3.2细胞器之间的分工课件-2026-2027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”，涵盖细胞质基质、细胞器种类、提取方法及各细胞器的分布、结构与功能，通过“细胞核是否为细胞器”等问题导入，以差速离心法为起点，衔接显微与亚显微结构，再到分泌蛋白合成及生物膜系统，构建递进式知识支架。 其亮点在于以生命观念中的结构与功能观为核心，通过线粒体与叶绿体比较表格、分泌蛋白合成的同位素标记实验等，渗透科学思维的证据分析，结合“观察叶绿体和细胞质流动”实验培养探究实践能力。学生能系统掌握知识，教师可借助丰富案例与实验设计提升教学效率。

3.2 细胞器之间的分工合作 第3章 细胞的基本结构 1 思考1：图片中的新住宅装修后分隔成客厅、餐厅、厨房、卧室，这样分隔有什么作用？如果缺少了某个房间，生活还能正常进行吗？ 思考2：细胞内要进行各种各样的生命活动，细胞是怎样防止这些生命活动的相互干扰? 细胞质中具有特定形态结构和功能的单位——细胞器 使生活更加有序的进行，防止相互干扰 细胞质基质 成分 功能 是活细胞进行新陈代谢的主要场所 细胞器 水、无机盐、脂类、糖类、核苷酸和多种酶 细胞质 在细胞质中具有一定的特定功能的细胞结构 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 如何分离？ 细胞核、染色体、细胞膜等是否是细胞器？ 细胞质的组成： 细胞器的提取 科学方法：差速离心法 采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器 1.破坏细胞膜，制成细胞匀浆 2.把匀浆放入离心管 3.离心器离心 4.细胞器分离 4 细胞器的提取 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。 5 显微结构与亚显微结构 光学显微镜 分辨率>0.2μm 显微结构模式图 （看形态、分布） 电子显微镜 分辨率> 0.2nm 亚显微结构模式图 （看结构） 6 植物细胞和动物细胞亚显微结构模式图 7 内质网 核糖体 细胞壁 细胞膜 细胞核 线粒体 高尔基体 叶绿体 液泡 中心体 溶酶体 细胞质 7 分布 形态 结构 功能 线粒体 叶绿体 核糖体 内质网 高尔基体 溶酶体 液泡 中心体 阅读教材P48～P49，完成下面表格内容 外膜 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，“动力车间” 1、线粒体 双层膜 内膜 外膜 核糖体 嵴 基质 线粒体——细胞的“动力车间” 半自主性细胞器 形态：短棒状、圆球状 分布：动、植物细胞，代谢旺盛的细胞含量中多 叶绿体——植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 外膜 内膜 基粒 基质 类囊体 形态：绿色、扁平的椭球形或球形 分布：绿色植物绿色部位的细胞 双层膜 基质：含少量DNA、RNA、核糖体和酶 基粒：多个类囊体堆叠形成基粒， 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” 半自主性细胞器 叶绿体内腔中有许多由膜围成的扁平小囊称为类囊体，其依次堆叠形成的基粒 10 叶绿体——细胞“养料制作车间”和“能量转换站” 不一定，蓝细菌的光合场所位于细胞质中的光合片层，其中含有光合色素叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。 （1）植物细胞都含有叶绿体吗？ 植物表皮细胞（除保卫细胞）、根尖细胞等没有叶绿体 （2）能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？ 表皮细胞 保卫细胞 11 线粒体 叶绿体 不同点 形态 分布 增大膜面积的方式 酶 色素 功能 相同点 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎 普遍存在于动植物细胞内 内膜向内折叠形成嵴 类囊体堆叠形成基粒 与细胞呼吸有关 与光合作用有关 无 有氧呼吸的主要场所 类囊体薄膜上含有光合色素 绿色植物进行光合作用的场所 ①均具有双层膜结构； ②都含有少量的DNA、RNA，为半自主性细胞器； ③均能进行能量转换。 短棒状、圆球状等 扁平的椭球形或球形 核糖体——“生产蛋白质的机器” 结构： 无膜，由RNA和蛋白质构成 形态：颗粒状 生产蛋白质的“机器” 功能： 分布：真核生物、原核生物 附着在内质网或游离在细胞质基质，线粒体、叶绿体也有。 13 内质网——蛋白质加工&脂质合成车间 膜面积最大的细胞器 粗面内质网 （有核糖体附着） 光面内质网 （无核糖体附着） 形态：管状、泡状或扁平囊状的膜性管道 （连通） 。 粗面内质网： 与蛋白质合成、加工、运输有关 光面内质网： 与脂质合成运输有关 结构 功能： 单层膜 分布：动植物细胞，细胞核附近较多 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。 14 高尔基体 高尔基体 唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器 形态：扁平囊和囊泡构成（不连通） 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.与植物细胞壁的形成有关； 形成动物细胞中的溶酶体。 功能： (单层膜) 分布：广泛分布于真核细胞 某些来自内质网的蛋白质在高尔基体中被打上标签作为路引(加工)；高尔基体根据路引对蛋白质进行分类；分好类的蛋白质包装被在囊泡中，发送到目的地。 15 溶酶体——细胞的“消化车间” 溶酶体 膜 水解酶 结构：单层膜的小球体，含有多种酸性水解酶 分布：主要分布于动物细胞 细胞的“消化车间” a.分解衰老、损伤的细胞器（自噬）； b.呑噬并杀死入侵病毒和病菌（吞噬） 功能： 产物去向：如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用； 废物则被排出细胞外 16 种类 分布 形态结构 组分 功能 双 层 膜 单 层 膜 无 膜 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 液 泡 溶酶体 核糖体 中心体 植 （特例） 动 动、植 （特例） 动、植 细胞生物 有氧呼吸主要场所 （动力车间） 嵴、基质 光合作用的场所 （养料制造车间、能量转换站） 基粒(含类囊体)、基质、 （粗面）蛋白质加工、合成和 （光面）脂质合成的场所 蛋白质加工、分类、包装； 细胞壁的合成 扁平囊和小泡 分解衰老死亡细胞器，杀死病毒病菌（消化车间） 多种水解酶 蛋白质(肽链)合成的场所 附着：胞外或膜蛋白；游离：胞内蛋白 附着在内质网 游离在细胞质基质 酶、DNA、RNA、核糖体 酶、色素、DNA、RNA、核糖体 RNA+蛋白质 动、植 粗面、光面 细胞膜几层膜结构？ 18 液泡 结构：单层膜泡状结构；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：主要在植物细胞，中央大液泡是成熟植物细胞所特有 功能： ②使植物细胞保持坚挺 ①调节植物细胞内的环境 ③与花、果等颜色有关（花青素） 液泡 低等动物中的食物泡、收缩泡也属于液泡。 19 液泡 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？ （2）叶绿体和液泡内都含有色素，它们的功能是否相同？ 不是，成熟植物细胞才有，如根尖分生区细胞就没有 20 中心体 结构：无膜，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成（化学本质是蛋白质） 分布：动物细胞及低等植物细胞 与细胞有丝分裂有关 功能： 21 种类 分布 形态结构 组分 功能 双 层 膜 单 层 膜 无 膜 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体 液 泡 溶酶体 核糖体 中心体 植 （特例） 动 动、植 （特例） 动、植 细胞生物 有氧呼吸主要场所 （动力车间） 双层膜、嵴、基质 光合作用的场所 （养料制造车间、能量转换站） 基粒(含类囊体)、基质、 （粗面）蛋白质加工、合成和 （光面）脂质合成的场所 蛋白质加工、分类、包装； 细胞壁的合成 扁平囊和囊泡 分解衰老死亡细胞器，杀死病毒病菌（消化车间） 多种酸性水解酶 蛋白质(肽链)合成的场所 附着：胞外或膜蛋白；游离：胞内蛋白 附着在内质网 游离在细胞质基质 酶、DNA、RNA、核糖体 酶、色素、DNA、RNA、核糖体 RNA+蛋白质 动、植 粗面、光面 成熟植物细胞（特例） 细胞液 色素（花青素） 调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺 动物、 低等植物 参与细胞有丝分裂 两个相互垂直的中心粒 蛋白质组成 细胞器是悬浮在细胞中的吗？ 细胞膜几层膜结构？ 22 细胞骨架 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，保持内部结构有序； （2）与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 细胞器运动的轨道 马达蛋白沿细胞骨架运输囊泡 在细胞生物学的发展中，随着电子显微镜和染色技术的应用，除了不断认识各种细胞器的结构和功能以外，还发现在细胞质中有一个三维的网络结构系统，这个系统被称为细胞骨架。细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构， 主要由三类蛋白纤维构成，即微管、微丝和中间纤维。组成微管的基本成分是微管蛋白，组成微丝的基本成分是肌动蛋白，组成中间纤维的基本成分相对复杂一些，包含一类纤维蛋白家族。 微管主要分布在核周围，呈放射状向细胞质四周扩散， 微丝主要分布在细胞膜的内侧， 中间纤维则分布在整个细胞。 虽然细胞骨架各成分在细胞质中的分布有一定的规律性，但不是绝对的，随着细胞类型或发育时期的不同会发生相应的变化。 细胞骨架具有多种功能。 (1)它在细胞内形成一个框架结构，为各种细胞器提供附着位点，将细胞器组成各种不同的体系和区域网络，保证了各细胞器生命活动正常有序地进行。 (2)细胞骨架为细胞内的物质和细胞器的运输及运动提供机械支撑。例如，由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输，通常由细胞骨架提供运输轨道。 (3)为细胞运动提供机械动力。细胞上的纤毛和鞭毛主要由细胞骨架构成。 微丝（肌动蛋白）、微管（微管蛋白）、中间纤维（纤维蛋白） 23          【练习】如图是某些细胞结构的图像，以下有关说法正确的是（       ）  A．d、c和f能合成蛋白质 B．病毒、蓝细菌、酵母菌都具有的结构是f C．以上所有结构中都含有蛋白质 D．所有植物细胞都具有以上全部结构 C 许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的好氧细菌和蓝细菌。1970年马古利斯在分析了大量资料的基础上提出了一种设想，认为真核细胞的祖先是一种体积巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的细胞。某种好氧细菌和蓝细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，原始真核细胞利用这种细菌和蓝细菌进行呼吸作用和光合作用。 内共生起源学说 溶酶体内含有多种水解酶，溶酶体膜会不会被水解。这是为什么？ 思 考 （2）溶酶体膜含有较高的胆固醇，促进了膜结构的稳定。 溶酶体不被分解与其膜的成分和结构有关： （1）溶酶体膜含有各种膜整合蛋白，这些膜整合蛋白可能保护溶酶体的膜免遭溶酶体内酶的攻击,有利于防止自身膜蛋白的降解。 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。这可能与肌肉细胞中的哪一种细胞器有关？ 思 考 与肌细胞内溶酶体的作用有关。 细胞死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时的肉类烹饪后更鲜嫩。这个过程需要一定的时间。 细胞器归类分析 低等植物细胞同时含有 (1) 叶绿体、中央大液泡 中心体 (2) 核糖体 核糖体、中心体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 线粒体、叶绿体 中心体、叶绿体 27 细胞类型的判断 有无以核膜为界限的细胞核 无 原核细胞 有 真核细胞 有无细胞壁 无 动物细胞 植物细胞 有 有无中心体 有 低等植物细胞 无 高等植物细胞 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 滑面内质网 线粒体 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 滑面内质网 (1)动物细胞中都有线粒体(　　) (2)没有叶绿体的细胞一定是动物细胞(　　) (3)有中心体的细胞都是动物细胞(　　) (4)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(　　) (5)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(　　) × × × × 哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞没有线粒体 如植物根尖细胞也不含叶绿体。 如低等植物细胞也含有中心体。 如植物根尖分生区细胞没有大液泡。 水解酶的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是在核糖体。 × 31 (6)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量一定相同(　　) (7)同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量一定相同(　　) (8)能进行光合作用的生物一定有叶绿体。(　　) (9)具有单层膜的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜(　　) × × × √ 如洋葱根尖细胞无叶绿体、无液泡、无中心体；根尖成熟区细胞有液泡无叶绿体。 如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐消失。 能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，例如蓝细菌；但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。 细胞结构≠细胞器 细胞结构有：细胞壁、细胞膜、细胞质（细胞质基质和细胞器）、细胞核等。 细胞质基质≠线粒体基质≠叶绿体基质 32 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理 (1)叶绿体一般呈绿色扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下直接观察它的___________。 (2)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 33 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2.实验材料 厚材料撕薄层，如：菠菜叶 选择薄的材料直接看，如：藓类小叶、黑藻叶 为什么撕取稍带些许叶肉的下表皮？ ①表皮细胞一般无叶绿体； ②下表皮附近叶肉细胞： 易撕取、叶绿体少而大，便于观察 34 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2.实验材料 常选用藓类叶片、菠菜叶（稍带叶肉的下表皮），新鲜黑藻。 (3)黑藻小叶只有一层细胞，存在叶绿体多，液泡无色。 (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)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取，且叶绿体数目少，个体大。 实验材料能否选择根细胞？ 35 【注】不能放干，要随时保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中 思考：细胞代谢越旺盛，细胞质流动越显著。如何做才更容易观察到细胞质流动？ 注意保持有水状态，以免影响细胞活性 3.实验结果 ①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色。 ②叶绿体会随细胞质流动，细胞中细胞质流动的方向是一致的，为环流式。 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 胞质环流的意义： 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。 黑藻因含有大量叶绿体而呈黑色,可用叶片做细胞的质壁分离实验。 1.在高倍镜下观察到的叶绿体，为什么是不断运动的？ 2.在显微镜下观察叶绿体时看到如图所示，那么 细胞内叶绿体实际位置和细胞质流动方向是？ 3.叶绿体的分布状态与光照强度有何关系? 提示：叶绿体的运动使其在不同光照强度下改变方向,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。 侧面 正面 左上方 逆时针 因为细胞质是流动的 问题探讨 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。 分泌蛋白 如：唾液淀粉酶、胃蛋白酶、消化酶、抗体及部分激素。 腺细胞分泌消化酶 注意：呼吸酶不属于分泌蛋白 细胞器之间的协调配合 实验：分泌蛋白的合成和运输过程 【选材】 【方法】 豚鼠胰腺腺泡细胞 ①能分泌大量的消化酶 同位素标记法 同位素：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子，如16O与18O，12C与14C。 特点：化学性质相同，物理性质有差异（如放射性） 具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等。 ②取材容易、容易观察 细胞器之间的协调配合 物理性质有差异（如放射性、原子量），化学性质相同 ，示踪物质的运行和变化规律 （研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向） 高中涉及的 放射性核素有3H、14C、35S、32P 非放射性核素有18O、15N 【实验步骤】 3min 17min 117min 细胞器之间的协调配合 【实验结果】 3H标记亮氨酸 3min 117min 17min 终止反应 转入含普通 氨基酸培养液 检测放射性标记物 思考：1、亮氨酸是一种必需氨基酸，选择亮氨酸进行标记是什么原因？ 2、为什么在培养不同时间后需要终止反应？ 游离的核糖体 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 囊 泡 囊 泡 氨基酸形成肽链 加工肽链形成有一定空间结构的蛋白质 进一步修饰加工成成熟的蛋白质 囊泡与细胞膜融合 细胞外 分 泌 线粒体供能 细胞器之间的协调配合 转 移 思考1：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外： 经过的细胞器： 参与细胞器： 涉及的有关结构： 涉及的有关膜结构： 思考2： 分泌蛋白的合成与分泌中相关膜面积的变化： 内质网： 减小 先增加后减少，基本不变 增大 高尔基体： 细胞膜： （1）原核细胞没有内质网和高尔基体，依然可以形成成熟蛋白质； （2）真核细胞中也不是所有的蛋白质需要内质网和高尔基体的加工。 思考3：所有蛋白质形成过程都需要内质网和高尔基体的加工吗？ 核糖体转移到内质网 核糖体留在细胞质基质 分泌蛋白 溶酶体中的水解酶 细胞膜上的蛋白质 细胞核 线粒体 叶绿体 细胞质基质 将来自‌内质网的‌蛋白质进行修饰加工，并分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外 思考4：结合分泌蛋白的加工和运输的过程，尝试解释为什么高尔基体起着交通枢纽的工作？ 细胞器膜 核膜 细胞膜 生物膜系统 只有真核生物才有生物膜系统； 只有同时具有三者才能称为生物膜系统，其中之一只能称为生物膜。 （1）生物膜系统 细胞的生物膜系统 ①各种膜在化学组成上的联系 化学组成上：在 上基本相同； 在 上有显著差异。 ②各种膜在结构上的联系 结构上： ，都由 构成基本支架， 分布其中，都具有两大特点。 组成成分 蛋白质种类和数量 大致相同 磷脂双分子层 蛋白质分子 （2）生物膜之间的联系 细胞的生物膜系统 (3) 生物膜在结构上具有一定的连续性 内质网膜 核膜 细胞膜 高尔基体膜 内质网膜 核膜 细胞膜 高尔基体膜 囊泡（间接联系） 直接联系 直接联系 囊泡（间接联系） 细胞的生物膜系统 直接联系是指不同膜结构之间直接相连； 间接联系是指不同膜结构之间借助某结构（囊泡）发生膜的变化。 内质网能与核外膜/细胞膜直接相连吗？不断产生分泌蛋白的细胞，内质网膜面积会不断减小，细胞膜面积不断增大吗？ 内质网膜与核膜和细胞膜相连 不会，保持相对稳定 (4) 生物膜的功能 细胞的生物膜系统 1）细胞膜不仅使细胞具有一个 的内部环境，同时在细胞与外部环境进行 、 、和__________的过程中起着决定性作用。 2）许多重要的化学反应都在 上进行，这些化学反应需要___的参与，广阔的膜面积为 提供了___________________。 3）细胞内的生物膜把各种 分隔开，这样就使得细胞内能够同时进行多种 ，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动____________地进行。 相对稳定 物质运输 能量转换 信息传递 生物膜 酶 多种酶 细胞器 化学反应 大量的附着位点 高效、有序 1．图中①~④表示某细胞的部分细胞器。下列有关叙述正确的是（ ） A．结构①是细胞生命活动所需能量的主要来源B．结构①～④中都含有大量磷脂 C．此细胞不可能是植物细胞，只能是动物细胞D．该图一定是高倍光学显微镜下看到的结构 A 2．如图甲为人体内浆细胞合成和分泌抗体的过程，图乙表示抗体合成与分泌过程中细胞内几种膜结构表面积的变化。据图回答： (1)抗体的化学本质是_______，合成场所是[ ]_______，加工分泌的过程依次经过的细胞结构是(填编号)：③→_______→_______→⑥→⑦，这一过程说明细胞内的各种膜在_______和_______上是紧密联系的统一整体，构成了细胞的生物膜系统。 2．如图甲为人体内浆细胞合成和分泌抗体的过程，图乙表示抗体合成与分泌过程中细胞内几种膜结构表面积的变化。据图回答： (2)有人把膜结构组成的[⑥]_______比喻为深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，而[④]_______在其中起重要的交通枢纽作用。(3)若图乙表示的是细胞膜、内质网膜和高尔基体膜的面积变化，则①③分别表示的结构依次是_______、_______。 Lavf57.73.100 $