第3章第2节细胞器之间的分工合作课件——2026-2027学年高一上学期生物学人教版必修1

第3章 第2节 细胞器之间的分工合作 人教版 必修1 我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。 ————引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》 目录 1、细胞器之间的分工 2、细胞器之间的协调配合 CONTENTS 3、细胞的生物膜系统 4、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 液泡 线粒体 叶绿体 内质网 溶酶体 高尔基体 中心体 核糖体 一 细胞器之间的分工 一 细胞器之间的分工 细胞壁 主要成分：纤维素和果胶 作用：对细胞起保护和支持的作用 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质基质 细胞器 状态：溶胶状 功能：细胞代谢的主要 场所 分布于 一 细胞器之间的分工 科学方法--差速离心法(分离细胞器的方法) 一 细胞器之间的分工 科学方法--差速离心法(分离细胞器的方法) 细胞匀浆 低速离心 中速离心 高速离心 细胞核等 线粒体、溶酶体等 内质网、高尔基体等 更高速离心 核糖体等 低速沉大的，高速沉小的。转速越高，得到的细胞器越小。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--线粒体 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--线粒体 外膜 内膜 嵴：内膜向内折叠 增大膜面积，增加酶的附着点 附着有氧呼吸有关的酶 基质 功能：细胞进行有氧呼吸的主要场所--动力车间。 含有DNA和RNA、与有氧呼吸有关的酶 分布：动植物细胞 形态：短棒状、圆球状、线形、哑铃形 双层膜 一 细胞器之间的分工 资料1：飞翔鸟类胸肌细胞、运动员肌细胞、新生细胞代谢旺盛，线粒体数量较多；代谢活动较弱的细胞线粒体数量较少；哺乳动物成熟红细胞不含线粒体。 拓展 ①不同细胞中线粒体的数目 ②不是所有细胞都含有线粒体； 例如：哺乳动物成熟的红细胞，原核细胞。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--叶绿体 基粒：类囊体薄膜堆叠而成，含有光合作用有关酶 和光合色素。 外膜 内膜 双层膜 基质：含有DNA和RNA、与光合作用有关的酶。 绿色细胞进行光合作用的场所--植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。 功能： 分布：主要分布在叶肉细胞，幼茎皮层细胞、绿色果实表皮等，根细胞不含叶绿体。 形态：扁平的椭球形或球形 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--叶绿体 一 细胞器之间的分工 拓展 资料1：线粒体和叶绿体基质中含有少量环状 DNA、RNA 以及核糖体，可以自主转录、翻译，合成一小部分自身所需的蛋白质。但是，构成这两种细胞器的绝大多数蛋白质，仍然由细胞核中的核基因编码，在细胞质的核糖体上合成。它们的增殖、发育同时受细胞核基因组 + 自身基因组两套遗传物质控制，因此称为半自主性细胞器。 图示2： 原核细胞不含叶绿体。蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--内质网 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--内质网 光面内质网 粗面内质网： 附着核糖体 分布：动植物细胞 形态：膜围成的管状、泡状 或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。 注意 作用：蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道； 还参与脂质的合成。 单层膜，内连核膜，外连细胞膜， 是面积最大的细胞器。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--核糖体 分布：真核细胞、原核细胞 结构：无膜结构；有RNA和蛋白质组成。 功能：合成蛋白质的场所。 注意 代谢越旺盛，核糖体越多； 原核细胞唯一的细胞器。 分类 分布：游离核糖体 分布：附着核糖体（附着内质网） 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--高尔基体 分布：动植物细胞 结构：单层膜结构,扁平囊状。 功能：对来自内质网的蛋白质进行分类、加工和包装的“车间”及“发送站”； 与植物细胞壁的形成有关；动物细胞内的高尔基体与细胞的分泌功能有关。 平面模型图 3D模型图 注意 在动物植物细胞中功能有所不同。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--溶酶体 分布：主要分布于动物细胞 结构：单层膜结构,扁平囊状。 功能：分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌。 是细胞的“消化车间”。 水解酶（多种） 单层膜 思考： 溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？ 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，而溶酶体膜环境不是酸性。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--中心体 中心粒 中心粒 中心体 分布：动物与低等植物 结构：无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成 功能：与细胞的有丝分裂有关。 注意 中心体不是判断动物细胞的唯一标志。 一 细胞器之间的分工 任务一： 细胞器结构、功能及特点--液泡 分布：高等植物的成熟细胞 结构：单层膜结构泡状。 功能：调节植物细胞内的环境使植物细胞保持坚挺。 内含物：细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。 液泡中色素水溶性色素，与花和果实的颜色有关，例如：西瓜瓜瓤的红色、洋葱鳞片叶外表皮的紫色；叶绿体中的是光合色素（脂溶性）。 注意 一 细胞器之间的分工 细胞器结构、功能及特点总结 结构 双层膜结构 单层膜结构 无膜结构 成分 含DNA 含RNA 含色素 线粒体、叶绿体 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 中心体、核糖体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体、核糖体 液泡、叶绿体 纤维素、果胶 肽聚糖 一 细胞器之间的分工 拓展 细胞类型判断 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、部分原生生物（如：变性虫） 植物细胞 有 有无中心体 有 低等植物细胞 无 高等植物细胞 成 分 真菌细胞（如：酵母） 一 细胞器之间的分工 拓展 细胞类型判断 注意 ①有中心体不一定是动物细胞，低等植物具有中心体。 ②无液泡（中央大液泡）不一定是动物细胞，植物根分生区组织无大液泡。 ③无叶绿体可能是植物细胞，如植物根细胞等。 一 细胞器之间的分工 拓展 细胞结构图像判断 线粒体 高尔基体 细胞膜 细胞核 光面内质网 粗面内质网 核糖体 中心体 细胞膜 细胞壁 叶绿体 液泡 高尔基体 核糖体 线粒体 光面内质网 细胞核 粗面内质网 细胞壁、细胞膜、细胞核； 液泡（中央大液泡）、叶绿体（只能看外形，看不到内部基粒）；线粒体（染色后仅看见椭球形轮廓，看不到内膜、嵴）； 染色体。 一 细胞器之间的分工 拓展 显微结构和亚显微结构 显微结构 亚显微结构 光学显微镜（普通高倍显微镜）下能够观察到的细胞结构。 只能用电子显微镜才能观察到的精细细胞结构。 全部细胞器内部细节：线粒体内膜、嵴，叶绿体基粒、类囊体； 膜结构：细胞膜磷脂双分子层、核膜； 细胞骨架。 一 细胞器之间的分工 细胞骨架 成分： 蛋白质纤维 作用： 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、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 注意 原核细胞没有细胞骨架 一 细胞器之间的分工 1．南宋词人李清照用“绿肥红瘦”来形容海棠花的叶片和花，造成叶“绿”、花“红”的相关色素分别位于植物细胞的（ 　　） A．叶绿体、线粒体 B．叶绿体、液泡 C．叶绿体、细胞溶胶 D．细胞溶胶、液泡 2．科研人员分离得到甲，乙两种细胞，甲细胞无核膜，仅含核糖体一种细胞器；乙细胞有成形细胞核，含多种复杂细胞器。下列相关判断与分析错误的是（      ） A．甲细胞可能为原核细胞，乙细胞一定为真核细胞 B．甲细胞可进行呼吸作用，但无线粒体，呼吸酶在细胞质中合成 C．若乙细胞有线粒体、中心体、内质网，则一定具有全能性 D．若同时含有叶绿体、液泡、中心体，则乙为低等植物细胞 B 课堂训练 C 一 细胞器之间的分工 课堂训练 3．图中的①~④表示某细胞内的部分细胞器。下列有关叙述正确的是（      ） A．该细胞中可能还有叶绿体 B．图中各细胞器在光学显微镜下都能够看到 C．①表示线粒体，是需氧型生物进行有氧呼吸的场所 D．④是蛋白质合成和加工的场所 A 一 细胞器之间的分工 课堂训练 4．图中的①～④表示某细胞内的部分细胞器。下列有关叙述正确的是（     ） A．细胞器③能对细胞器④合成的蛋白质进行加工及分类 B．该图是在高倍显微镜下观察得到的 C．细胞器①②③④分别有2层、0层、1层、1层膜 D．该细胞不可能含有叶绿体、细胞壁等结构 A 二 细胞器之间的协调配合 任务二： 分泌蛋白的合成和运输 科学方法--同位素标记法 在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，12C与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。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。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 任务二： 分泌蛋白的合成和运输 二 细胞器之间的协调配合 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。 分泌蛋白 蛋白质基本单位--氨基酸 C H2N C OH O H CH2 CH3 CH3 CH 亮氨酸 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 胞内蛋白：不分泌到细胞外，细胞内发挥作用。 例如：呼吸酶等。 二 细胞器之间的协调配合 任务二： 分泌蛋白的合成和运输 （1）分泌蛋白在哪里合成的? （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？ 任务二： （1）分泌蛋白在哪里合成的? （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？ 分泌蛋白的合成和运输 二 细胞器之间的协调配合 核糖体 游离核糖体 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 阅读课本51页思考讨论分泌蛋白的合成和运输，回答问题： 任务二： 分泌蛋白的合成和运输 二 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 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 线粒体 供能 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 内质网 高尔基体 ⑦ 囊泡 二 细胞器之间的协调配合 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 内质网 高尔基体 ⑦ 囊泡 任务二： 分泌蛋白的合成和运输 （1）放射性出现的先后顺序？ 游离核糖体 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 （2）细胞器或结构膜面积的大小变化是怎样的？ 内质网膜 囊泡 高尔基体膜 囊泡 细胞膜 基本不变 二 细胞器之间的协调配合 1、分泌蛋白加工和运输过程中膜面积变化，判断以下分别表示的膜结构。 前 后 时间 0 膜面积 时间 0 内质网 高尔基体 细胞膜 内质网 细胞膜 高尔基体 膜面积 课堂训练 二 细胞器之间的协调配合 课堂训练 1．科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞，探究胰蛋白酶的合成和分泌路径。下列叙述错误的是（　　） A．3H依次出现在核糖体、高尔基体、内质网和细胞膜 B．本实验采用放射性同位素示踪的方法 C．分泌过程中的囊泡可以来自高尔基体或内质网 D．整个过程中胰蛋白酶穿过0层膜 A A．图1中的②④⑤⑥分别对应图2中的a、b、c、d B．图1中不含磷脂的细胞器有②③，含核 酸的细胞器有②⑥ C．分泌蛋白形成过程中囊泡膜来自b、c， 该过程中b的膜面积会减小 D．可用放射性同位素15N标记物质Q来研究 分泌蛋白的合成、加工和分泌过程 2．图1表示某细胞在电子显微镜下部分亚显微结构示意图，①~⑦表示细胞结构；图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c、d代表参与该过程的细胞器。下列叙述错误的是（　　） 二 细胞器之间的协调配合 课堂训练 D 三 细胞的生物膜系统 任务三： 细胞生物膜系统的组成、联系及作用 细胞的生物膜系统 在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 注意 原核细胞没有核膜和细胞器膜等，没有生物膜系统； 但是原核细胞有生物膜。 口腔黏膜、胃黏膜、肠黏膜等不属于细胞的生物膜系统。 核糖体无膜，不属于细胞的生物膜系统。 直接 联系 三 细胞的生物膜系统 任务三： 细胞生物膜系统的组成、联系及作用 高尔基体膜 内质网膜 核膜 细胞膜 囊泡 间接联系 囊泡 间接联系 注意 囊泡能与细胞膜融合体现了膜的结构特点 --具有一定的流动性。 三 细胞的生物膜系统 任务三： 细胞生物膜系统的组成、联系及作用 生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要 1、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。 2、多种酶提供了附着位点。 3、生物膜把各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 三 细胞的生物膜系统 拓展 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。 四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 任务四： 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1、注意实验原理、材料？ 2、总结实验步骤？ 3、细胞质流动的观察指标？ 任务四： 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1、注意实验原理、材料？ 原理： (1)叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形，可在高倍显微镜下观察其形态和分布。 (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。 材料： 藓类的叶片（菠菜叶下表皮）、新鲜的黑藻。 叶绿体大且数目少，便于观察。 黑藻叶子薄且小，叶绿体清楚，可直接取整个小叶子直接直接制片。 四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 看 放 取 滴 任务四： 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2、实验步骤？ 四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 实验注意事项： 1、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。 2、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。 3、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。 四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 任务四： 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1．叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？ 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？ 为细胞内的物质运输创了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行 叶绿体呈椭球形，可根据光照调整朝向；叶绿体主要分布在植物体见光的叶肉细胞中，并且可随细胞质流动改变位置，有利于充分吸收光能，完成光合作用；类囊体堆叠形成基粒，扩大了受光面积，适于进行光合作用。 四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 任务四： 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 原理 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 细胞器和生物膜系统 步骤 材料 生物膜系统 分泌蛋白合成和分泌 细胞器的结构和功能 线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 中心体 液泡 双层膜，细胞有氧呼吸主要场所 双层膜，含有色素光合作用场所 单层膜，蛋白质合成、加工场所 无膜，生产蛋白质的机器 单层膜，蛋白质加工、分类、包装的车间及发送站 单层膜，细胞的“消化车间” 无膜，与细胞的有丝分裂有关 单层膜，调节植物细胞内环境 叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形 以叶绿体的运动作为标志 取材 制片 观察 细胞质流动：黑藻等 叶绿体：藓类、菠菜等 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 组成：细胞膜、核膜、细胞器膜等 特点：组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系 课堂总结 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。（ ） 一、概念检测 √ × 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 A 课堂练习 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 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 C B 课堂练习 5．找出下图中的错误，并在图中改正。 内质网 高尔基体 核仁 中心粒 去掉：高等植物没有中心粒 叶绿体 线粒体 课堂练习 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？尝试提出一种假说，解释这种现象。 溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被水解。根据这一事实，可以作出多种合理假说，例如，膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用； 溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身； 可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如PH)不适合酶发挥作用等等。 课堂练习 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.46.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $