2021——2022学年高一上学期 生物人教版（2019）必修1 3.2细胞器之间的分工合作课件（40张）

(共40张PPT)
第2节细胞器之间的分工合作
人教版高中生物教学课件
第3章：细胞的基本结构
本节重点
1
2
3
4
细胞器之间的分工
细胞器之间的协调配合
细胞的生物膜系统
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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、机載系统研发（包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等）、总装制造等部门。
C919飞机
1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？
研制飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。
讨论：
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？
细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。
细胞质
细胞质基质
细胞器
呈胶体状
不断流动
成分：水、无机盐、糖类、蛋白质、酶等
作用：新陈代谢的主要场所
细胞骨架
由蛋白质纤维组成（真核细胞）
作用：维持细胞的形态、锚定并支撑着细胞器、与细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转化、信息传递有关
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、
液泡、核糖体、中心体
微管
线粒体
质膜
内质网
核糖体
微丝
细胞在生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部就像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”，这些“部门”都有一定的结构，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等，它们统称为细胞器。细胞质中还有呈溶胶状的细胞质基质，细胞器就分布在细胞质基质中。
思考： 如何把众多的细胞器分离开？
为什么要进行分离？
获得单一的细胞结构，便于研究功能
任务1：阅读教材中的差速离心法，回答下列问题：
如果要分离细胞内部的结构，首先要做的准备工作是什么？
如何分离得到各种细胞结构？
差速离心法
分离细胞器的方法——差速离心法
将各种细胞器分离开（利用不同的离心速度所产生的不同离心力 + 细胞各组分质量大小不同 ）
破坏细胞膜（形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆）
将匀浆放入离心管
用高速离心机在不同的转速下进行离心
离心
转速
上清液
沉淀
细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。有合作，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。
知识点一：细胞器之间的分工
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
六体一网一泡
线粒体 --- 细胞的“动力车间”
1.形状：椭球形、哑铃状
2.分布：存在于动植物细胞中
4.功能：有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需能量，大约95%来自线粒体
3.结构: 外膜、内膜、嵴、基质
双层膜
内膜：向内折叠形成嵴，加大了内膜的表面积，有利于有氧呼吸的生化反应顺利进行。
周围充满液态基质，基质中还有核糖体、少量的DNA和RNA。
内膜和基质中均有许多种与有氧呼吸有关的酶。
叶绿体 --- 植物细胞的“养料制造车间和能量转换站”
1.形状：扁平的椭球形或球形
2.分布：存在于绿色植物的叶肉细胞中
3.结构：外膜、内膜、基粒、基质
双层膜
类囊体薄膜上分布有叶绿素等光合色素。色素的作用是吸收光能、利用光能。
基粒与基粒之间充满液态基质，基质中有核糖体、少量的DNA和RNA。
类囊体薄膜和基质中有光合作用必需的酶。
4.功能：光合作用的场所
线粒体 叶绿体
分布
形态
结 　　　　构 双 层 膜 外膜 内膜
基　质
功能
光合作用的场所
呼吸作用的主要场所
都含有少量的DNA和RNA
含与光合作用有关的酶
含与呼吸作用有关酶
是一层光滑的膜
向内折叠形成嵴
与周围的细胞质基质分开
扁平的椭球形或球形
圆球形、短棒形，哑铃形
主要存在于植物的叶肉细胞
动植物细胞中
线粒体和叶绿体比较
内质网 --- 装放“机器”的车间
粗面内质网
（有核糖体附着）
滑面内质网
（无核糖体附着）
1.形状：由膜围成的管状、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。
2.分布：存在于动植物细胞中
4.功能：蛋白质合成、加工场所和运输通道，以及脂质合成的“车间”
3.结构：
单层膜
内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附有很多 酶，有利于细胞内各种生化反应进行。
种类：滑面型内质网和粗面型内质网
高尔基体 ---“质检”和“发送站”
高尔基体
1.形状：扁平囊状结构
2.分布：存在于动植物细胞中
4.功能：动物细胞中主要是对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装；植物细胞中与有丝分裂过程中细胞壁的形成有关。
3.结构：
单层膜
有大小囊泡
囊泡
来自粗面内质网的囊泡
溶酶体 --- 细胞的“消化车间”
4.功能：能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌、细胞的消化车间
2.分布：主要分布在于动物细胞中
1.形状：圆球形
膜
水解酶
溶酶体
3.结构：单层膜，含有多种水解酶
补充：硅肺
溶酶体的起源（起源于高尔基体）
液泡
液泡
1.结构：单层膜（液泡膜），内有细胞液，含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等。
2.分布：存在于成熟的植物细胞中
3.功能：
调节植物细胞内的环境，使细胞保持一定的渗透压
充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，还与细胞吸水有关
核糖体 --- 生产蛋白质的“机器”
1.形状：椭球型粒状小体
2.分布：存在于原核、真核细胞中
（原核细胞唯一具有的细胞器）
3.结构：无膜结构，由蛋白质和RNA构成
有些附着于内质网上，有些游离在细胞质基质中
4.功能：细胞内合成蛋白质的机器（氨基酸脱水缩合的场所）
附着核糖体：合成分泌蛋白（如消化酶、抗体、部分激素）膜蛋白和溶酶体中的酶等
游离核糖体：合成的是胞内蛋白（如血红蛋白、呼吸酶等）
核糖体
中心体
1.形状：无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及
周围物质组成
2.分布：存在于动物细胞与低等植物细胞中（如衣藻、绿藻、水绵、团藻等）
3.功能：与细胞有丝分裂有关
细胞器分类归纳：
单层膜：
有膜结构
1、结构 双层膜：
无膜结构：
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
2、分布
动植物共有的：
线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体
植物特有的：
液泡、叶绿体
动物、低等植物共有的：
中心体
知识点二： 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,可以在高倍显微镜下直接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。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
2.目的要求
（1）使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
（2）观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。
3.材料用具
藓类叶（或菠菜叶、番薯叶等），新鲜的黑藻
显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，刀片，培养皿，台灯，铅笔等
注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致致。
清水
下表皮
4.实验步骤
藓类片：
叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片
菠菜稍带叶肉的下表皮：
①细胞排列疏松，易撕取
②含叶绿体数目少，且个体大
叶绿体
讨 论
1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片栅栏组织（接近上表皮）细胞中的叶绿体较海绵组织（接近下表皮）的细胞中的多，这使得叶片的叶绿体能够接受更多的光照进行光合作用。
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？
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要原料、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。
知识点三：细胞器之间的协调合作
分泌蛋白的合成与运输
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。科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，做过这样一个实验。他们向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，带有放射性标记的物质出现在附着有核糖体的内质网中；17mn后，出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。
强调：观察的是放射性的位置变化
产生大量的分泌蛋白
取材容易
易于观察
选择同位素3H标记的亮氨酸
将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养（3 min）
随后将细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。
不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用放射性自显影技术，追踪被标记亮氨酸的转移路径。
1. 为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？
2. 为什么将实验细胞放入含有3H亮氨酸的培养液中短时间培养？
亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。
实验细胞短时间暴露于含有放射性标记的氨基酸中
将含有放射性的氨基酸洗去，换成不含有放射性的同一氨基酸
使暴露时间内合成的蛋白质掺入了含有放射性的氨基酸
追踪放射性物质的位置，从而得知蛋白质运动的轨迹
在一条河流中短时间加入染料，可以跟随染料分子观察河流的流动。
问题：如果不断地向一条河流添加染料会发生什么？
布满整条河流
任务：分析实验结果，你能否据此推测出分泌蛋白转移的途径
放射性培养
粗面内质网
高尔基体
分泌颗粒
细胞膜
结论：
细胞膜内外两侧
本实验是在一个细胞内完成的吗？
放射性标记的蛋白质
放射性标记的蛋白质
内质网
高尔基体
放射性标记的蛋白质在细胞膜两侧
3min
17min
117min
归纳
分泌蛋白的合成和运输过程
粗面内质网
合成蛋白
细胞膜
核糖体
氨基酸形成肽链
内质网
加工肽链形成蛋白质
高尔基体
进一步修饰加工
细胞膜
细胞外
囊泡
囊泡
分泌
高尔基体
接受侧
运输侧
核糖体
囊泡与细胞膜融合
内质网
核糖体
高尔基体
细胞膜
进入
囊泡
囊泡
线粒体
供 能
供 能
供 能
供 能
多肽
合 成
较成熟的蛋白质
初 加 工
成熟蛋白质
再 加 工
特定功能的蛋白质
分 泌
分泌蛋白的合成过程
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。
知识点四：细胞的生物膜系统胞器都有膜，如
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，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，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。
一 . 生物膜系统的组成：
细胞膜
细胞器膜
核膜等
(即细胞内所有的膜)
　核膜
（外膜）
内质网膜
细胞膜
线粒体外膜
囊泡
高尔基体膜
囊泡
囊泡
二、各种膜在结构上的联系
直接联系
间接联系
（1）结构上：各种生物膜之间具有直接或间接的联系，保持一定的连续性。
（2）功能上：各种生物膜之间分工协作，共同完成细胞的各项生命活动。
三、生物膜系统的功能：
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的作用
生物膜系统的广阔的膜面积为许多重要的化学反应所需的多种酶提供了大量的附着位点
将细胞分成一个个小区室，使得细胞内能同时进行多种化学反应，而互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
与生活中的联系：透析型人工肾——血液透析膜
课堂小结
细胞器之间的的分工合作
细胞骨架
1.下表是关于各种细胞器的结构和功能的比较，其中正确的是( )
选项 细胞器 结构或部位 功能
A 高尔基体 一层膜 动力车间
B 叶绿体 存在于所有植物细胞中 养料制造车间
C 核糖体 一层膜 蛋白质生产机器
D 溶酶体 存在于动植物细胞中 消化车间
A.A B.B C.C D.D
D
课堂练习
2.下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是( )
A.三者都存在于蓝藻中 B.三者都含有DNA
C.三者都具有双层膜结构 D.三者的膜结构中都含有蛋白质
3.某班级于11月中旬进行“观察细胞质的流动”实验，实验时以一周前购买的菠菜为材料，发现大部分同学没有观察到细胞质的流动。分析其原因不合理的( )
A.细胞死亡，细胞质不再流动 B.没有染色，观察不到细胞质流动
C.细胞重叠，细胞图像不清晰 D.温度太低，细胞质流动不明显
D
B
4.细胞内的囊泡就像“深海中的潜艇”在细胞中穿梭往来，参与物质的运输过程。下列关于真核细胞中囊泡的叙述，正确的是( )
A.不具有分泌功能的细胞一定不会产生囊泡 B.分泌蛋白的运输和分泌都需要囊泡的参与
C.囊泡只能够将物质从细胞内运输到细胞外 D.囊泡包裹物质进行运输时不需要消耗能量
5.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都属于生物膜系统
B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C.生物膜的组成成分和结构都是一样的,在结构和功能上紧密联系
D.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达
B
D
谢谢聆听