3.2细胞器之间的分工合作课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

3.2 细胞器之间的分工合作 一、细胞的结构 细胞的结构 细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 细胞质基质 细胞器 分布于 功能： 是活细胞进行代谢的主要场所。 状态： 溶胶状 如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等 主要成分：纤维素和果胶 作用：对细胞起保护和支持的作用 二、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。 原理：逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒。 植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图 细胞核 细胞膜 内质网 高尔基体 线粒体 细胞质 核糖体 细胞壁 叶绿体 液泡 溶酶体 中心体 1.细胞器 二、细胞器之间的分工 （1）具有双层膜结构的细胞器——叶绿体 外膜 内膜 基质 基粒 类囊体 ④分布： ①形态： ②结构： ③功能： 双层膜 基粒 基质： 外膜 内膜 由多个类囊体堆叠形成 绿色植物进行光合作用的场所 扁平的椭球形或球形 “养料制造车间” “能量转换站” 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎； 含有DNA、RNA、光合作用相关的酶、核糖体 （可以增大光合色素及相关酶的附着位点） 类囊体 基粒 （1）具有双层膜结构的细胞器——线粒体 ①形态 大多呈短棒状或椭球形 ③结构 双层膜 基质 外膜 内膜 嵴 （增大内膜面积） 向内 折叠 少量DNA、RNA、核糖体 有氧呼吸有关的酶 外膜 内膜 基质 嵴 DNA 核糖体 (含有) ④功能 细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”，细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。 ②分布 动植物细胞，代谢旺盛的部位分布较多 膜间隙 （2）具有单层膜结构的细胞器——内质网 ②形态 由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成连续的内腔相通的膜性管道系统 ④分类 ①分布 普遍存在于真核细胞中 粗面内质网 光面内质网 细胞核 核糖体 粗面内质网 光面内质网 无核糖体附着 ⑤功能 是蛋白质合成、加工场所及运输通道，也是脂质合成的场所 有核糖体附着 ②形态 单层膜，扁平囊状，有囊泡 ①分布 动植物细胞 在动物细胞中：与溶酶体的形成有关。 在植物细胞中：与细胞壁的形成有关。 ③功能 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” 囊泡 （2）具有单层膜结构的细胞器——高尔基体 注意 在动物植物细胞中功能有所不同。 （2）具有单层膜结构的细胞器——溶酶体、液泡 水解酶 一 ①分布： ②结构： ③功能： 主要分布于动物细胞 单层膜结构，扁平囊状。 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”。 液泡 一 ①分布： ②结构： ④功能： ③内含物： 调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。 主要分布在植物细胞中 细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。 单层膜结构泡状。 （3）无膜结构的细胞器——核糖体 ②形态 粒状小体 ③结构 无膜 组成：由大亚基和小亚基构成 成分：RNA和蛋白质 ①分布 动植物细胞、原核细胞中 ⑤功能 蛋白质的合成场所，生产蛋白质的“机器” 大亚基 小亚基 ④分类 蛋白质 RNA 游离型核糖体 附着型核糖体 游离在细胞质基质中 附着于内质网上 （3）无膜结构的细胞器——中心体 ②结构： ③功能： ①分布： 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，主要成分是蛋白质 动物和低等植物细胞 与细胞的有丝分裂有关 中心粒 2.没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞 与细胞器有关的六个不一定 3.有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体 1.没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞 4.能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，如蓝细菌 5.某些原核生物虽无线粒体，但仍可进行有氧呼吸，如某些好氧细菌 6.同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同，如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐消失 细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？ ①成分：蛋白质纤维 ②功能：维持细胞形态；锚定并支撑许多细胞器；与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等密切相关。 细胞骨架 1.【正误辨析】 对点训练 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( ) × × × × × × × 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．①表示线粒体，是需氧型生物进行有氧呼吸的场所 B．图中各细胞器在光学显微镜下都能够看到 C．该细胞中可能还有叶绿体 D．④是蛋白质合成和加工的场所 C 2．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、细胞质 D．细胞质、液泡 B 三、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理： (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，可以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。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 2.实验材料 藓类、黑藻叶片、菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 藓类叶片很薄，单层叶肉细胞，叶绿体较大，可直接制片观察。 菠菜叶稍带点叶肉的下表皮细胞排列疏松、易撕取，叶绿体数目少，个体大。 黑藻叶片薄而小，是单层细胞，叶绿体多，可直接制片观察。 藓类 菠菜 黑藻 3.方法步骤 制作制作藓类（菠菜、黑藻）叶片临时装片 用黑藻观察细胞质流动时，应该事先放在光照、室温下培养 加速黑藻细胞质的流动，便于观察 滴 在洁净的载玻片中央滴一滴清水 取 放 盖 看 放入载玻片上的清水中 盖上盖玻片 叶绿体 用镊子取一片小叶 低倍镜找到细胞，再换高倍镜观察 4.实验注意事项： （1）使细胞保持有水的状态，以免细胞失水过多死亡，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。 弱光 强光 1.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体”实验的叙述，正确的是 A.制作临时装片时，实验材料不需要染色 B.在高倍镜下可观察到叶绿体的双层膜结构 C.制作临时装片时，应在载玻片中央滴加生理盐水 D.实验材料应选择藓类的小叶或菠菜叶的上表皮 （ ） A × × × 对点训练 2.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，错误的是 A.制作的临时装片要始终保持有水的状态 B.观察细胞质的流动，可用细胞质中的叶绿体的运动作为标志 C.把黑藻事先放在光照、室温条件下培养再制片观察，实验效果更明显 D.若在显微镜下观察到叶绿体随细胞质顺时针方向流动，则实际的流动 方向为逆时针 （ ） × D 四、细胞器之间的协调配合 1.胞内蛋白和分泌蛋白 （2）分泌蛋白 ①概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 ②举例：消化酶、抗体和一部分激素。 ①概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。 (1)胞内蛋白 ②举例：血红蛋白，呼吸酶等。 3H标记的亮氨酸 豚鼠的胰腺腺泡细胞 注射 观察细胞中放射性标记物先后出现的部位。 ①出现在附有核糖体的内质网中 ②出现在 高尔基体中 ③出现在细胞膜内侧运输蛋白质的囊泡及细胞外的分泌物中 2.分泌蛋白的合成与运输 也称同位素示踪法，是一种利用放射性或稳定性同位素作为示踪剂，（如160与180，12C与14C），来追踪、研究物质在生物过程中运行和变化规律的科学方法。 (1) 概念： 质子数相同 中子数不同 (2) 类型： 同位素 标记 放射性 同位素 稳定 同位素 放射性 检测 检测 ➡14C、32P、3H、35S等 ➡15N、180等 密度或 相对分子质量 科学方法--同位素标记法 3.阅读课本P52前2段内容以及图3-8尝试用流程图描述分泌蛋白的合成和运输过程 游离的核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 囊 泡 囊 泡 氨基酸形成多肽链 合成并加工、折叠肽链 形成具有空间结构的蛋白质 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 囊泡与细胞膜融合分泌 线粒体供能 内质网的膜面积_____ 减少 高尔基体膜先_____，后_____，综合比较：高尔基体的膜面积__________ 细胞膜的膜面积_____ ① ② ③ ④ 基本不变 增加 思考：分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生什么样的变化？ 增加 减少 下图表示用3H标记的亮氨酸 其中a、b、c依次表示什么细胞器？ a核糖体、b内质网、c高尔基体 上图表示膜面积的变化，字母和序号含义是？ ①和d表示内质网，②和f表示高尔基体，③和e表示细胞膜 d e f ① ② ③ a b c 放射性强度 梳理与“分泌蛋白的合成和运输”细胞结构相关问题 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜 内质网、高尔基体、线粒体 核糖体、内质网、高尔基体 ①与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器： ②与分泌蛋白合成和运输有关的细胞结构： ③与分泌蛋白合成和运输有关的具膜细胞器： ④分泌蛋白合成和运输过程中途径的细胞器： 五、细胞的生物膜系统 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，共同构成细胞的生物膜系统。这些膜的组成成分和结构很相似，统称为生物膜。 思考1：囊泡膜、类囊体薄膜属于生物膜吗？ 思考2：所有生物都有生物膜系统吗？ 病毒无任何膜结构，所以病毒无生物膜系统。 原核细胞只有核糖体这一种细胞器，没有核膜和细胞器膜，构不成生物膜系统，但原核细胞的细胞膜属于生物膜。所以原核生物有生物膜，但无生物膜系统。 属于 (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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。 (2) 许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。 (3) 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 生物膜系统的功能 生物膜结构上的联系 核膜 内质网膜 细胞膜 高尔基体膜 内质网膜 核膜 细胞膜 直接联系 间接联系 囊泡 直接联系 间接联系 囊泡 直接联系 间接联系 内质网外连细胞膜、内连核膜 内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以相互转化 对点训练 A.该生物大分子可能是胰岛素 B.①②均可对该生物大分子进行加工 C.②可存在于动、植物细胞内且功能相同 D.该生物大分子的运输过程体现了生物膜具有流动性 1.如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线，其中①②表示细胞结构。下列叙述错误的是( ) × C 2.下列有关生物膜系统的说法，正确的是（ ） A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜等都属于生物膜系统 B.合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达 C.各种生物膜的组成成分和结构完全一致，在结构和功能上有一定的联系 D.枯草杆菌也具有生物膜系统，否则就不能进行正常的生命活动 × × × B 32 3.生物膜在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。下列有关生物膜功能的叙述，错误的是（ ） A.活的动物细胞的细胞膜能阻止台盼蓝染液进入细胞 B.相邻细胞之间只能通过细胞膜上的受体进行信息交流 C.线粒体内膜向内折叠形成嵴，为酶提供更多附着位点 D.溶酶体膜把内外分隔开，防止水解酶对外界物质的水解 × B 练习与应用 一、概念检测 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)生物膜系统是由具膜结构的细胞器构成 （ ） ✘ √ 2. 基于对动植物细胞结构比较，可判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器( ) A. 高尔基体 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 中心体 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 A C B 5.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） 中心粒(去掉/加一个) (叶绿体) (线粒体) 5.找出下图中的错误，并在图中改正。 $