生物人教版（2019）必修1 3.2细胞器之间的分工合作（共49张ppt)

(共49张PPT)
第2节
细胞器之间的分工合作
第三章
细胞的基本结构
第二节细胞器之间的分工合作
1.通过自主学习、合作学习和教师精讲，能够举例说出几种细胞器的结构和功能；
2.对比不同细胞器的结构与功能，举例说明细胞器结构与功能的相关性。
3.简述生物膜系统的组成和功能。
4.制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
5.用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。
第三章
细 胞 的 基 本 结 构
第二节
细 胞 器 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？
【答案】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？
【提示】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。
细 胞 器 的 分 工 合 作
一 细胞器之间的分工
第二节
细 胞 器 的 分 工 合 作
——差速离心法：
一 细胞器之间的分工
分离细胞的方法通常采用差速离心法，即采取逐渐提高离心转速的方式分离大小不同的颗粒
细胞质包括细胞质基质和细胞器
细胞器是细胞内具有特定的形态、结构和功能的结构
细胞质基质呈溶胶状
过渡：差速离心分离不同的细胞组分后，就能对不同细胞组分的结构和功能进行研究
第二节
？
1
2
3
4
5
6
7
8
准确辨识以下各种细胞器
识 图
有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？
外膜
内膜
嵴
外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）
形状:
功能：
圆球形 、短棒状、
线形、哑铃状等
结构:
有氧呼吸的主要场所---“动力车间”
思考
分布：
动、植物细胞中
基质
一、细胞器之间的分工
线粒体
⑴ 飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。
⑵ 运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻练的人多。
⑶ 在体外培养细胞时，新生细胞比衰老或病变细胞的线粒体多。
探究
一、细胞器之间的分工
另5%来自哪里呢？
叶绿体
叶绿体存在于哪些细胞中？
结构：
形状:
功能：
扁平的椭球形或球形(光学显微镜能观察到，呈绿色)
外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA和有关酶）
光合作用的场所—“养料制造工厂”和“能量转换站”
思考
一、细胞器之间的分工
分布：
主要存在于植物的叶肉细胞
注意：
是不是所有植物细胞都含有叶绿体？
1.植物细胞不一定都有叶绿体，如根部细胞。
2.部分原核细胞（蓝藻、光合细菌）无叶绿体，也能进行光合作用。
3.能利用无机物制造有机物的生物是自养生物，属于生产者。
4.细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质含有不同的酶。
一、细胞器之间的分工
叶绿体
一、细胞器之间的分工
探究.实验
叶绿体
实验材料的选择与处理
观察对象：叶绿体
叶绿体位于进行光合作用的细胞中，如植物叶片的叶肉细胞中
叶片不透光怎么办？
普通植物叶片叶绿体不能直接肉眼观察
普通植物叶片能直接观察到叶绿体吗？
普通叶片直接置于显微镜
下能观察达到叶绿体吗？
普通叶片因为不透光无法直接显微观察
观察用植物叶片需要足够薄
叶绿体在何处？
怎样使材料足够薄？
厚材料撕薄层，如菠菜叶
选择薄的材料，如黑藻叶
为什么撕取下表皮
捎带些许叶肉？
表皮细胞一般无叶绿体；下表皮附近叶肉细胞中叶绿体较少，容易观察
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？
一、细胞器之间的分工
1.叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
【答案】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，叶片细胞的栅栏组织(接近上表皮)中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)中的多，这使得叶片的叶绿体能够接收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？
【提示】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、代谢所需的酶和细胞器等。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。
叶绿体
探究.实验
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
光合作用的场所
有氧呼吸的主要场所
都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制）
含与暗反应有关的酶
含与有氧呼吸有关酶
片层膜堆叠成圆柱形，含色素和与光反应有关的酶。
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
椭球形
主要存在于植物的叶肉细胞
动植物细胞中
叶绿体与线粒体的比较
比 较
异同点 叶绿体 线粒体
不 同 点 分布 绿色植物细胞 动植物细胞
增大膜面 积的形式 由类囊体堆叠成基粒 内膜向内腔折叠形成嵴
酶 与光合作用有关，分布在基粒上和基质中 与有氧呼吸有关，分布在基质中和内膜上
色素 叶绿素、类胡萝卜素，分布在类囊体薄膜上 无
功能 光合作用的场所 有氧呼吸第二、三阶段进行的场所
共 同 点 ①均具有双层膜结构;②均具有能量转换功能;③都含磷脂、蛋白质和少量的DNA和RNA等，能够转录、翻译形成自身的部分蛋白质及半自主复制，控制细胞质遗传;④共同参与了自然界的碳循环过程;⑤均既消耗水又生成水
叶绿体与线粒体的比较
比 较
1）人体的下列细胞中，含线粒体数目较多是
（ ）
A. 神经元 B. 肌细胞
C. 皮肤表皮细胞 D. 汗腺细胞
B
2）下列细胞中，同时含叶绿体和线粒体的是 （ ）
A. 心肌细胞 B. 细菌
C. 叶肉细胞 D. 根毛细胞
C
一、细胞器之间的分工
提 升
内质网
分布：
形态结构：
功能：蛋白质合成和加工，脂质合成的“车间”
动植物细胞都有内质网。内连核膜，
外连细胞膜。（扩大了细胞内的膜面积）
由单层膜结构连接而成的网状物
分类：
滑面内质网：糖类和脂质的合成“车间”
粗面内质网
(附有核糖体):蛋白质合成和加工
1.脂质（性激素）的合成场所是内质网。
2.膜面积最大的细胞器，大量的膜面积为酶提供了广阔的附着位点。
一、细胞器之间的分工
高尔基体
存在部位：
动植物细胞中细胞核附近
形态结构：
扁平囊状结构，有大小囊泡，单层膜
主要功能：
动物细胞：与细胞分泌物的形成有关
（对蛋白质有加工、分类和包装的“车间”及
“发送站”)
植物细胞：分裂时与细胞壁的形成有关
（合成纤维素）
一、细胞器之间的分工
液 泡
与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关。
存 在：
形态结构：
主要功能：
植物细胞（成熟的植物细胞具中央大液泡）
泡状结构；表面有单层液泡膜，内有细胞液（含糖类、无机盐、色素和蛋白质等）
调节细胞内的环境,使细胞保持坚挺;
所有的植物细胞都有大液泡吗？
思考
1.液泡是最大的细胞器。
2.根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡。
3.液泡：贮存营养物质的细胞器。
4.含有色素的细胞器叶绿体和液泡（花青素，不能吸收光能）。
一、细胞器之间的分工
功 能：
分 布：
形态结构：
溶酶体
动、植物细胞内
单层膜包裹的小泡，含有多种水解酶。
“消化车间”,含有多种水解酶,能分解衰老、
损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入的病毒或病菌
例 如:两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化
一、细胞器之间的分工
溶酶体具有多种生理功能：
1、原生动物借助溶酶体消化摄入的食物;
2、分解衰老、损伤的细胞器
3、白细胞均含有溶酶体性质的颗粒，能
消灭入侵的微生物。
一、细胞器之间的分工
溶酶体
与生活的联系：
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，这与溶酶体有关。
职业病—硅肺，因为溶酶体内缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中水解酶释放，破坏细胞结构。
一、细胞器之间的分工
溶酶体
核糖体——“生产蛋白质的机器”
存 在：
主要功能：
附着在内质网上或游离在细胞质基质中(动植物细胞中)
椭球形的粒状小体，无膜结构
细胞内合成蛋白质(多肽）的场所
一、细胞器之间的分工
核糖体
形态结构：
没有膜，核糖体主要成分：
rRNA和蛋白质
一、细胞器之间的分工
核糖体
所有蛋白质的合成都从细胞质中游离的核糖体开始
核糖体转移到内质网
核糖体留在细胞质基质
分泌小泡
溶酶体
质膜
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞质基质
驻留在
内质网
模拟题提示：
模拟题可能认为蛋白质合成场所只有核糖体。理论上这样讲问题也没有问题，毕竟内质网合成蛋白质的功能实际上是由粗面内质网上的核糖体执行的。做题时需要斟酌命题意图。
中心体
无膜结构（由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成）
功能：
动物细胞内和低等的植物细胞中
与细胞有丝分裂有关。
分布：
结构：
一、细胞器之间的分工
细胞骨架
一、细胞器之间的分工
维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性
细胞骨架：真核细胞
蛋白质纤维组成的网状结构
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
模拟题提示：
模拟题有时会考察原核细胞没有细胞骨架，包括一些高校教材也这样叙述。实际上原核细胞具有一些简单的与真核细胞骨架相似的成分（MreB和FtsZ等），可以视作原核细胞的细胞骨架。
归纳各种细胞器分布、形态结构及功能
归 纳
名称
形态
功能
思考：
哪些细胞器是植物细胞特有的？哪些细胞器是动物细胞特有的？
植物细胞都含有叶绿体吗？植物细胞都没有中心体吗？
核糖体
内质网
高尔基体
线粒体
叶绿体
液泡
中心体
溶酶体
膜结构 分 布 其 它 主要功能
叶绿体
线粒体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
双层膜
双层膜
无膜结构
无膜结构
单层膜
单层膜
单层膜
单层膜
植物细胞
植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动物和低等
植物细胞
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所
有机物合成的车间加工和运输的通道
蛋白质合成的场所
参与细胞分泌
参与细胞有丝分裂
水和养料的仓库维持细胞形态
水解酶的仓库
基粒、基质、
酶色素、DNA
嵴、基质、酶、DAN
色素、糖类无机盐等
归纳各种细胞器分布、形态结构及功能
粗面内质网
滑面内质网
游离和附着
动植物不同
归 纳
1、从分布看：
（1）植物特有的细胞器：
（2）动物和低等植物细胞特有的细胞器：
（3）动、植物共有的细胞器：
（4）原核细胞和真核细胞共有的细胞器：
（4）光学显微镜能观察到的细胞器：
叶绿体、液泡
中心体
线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体
核糖体
线粒体、叶绿体、液泡、中心体
细胞器知识归类（重点摘抄）
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
2、从结构看：
（1）不具有膜结构的细胞器：
（2）具有双层膜结构的细胞器：
（3）具有单层膜结构的细胞器：
核糖体、中心体
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
线粒体、叶绿体
3、从成分看：
（1）含DNA的细胞器：
（2）含RNA的细胞器：
（3）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
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
细胞器知识归类（重点摘抄）
4、从功能看:
（1）能产生水的细胞器：
（2）与能量转换有关的细胞器：
（3）动、植物细胞中功能不同的细胞器：
（4）能复制的细胞器：
（5）具有相对独立遗传功能的细胞器：
（6）与分泌蛋白的合成及分泌有关的细胞器：
（7）与细胞分裂有关的细胞器：
线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体
线粒体、叶绿体
高尔基体
线粒体、叶绿体、中心体
线粒体、叶绿体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
核糖体、中心体、高尔基体、线粒体
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
细胞器知识归类（重点摘抄）
请注意：
1、细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质所含的化学成分不同，所具有的功能也不同。
2、不同细胞中，细胞器的含量不同。
如：需能量多的细胞线粒体较多，合成蛋白质的细胞中核糖体较多，具有分泌功能的细胞高尔基体较多。
3、根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡。
4、蛔虫和人的成熟红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸。
5、无线粒体≠不能进行有氧呼吸
无叶绿体≠不能进行光合作用
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
细 胞 器 的 分 工 合 作
1.分泌蛋白是在哪里合成的？
【答案】分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。
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？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
【提示】分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
【提示】需要，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量。这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。
思考.讨论
第二节
二 细胞器之间的协调配合
归 纳 整 理
第二节
所有蛋白质的合成都从细胞质中游离的核糖体开始
核糖体转移到内质网
核糖体留在细胞质基质
分泌小泡
溶酶体
质膜
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞质基质
驻留在
内质网
游离的核糖体
粗面内质网
高尔基体
溶酶体
质膜
分泌小泡
线粒体
叶绿体
细胞核
细胞质基质
囊泡
囊泡
囊泡
信号序列
高尔基体是细胞内物质囊泡运输的枢纽
那么多的囊泡，怎么区分呢？
（1）分泌蛋白的合成、加工、运输过程图（有关的细胞结构）
（2）放射性出现的先后顺序
（3）膜面积的变化结果
①和a内质网，②和c细胞膜
③和b高尔基体
归 纳 整 理
第二节
问题：
内质网和高尔基体中含有对蛋白质糖基化的酶，糖蛋白就是在这些酶催化下生成的。
根据所学知识，尝试解释为什么溶酶体膜上的糖蛋白（一般认为溶酶体膜上的糖蛋白具有保护溶酶体免受自身酸性水解酶分解的作用）朝向溶酶体内侧，而细胞膜上的糖蛋白朝向细胞外侧？
模拟题提示:
模拟题常认为囊泡和细胞器膜上无糖蛋白。
细 胞 器 的 分 工 合 作
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。
生活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。
第二节
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
小泡
小泡
1.细胞内的生物膜在功能上有着紧密的联系。
蛋白质
(多肽)
合成
加工 运输
较成熟蛋白质
进一步 加工
成熟蛋白质
排出
分泌蛋白
线粒体供能
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
（核糖体）
内质网
细胞膜
线粒体
核膜
高尔基体
（小泡）
（小泡）
2.各种生物膜在结构上的联系
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
结构和功能上紧密联系
各种生物膜在结构和功能上的联系
3. 生物膜的概念：细胞内所有具有膜的结构统称
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
1、概念：细胞膜、核膜以及细胞器膜（内质网、高尔基体、线粒体等）在结构和功能是紧密联系的统一整体，这样的结构体系叫～
三 生物膜系统
说明：
1.生物膜系统主要指真核细胞，原核只有细胞膜，因此不能成为生物膜系统。
2.生物膜在成分和结构上基本相同。
3.生物膜结构方面均有流动性，功能方面均有选择透过性。
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
（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、生物膜系统的功能：
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
三 生物膜系统
（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。
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
三 生物膜系统
2、生物膜系统的功能：
（ 3） 细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，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。
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
三 生物膜系统
2、生物膜系统的功能：
透析型人工肾——血液透析膜
与生活的联系：
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
知识点梳理
植物细胞
动物细胞
统一性与多样性
线粒体
内质网
高尔基体
核糖体
溶酶体
叶绿体
液泡
中心体
细胞器
细胞器
细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞骨架
核糖体(合成)
内质网(加工运输)
高尔基体(分类包装)
细胞膜
分泌蛋白
线粒体(供能)
细胞器间的协调配合
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
植物细胞
动物细胞
统一性与多样性
线粒体
内质网
高尔基体
核糖体
溶酶体
叶绿体
液泡
中心体
细胞器
细胞器
细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞骨架
①结构与功能上紧密联系
②确保细胞生命活动的有序与高效
细胞膜
线粒体膜
内质网膜
高尔基体膜
溶酶体膜
液泡膜
细胞核膜
生物膜系统
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
知识点梳理
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
细胞质
核糖体
细胞质基质
细胞器
内质网
高尔基体
细胞骨架
中心体
溶酶体
液泡
叶绿体
细胞膜
细胞核
生物膜系统
核膜
组成
分为
线粒体
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)生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。（ ）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
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
×
√
C
B
A
5.找出下图中的错误，并在图中改正。
【提示】上图是动物细胞的亚显微结构图，细胞右下方的叶绿体应该去掉；图中标注的内质网与高尔基体反了，应该对调图中标注的染色质应改为核仁，下图为成熟植物细胞的亚显微结构图。图中标注的核糖体是中心粒,高等植物细胞中不含有中心粒，应该去掉；图中标注的核仁应改为叶绿体；标注的叶绿体应该改为线粒体。
细 胞 器 的 分 工 合 作
第二节
练习与应用
二、拓展应用 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。
如有可能，通过查阅资料验证你的假说。
细 胞 器 的 分 工 合 作
【答案】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。
第二节
练习与应用