生物人教版（2019）必修1 3.2 细胞器之间的分工合作（共63张ppt）

(共63张PPT)
3.2细胞器之间的分工合作
问题探讨
1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？
提示：研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的分工与合作，缺少任何一个部门都难以完成研制工作。
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？
不能。
是的；也存在类似的分工与合作。
核糖体
内质网
线粒体
高尔基体
细胞壁
细胞膜
细胞核
核膜
核仁
液泡
叶绿体
细胞膜
细胞核
核膜
核仁
中心体
溶酶体
细胞结构总览
动植物细胞亚显微结构模式图
动物细胞亚微结构
细胞质
真核细胞的基本结构
细胞质基质:
结构：呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成
功能：许多化学反应在此进行（细胞代谢的主要场所）
细胞骨架:
组成：蛋白质纤维组成的网架结构
功能：维持细胞形态、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有关
细胞质基质
细胞骨架
细胞器:
细胞质中忙碌不停的，有一定结构的“部门”
1
显微镜观察
(1)显微结构
用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。
其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。
细胞中的显微结构：
线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁、细胞壁
（2）亚显微结构
在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍。
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
1、破坏细胞膜，制成细胞匀浆
2、匀浆放入离心管
3、离心器离心
4、细胞器分离
分离细胞器的方法—差速离心法
差速离心法：采用逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法
原理：以逐步增高的转速重复离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，使细胞器分离开
科学方法：分离细胞器的方法——差速离心法
叶绿体
液泡
植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构模式图
溶酶体
一、细胞器之间的分工
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
核
仁
细胞质
细胞核
核
膜
核
仁
中心体
内质网
高尔基体
核糖体
线粒体
细胞膜
核
膜
线粒体（双层膜）
线粒体基质
少量DNA、RNA，与有氧呼吸相关的酶
内膜
外膜
嵴
增大膜的表面积
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约95%来自线粒体
存在于动植物细胞中
分布
内膜向内凹陷形成嵴，增大膜的表面积
具有两层生物膜
结构
有许多种与有氧呼吸有关的酶
含有少量的DNA和RNA以及核糖体
半自主细胞器
基质
无线粒体：哺乳动物
成熟的红细胞、蛔虫
体细胞等
细胞名称 肝细胞 口腔上皮细胞 心肌细胞
消耗能量 较多 较少 很多
线粒体数 950个 90个 12500个
资料1
代谢旺盛的细胞中含有线粒体数量多。
1.原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
2.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
很多原核细胞都可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上。
(细胞基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。)
因为哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，而且细胞内也没有有氧呼吸的酶，因此，只能进行无氧呼吸。
3.蛔虫寄生在人的消化道（缺氧环境）中蛔虫有线粒体吗？蛔虫是真核细胞吗？
没有线粒体，只能进行无氧呼吸,是真核细胞
细胞器——叶绿体
植物根部细胞
不含叶绿体
叶肉细胞
幼嫩的茎
保卫细胞
（下表皮）
…等部位，呈现绿色的部位
分布
细胞器——叶绿体
外膜
内膜
基质
核糖体
DNA
类囊体
基粒
由于含有叶绿素使得叶绿体显现绿色。
叶绿体主要存在于植物叶肉细胞和幼茎皮层细胞中。能随着光源及光照强度而运动。
细胞器之——叶绿体
绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器
植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
存在于植物细胞中
分布
叶绿体内部含几个至几十个基粒，每个基粒由一个个类囊体堆叠而成
类囊体薄膜增大了膜的表面积
具有两层生物膜
结构
基粒：有许多种与光合作用有关的酶
基质：含有少量的DNA、RNA、核糖体和酶
半自主细胞器
叶绿体
外膜
内膜
类囊体
基粒
基质
（1）是不是只有含叶绿体的生物才能就行光合作用？
（2）离体的完整的叶绿体在光照下能否释放氧气？
不一定，蓝藻含有叶绿素和
藻蓝素也能进行光合作用。
完整的叶绿体在适宜条件下可以释放氧气。
问题探讨
线粒体与叶绿体有哪些共同点
和不同点？
线粒体 叶绿体
分布
形态
结 　　　　构 双 层 膜 外膜
内膜
基　粒
基　质
功能
植物的叶肉细胞、嫩茎细胞
有氧呼吸的真核生物
扁平的椭球形或球形
粒状、棒状
与周围的细胞质基质分开
是一层光滑的膜
向内折叠形成嵴
多个类囊体堆叠组成，含光合色素和酶
含与光合作用有关的酶
含与有氧呼吸有关酶
都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制）
光合作用的场所
有氧呼吸的主要场所
线粒体和叶绿体的起源：内共生学说
细胞器——内质网
结构：由单层膜连接成的分支管状或扁平囊状细胞器。
粗面内质网
光面内质网
（核糖体附着于内质网外）
合成脂质
合成分泌蛋白
功能：细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所
分布：
动植物细胞
细胞器——内质网
粗面内质网
扁平囊状
光面内质网
分支管状
粗面内质网
光面内质网
连接装置
一个连续的整体
细胞器——高尔基体
顺面（靠近细胞核）
运输小泡
（囊泡）
分泌小泡
反面
（朝向细胞膜）
1.分布：动植物细胞
2.结构：单层膜围起的扁平囊状结构，
有囊泡
3.功能： 主要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”
动物：与溶酶体的形成有关
植物：与细胞壁的形成有关
（合成半纤维素和果胶）
“车间”及“发送站”
细胞器——核糖体
没有膜
由蛋白质和RNA组成
是细胞内合成蛋白质的场所
包含两个大、小亚基
功能
分布在内质网上的核糖体主要合成分泌蛋白
游离在细胞质基质中的核糖体主要合成胞内蛋白
原核细胞唯一的细胞器
“生产蛋白质的机器”
亚显微结构
溶酶体
—“消化车间”
主要分布在动物细胞
单层膜包裹的小泡，起源于高尔基体，含有多种水解酶
能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或细菌。
（营养和防御作用）
溶酶体的自噬作用
溶酶体的吞噬作用
与社会的联系
①矽肺又称硅肺，是尘肺中最为常见的一种类型，是由于长期吸入大量游离二氧化硅粉尘所引起的，以肺部广泛的结节性纤维化为主的疾病。造成硅肺的原因是什么？
肺部吸入硅尘（SiO2）后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损
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，肉反而新鲜。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？
溶酶体中储存有大量的酶用于抵抗外界微生物和消化衰老的细胞器．动物体刚死时溶酶体不破裂，一段时间后其中的酶会随其破裂而溢出，起到消化作用．溶酶体内含有蛋白酶酶原，能在细胞死亡后激活成为蛋白酶，催化肌细胞间的胶原蛋白水解，使肌肉变得松软，烹调后更加鲜嫩．从而使肉类变得更容易煮，更容易消化．
液泡
(1)分布：
(2)形态：
囊泡状（光学显微镜下可以观察到）
(3)结构：
单层膜
细胞质
细胞液：
含有花青素等色素、糖类、
无机盐等（调节渗透压）
液泡膜（单层）
(4)功能：
调节植物细胞内的渗透压，充盈可以使植物细胞保持坚挺。
液泡
主要存在于成熟植物细胞中
根尖分生区组织细胞无大液泡。
细胞器——液泡
（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。
细胞器——液泡
原生动物的食物泡、伸缩泡
亚显微结构
中心体
动物与低等植物细胞中
绿藻、小球藻、水绵、褐藻、硅藻
由两个相互垂直的中心粒及周围的物质组成。
无膜结构，主要成分是蛋白质。
与动物细胞有丝分裂有关。
有丝分裂间期复制，前期发出星射线，形成纺锤体
总结归纳：细胞器的分类
(1)按分布划分
动物和低等植物特有：
原核细胞、真核细胞均有：
核糖体
中心体
(2)按膜结构划分
具单层膜结构：
具双层膜结构：
不具膜结构：
内质网、液泡、溶酶体、高尔基体
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
(3)按特有成分划分
含DNA的细胞器：
含RNA的细胞器：
含色素的细胞器：
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
叶绿体、 液泡
叶绿素
类胡萝卜素
花青素
RNA+蛋白质
蛋白质
拓展：细胞器的五个常见思维误区
误区1：没有叶绿体和液泡的细胞是动物细胞。
反例：根尖分生区细胞。
误区2：具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。
反例：真菌、细菌等都有细胞壁。
误区3：没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用。
反例：蓝细菌。
误区4：没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物。
反例：硝化细菌。
误区5：没有线粒体不能进行有氧呼吸。
反例：大多数原核生物是需氧型的，存在跟呼吸有关的酶。
补充：蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，产生乳酸。
真、原核细胞及动、植物细胞的判断方法
有无细胞核
无
有
原核细胞
真核细胞
有
无
有无细胞壁
植物细胞
动物细胞
有
无
有无中心体
低等植物
高等植物
细胞壁
细胞壁
1. 分布
2. 成分
存在植物细胞细胞膜的外表面
纤维素和果胶等
3. 功能
①对细胞起保护和支持作用。
②全透性
细胞质基质
（呈溶胶状）
细胞骨架
胞间连丝
细胞骨架：维持形态，保持内部结构有序
组成：蛋白质纤维组成的网架结构；
作用：
a.维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器；
b.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。
细胞骨架
细胞质基质
1. 成分
呈胶质状态，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成。
2. 功能
进行多种化学反应，是细胞代谢的主要场所。
细胞质基质
细胞质
细胞质基质
成分：
水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等。
功能：
活细胞进行新陈代谢的主要场所
细胞器
单层膜结构
细胞器
无膜结构
细胞器
高尔基体
双层膜结构
细胞器
线粒体
叶绿体
内质网
液泡
核糖体
中心体
溶酶体
细胞膜以内，细胞核以外的部分
温故知新
(课前3分钟读课本P48-49)
八种细胞器的分布、结构、功能
三、细胞器之间的协调配合
实例：分泌蛋白的合成与运输
1.什么叫分泌蛋白？
【自主学习】5min阅读教材p51思考.讨论和科学方法，完成下列问题：
2.科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？
3.分泌蛋白是在哪里合成的？
4.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
5.分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白
有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白。
比如：消化酶、抗体和一部分激素
如果想要探究分泌蛋白的合成和运输过程，那要利用什么手段或方法才能实现？
定位！
“信号”标记
同位素标记法
可用于追踪物质的运行和变化规律。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物的化学性质不会改变。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。
14C、32P、3H、35S等
具有放射性的同位素
15N、18PO等
不具有放射性的同位素
标记
实验设计
选何种类型元素进行标记？
易得到
易检测
如何将标记元素标记在分泌蛋白上？
豚鼠的胰腺腺泡细胞
亮氨酸
3H（氚/超重氢）
注射
如何观察判断分泌蛋白的分泌和运输过程？
检测放射性
细胞器之间的协作配合
分泌蛋白的形成与运输
胞内蛋白 分泌蛋白
合成场所
作用场所
实例
游离核糖体
呼吸酶、血红蛋白
细胞内
附着型核糖体
消化酶、抗体、部分激素
细胞外
科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中； 17min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及细胞外的分泌物中。
思考：分泌蛋白的合成和分泌需要经过哪些结构？各结构的作用是？
3.分泌蛋白的形成过程
合成和运输过程
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
肽链
一定空间结构蛋白质
成熟蛋白质
分泌蛋白
氨基酸
合成
加工、
折叠、
修饰加工、
融合
分泌
囊泡
囊泡
线粒体
能量
能量
能量
能量
与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器：
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜及细胞膜　　
参与分泌蛋白合成运输的膜结构：
交通枢纽
1.三种膜之间通过形成囊泡相互转化
思考
思考：在分泌物的合成和分泌过程中，内质网膜、高尔基体、细胞膜之间有什么关系？
2.三种膜的面积也可以改变：
内质网膜面积减少，
高尔基体先增加后减少，
细胞膜面积增加
3.三种膜的成分也会更新
4.细胞内的生物膜在结构和功能上具有一定的连续性
内质网的膜面积_____
减少
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
分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
分泌蛋白合成与运输的过程中膜面积的变化
内质网
高尔基体
细胞膜
前
后
时间
0
膜面积
①内质网
③高尔基体
②细胞膜
时间
0
②
③
①
①
②
③
细胞外
囊泡
囊泡
内质网
高尔基体
细胞膜
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。化学组成上都有蛋白质、脂质、糖类
细胞的生物膜系统
核膜
内质网膜
细胞膜
因为原核细胞只有细胞膜、核糖体，没有核膜和具膜细胞器，构不成生物膜系统。
1.生物膜的成分与结构相似
①生物膜的主要成分是：脂质(磷脂)+蛋白质
②生物膜的基本结构：流动镶嵌模型
a.磷脂双分子层——基本骨架
b.蛋白质分子分布在磷脂双分子层中
细胞的生物膜系统
细胞的生物膜系统
组成
细胞膜
细胞器膜
核膜
高尔基体
内质网
囊泡联系
囊泡联系
核膜
内质网膜
细胞膜
直接联系
直接联系
细胞的生物膜系统
组成
细胞膜
细胞器膜
核膜
高尔基体
内质网
囊泡联系
囊泡联系
直接联系
直接联系
功能
决定
细胞膜
细胞器膜
核膜
保持细胞内部环境稳定，物质运输、能量转化和信息传递
酶的附着位点，生化反应的场所；
分隔成小室，同时进行多种反应，使生命活动高效有序进行
思考：原核细胞有生物膜系统吗？
问题探讨
细胞的生物膜系统
Cell Biological Model System
生物膜系统≠生物膜
易错提醒
原核细胞
真核细胞
生物膜
有
没有
有
有
缺一不可共同组成
细胞膜
核膜
细胞器膜
生物膜系统
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。
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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做实验材料。
(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。
(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
为什么选择这种实验材料
藓类为阴生植物，菠菜下表面也是背阳面，这样的细胞叶绿体大且数目少，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。
实验：用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
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动。
3.实验步骤
4.实验结论
(2)每个细胞中细胞质流动的方向一致
藓类
黑藻
1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
讨论：
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？
叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变条件，有利于接受更多的阳光。
弱光——椭球形的正面朝向光源——接受更多的阳光
强光——椭球形的侧面朝向光源——避免被灼伤
细胞质是细胞代谢的主要场所，细胞质中含有代谢所需的原料、催化剂酶、细胞器物质和结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了生命活动的正常进行。