谢所需的催化剂酶、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。 问题2 叶绿体在不同光照强度下可以运动吗? 结合实验及叶绿体知识,小组合作讨论以下问题: 问题1 为保证细胞质流动实验成功,我们采取什么方法加快黑藻细胞的流动速度? 1.进行光照,2。提高水温,温度在25 左右,3.切伤一小部分叶片 在强光下,为避免灼伤,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源; 在弱光下,则以其椭球体的正面朝向光源,以充分接受光照进行光合作用。 1.在高倍显微镜下观察到某黑藻叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态,如图所示。正确的是( ) A.图中细胞质流动方向为逆时针,实际方向为顺时针 B.若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调亮一些 C.为了更清楚地观察叶肉细胞内的叶绿体,可撕取稍带些叶肉的下表皮 D.适当提高温度或光照强度,并选取叶脉附近的细胞观察,可增强实验效果 D 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 2 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 2 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? 42 一、细胞器之间的协调配合 a.分泌蛋白(概念): 是在细胞内合成之后分泌到细胞外起作用的蛋白质, 如消化酶(唾液淀粉酶、胃蛋白酶等)、抗体、 部分激素(生长激素和胰岛素等)等 b.胞内蛋白: 阅读课本51页,思考: 我们运用什么方法去摸清分泌蛋白的合成、运输路径? 以及参与其中的细胞器有哪些? 是在细胞内合成,并在细胞内起作用的一类蛋白质。 如呼吸酶、血红蛋白等。 1.研究方法: 同位素标记法 分泌蛋白的合成与运输 2.研究材料: 豚鼠的胰腺腺泡细胞 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。 注射3H标记的亮氨酸 阅读课本51页,分析放射性先后出现的位置分别是什么? 3、观察结果 时 间 位 置 3分钟后 17分钟后 117分钟 有核糖体的内质网 高尔基体 细胞膜内侧的囊泡和释 放到细胞外的分泌物中 放射性出现的先后位置 . 内质网 核糖体 高尔基体 细胞膜内侧的囊泡 细胞外 一、细胞器之间的协调配合 (游离)核糖体 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 转移 多肽链 合成 形成一定空间结构的 蛋白质 加工 折叠 进一步 修饰加工 成熟的蛋白质 分泌 分泌蛋白 囊泡 囊泡 【总结】分泌蛋白合成和运输的过程 线粒体供能 细胞外 1. 分泌蛋白运输到细胞外的过程,共经过了哪些细胞结构?交通枢纽是? 2.分泌蛋白的合成共有哪些细胞器参与?膜面积如何变化? 高尔基体 小组探究下列问题: 核糖体、内质网、高尔基体、(囊泡)细胞膜 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 膜面积的变化: 内质网膜—— 高尔基体膜—— 细胞膜—— 膜面积减少 膜面积先增后减,最终不变 膜面积增加 (变式问法:经过了哪些细胞器?经过了哪些膜性结构?经过了哪些膜性细胞器? 核糖体、内质网、高尔基体; 内质网、高尔基体、细胞膜; 内质网、高尔基体; 3.根据分泌蛋白的合成分泌过程中膜面积的变化情况,判断下图分别表示的是哪种细胞膜成分? A内质网膜 B高尔基体膜 C细胞膜 ①内质网膜 ②细胞膜 ③高尔基体膜 48 5.所有蛋白质形成过程都需要内质网和高尔基体的加工吗? 否;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。 流动性 小组探究下列问题: 4.分泌蛋白运输到细胞外的过程,体现了细胞膜的什么结构特点? 例1.(多选)用3H标记一定量的氨基酸,并用来培养某哺乳动物的乳腺细胞,测得三种细胞器上放射性强度的变化(图甲)以及在乳腺蛋白合成、加工、运输过程中相关具膜细胞器与细胞膜膜面积的变化(图乙),下列分析不正确的是( ) A.图甲中的a与图乙中的d所指代的 细胞器相同 B.图乙中e所指代的膜结构最可能是细胞膜 C.图甲a、b、c指代的细胞器分别是内质网、高尔基体和线粒体 D.参与此过程的具膜细胞器只有内质网和高尔基体 ACD 三、细胞的生物膜系统 1、概念 细胞内组成成分和结构相似的细胞器膜、细胞膜和核膜等结构。 (1)各种生物膜的成分和结构很相似。 (2)在结构和功能上具有紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。 2、生物膜系统的特点 判断: 1.原核细胞有生物膜系统。( ) 2.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称。( ) 生物膜是细胞的概念,而不是生物体的概念。 例如:眼角膜,胃粘膜就不属于生物膜。 ①直接联系 ②间接联系: 囊泡联系 膜直接相连 51 原核细胞只有生物膜,没有生物膜系统。 3、功能 (1)细胞膜对细胞内环境的稳定、物质交换、信息传递、能量交换等方面起决定作用; (2)庞大的膜系统为酶提供了广阔的附着位点,保证细胞内各种化学反应的顺利进行; (3)由膜系统把细胞内分隔成许多小室,使细胞内各种化学反应互不干扰,高效、有序地进行。 三、细胞的生物膜系统 (1)脂质体药物,根据生物膜的具有一定的流动性的结构特点。 (2)人工肾P53 选择透过性 (3)工业上:如淡水处理,人工合成的模拟生物膜滤去海水中的盐;污水处理,膜可以阻挡重金属离子。 4、生物膜的应用: 练习 如图为细胞生物膜概念图,提示: 1.a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜 2.用放射性同位素标记的氨基酸培养细胞,发现放射性依次出现在f g h g c 核膜 细胞器膜 细胞膜 内质网膜 囊泡膜 高尔基体膜 囊泡膜 Lavf58.12.100 $