生物人教版（2019）必修1 3.2 细胞器之间的分工合作（共51张ppt)

(共51张PPT)
3.2 细胞器之间的分工合作
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。
1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制
造成功吗？
问题探讨
C919飞机
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。
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，细胞质内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。
讨论：
细胞在生命活动中时刻发
生着物质和能量的复杂变化。
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(organelle)。
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？
1.细胞质
细胞质基质
细胞器
细
胞
质
细胞质基质还含有水、无机盐、蛋白质、
糖类、酶等，是细胞代谢的主要场所。
2.分离细胞器的方法---差速离心法
将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其它物质组成的匀浆，把匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
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.
细胞匀浆
大颗粒
较大颗粒
小颗粒
细胞核
线粒体、溶酶体
内质网、高尔基体
核糖体
上
清
液
(1)
沉淀a
上
清
液
(2)
沉淀b
上
清
液
(3)
沉淀c
1000g
10min
20000g
20min
80000g
1h
150000g
3h
3.显微结构与亚显微结构
1) 显微结构是指光学显微镜下看到的结构
如：线粒体、叶绿体、液泡、染色体等。
2) 亚显微结构是指电子显微镜下看到的结构
如：核糖体、溶酶体、细胞膜、病毒等。
4.细胞器---六体一网一泡
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
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、能量转化、信
息传递等生命活动密切相关。
5.细胞骨架
细胞骨架存在细胞质中，并支持着各种细胞器
1.成分：
2.功能：
由蛋白质纤维组成的网架结构
线粒体—
4.分布：
1.结构：
3.成分：
2.功能：
普遍存在于真核细胞中。新陈代谢旺盛的
细胞含量多。
两层膜：外膜、内膜（折叠成嵴）、基质。
含有与有氧呼吸有关的酶，少量DNA、RNA
和核糖体等。
是细胞有氧呼吸的主要场所，细胞生命活
动所需的能量，大约95%来自线粒体。
细胞的“动力车间”
一、细胞器之间的分工
外膜
内膜
嵴
基质
（原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞无线粒体）
叶绿体—
双层膜（外膜、内膜）、类囊体膜上分布
有叶绿素等光合色素和光合酶；
基粒之间充满液态基质，基质中有核糖
体、少量的DNA和RNA和光合酶。
光合作用的场所。
绿色植物叶肉细胞、幼嫩茎皮层细胞中
一、细胞器之间的分工
扁平的椭球形或球形，水绵的条带状
4.分布：
2.结构：
3.功能：
1.形状：
“养料制作车间”和“能量转换站”
叶肉细胞
水绵细胞
①都有双层膜结构
②都含有少量的DNA、RNA和核糖体
③都有增大膜面积的结构
④都与能量转换有关
⑤都是半自主性细胞器
线粒体与叶绿体有哪些共同点和不同点？
不同点：所含有的酶的种类不同，功能不同
线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠成基粒
相同点：
内质网
对蛋白质进行合成、加工、运输；
内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场
所和运输通道。
动植物细胞中
一、细胞器之间的分工
脂质合成的重要场所；
粗面内质网和光面内质网
2.结构：
3.类型：
1.分布：
4.功能：
内质网由膜围成的管状、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。
粗面内质网：
光面内质网：
高尔基体---
一、细胞器之间的分工
由单层膜构成的扁平囊叠加在一起所组成
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：与细胞分泌物的形成有关
植物：与细胞壁的形成有关
动植物细胞
1.分布：
2.结构：
3.功能：
补充：
“质检”和“发送站”
1.分布：
2.结构：
3.功能：
单层膜结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等
可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还
可以使植物细胞保持坚挺
成熟的植物细胞
液泡
一、细胞器之间的分工
（水溶性的花青素等，不能吸收光能）
溶酶体—
能分解衰老 、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
一、细胞器之间的分工
细胞的“消化车间”
2.结构：
3.功能：
1.分布：
4.起源：
膜
水解酶
思考：溶酶体的酶为何不能分解自己的膜？
高尔基体脱落的囊泡
主要分布在动物细胞
单层膜构成的囊状结构，内部含有多种 酸性
水解酶。（储存酶的仓库）
溶酶体起源于高尔基体，分解侵入病原体和损伤的细胞器
溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出
一种假说，解释这种现象：________ 。
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
膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着，分解它们的
酶难以起作用
尝试假说
新屠宰的家畜家禽，如果马上把肉做熟了吃，这时候的肉比较老，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？请利用所学生物学知识解释其原因：___________________________。
与溶酶体的功能有关，细胞死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放
出来，将细胞中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸等物质，这时畜、
禽肉烹饪后更鲜嫩，这个过程需要一定的时间。
联系生活
1.分布：
3.功能：
2.结构：
4.分类：
原核细胞和真核细胞中均有,线粒体和
叶绿体中也有
无膜结构，由RNA和蛋白质构成
合成分泌蛋白（消化酶、抗体、部
分激素）膜蛋白和溶酶体中的酶等
细胞内合成蛋白质的场所
核糖体—
细胞内“生产蛋白质的机器”
一、细胞器之间的分工
合成的是胞内蛋白（如血红蛋白、
呼吸酶等）
游离核糖体：
附着核糖体：
中心体
一、细胞器之间的分工
1.形状：
2.分布：
3.功能：
无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒
及周围物质组成
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）
与细胞有丝分裂有关
名称
结构
功能
思考： 分布、结构（膜）、成分（DNA、RNA、色素）、功能、特例等。
1、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？
2、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
不同的分类方式
2、不含某些细胞器的植物细胞或动物细胞
细胞器有关的特例
②无叶绿体：洋葱鳞片叶外表皮细胞、
根尖分生区细胞、根尖成熟区细胞等
①无大液泡：植物根尖分生区细胞等
1、低等植物细胞同时含有中心体和叶绿体
细胞器有关的特例
1.葡萄、西瓜、苦瓜和辣椒中有酸味、甜味、苦味和辣味的物质存在于细胞
的什么结构中？
2.衣藻和团藻细胞内有中心体吗？
3.内质网是“蛋白质合成和加工的车间”,核糖体是“生产蛋白质的机器”。
两者有什么区别？
4.蝌蚪发育成青蛙的过程中，尾巴会脱掉，它的消失与谁有关？病菌进入人
体后，一种白细胞会将它吞噬掉，吞噬在细胞内的病菌去哪里了？
液泡,“液泡真是尝尽了植物界的酸甜苦辣”
由于衣藻和团藻都是低等植物，因此都有中心体
核糖体是将氨基酸脱水缩合连接成多肽链，
内质网是将肽链进行加工形成蛋白质的空间结构。
细胞内的溶酶体破裂，释放水解酶，将细胞自溶掉。
思考 讨论
(1)植物细胞特有的细胞器：______________，高等植物细胞肯定不具
有的细胞器：____________，
(2)高等植物根尖分生区细胞不具有的细胞器：___________________。
(3)分布最广的细胞器是：_________，原核生物细胞中唯一的细胞器：
_________
(4)腺细胞中数量较多的细胞器：_____________。
(5)心肌细胞中数量较多的细胞器：____________。
(6)具有单层膜的细胞器：___________________________
(7)具有双层膜的细胞器：_____________________
(8)无膜结构（不含磷脂分子）的细胞器：___________________
叶绿体、液泡
中心体
中心体、叶绿体、液泡
核糖体
核糖体
高尔基体
线粒体
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
填一填
(9)光镜下可见的细胞器______________________。
(10)具有核酸的细胞器有：______________________ ，既含有DNA又
含有RNA的细胞器有：_______________，只含有RNA的细胞器有：
_________
(11)含有色素的细胞器有：___________________都有基质的细胞器有：
________________
(12)蝌蚪尾部逐渐消失与____________这一细胞器有关。
(13)与分泌蛋白质（如：抗体、胰岛素等）合成与分泌有关的细胞器有：
________________________
(14)肽键形成的场所：__________，雄性激素合成的场所：_________。
(15)与有丝分裂有关的细胞器：______________________________
线粒体、叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体、核糖体
线粒体、叶绿体
核糖体
叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体
溶酶体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
核糖体
内质网
线粒体、核糖体、中心体、高尔基体
线粒体
核糖体
液泡
高尔基体
内质网
叶绿体
细胞膜
细胞壁
细胞质
1
4
2
5
11
13
12，15
14
3
细胞结构认一认
中心体
线粒体
核糖体
高尔基体
内质网
细胞膜
细胞质
1
2
3
10
8，11
12
9
细胞结构认一认
1线粒体 A与细胞的有丝分裂有关
2溶酶体 B进行光合作用的场所
3液泡 C蛋白质进行加工、分类和包装
4核糖体 D生产蛋白质的机器
5高尔基体 E为细胞生命活动提供能量
6中心体 F分解衰老、损伤的细胞器
7内质网 G蛋白质的加工场所及 脂质合成的场所
8叶绿体 H内有细胞液，使植物细胞坚挺
连一连
练一练：
找出图中错误，并在图中改正
探究 实践
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,菠菜叶下表皮带少许叶肉
显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，刀片，培养皿，台灯，铅笔等
黑藻
菠菜
叶稍带些叶肉的下表皮
清水
制作临时装片
载玻片
清水
盖玻片
低倍镜
叶绿体
(1)观察叶绿体（藓类叶）
4.实验步骤
苔藓叶绿体
(2)观察细胞质的流动（黑藻叶）
光照、室温
叶绿体随细胞
质绕液泡流动
黑藻叶绿体
（3）实验材料分析
实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动
选材 藓类叶 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻
原因 叶片很薄，仅有_____叶肉细胞，可以取整个小叶_____制片 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体数目 ， 且个体___ 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
一两层
少
直接
大
注意：撕取菠菜叶下表皮细胞时要带少量的叶肉细胞，因为表皮细胞没有叶绿体，
栅栏组织（近上表皮）叶绿体多，而海绵组织（近下表皮）细胞中叶绿体少。
实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。叶绿体在弱光下以椭球形的正
面朝向光源，使得叶片的叶绿体能够接受更多的光照进行光合作用；在强光
下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。
用高倍镜观察黑藻细胞叶绿体时，可以观察到细胞质的流动。
核糖体是蛋白质合成的场所
内质网是蛋白质等大分子物质加工场所和运输通道
高尔基体主要是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”
三种细胞器之间存在怎样的相互配合呢？
二、细胞器之间的协调配合
二、细胞器之间的协调配合
—分泌蛋白的合成与运输
在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
如消化酶、抗体、细胞因子、蛋白质类的激素等。
1.分泌蛋白：
2.研究方法：
同位素标记法
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。
讨论
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？
核糖体→内质网
→高尔基体→细胞膜
科学方法
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，
14C与12C。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。用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。
同位素标记法
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。
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
1. 为什么选择亮氨酸作为同位素3H的标记物？
亮氨酸是必需氨基酸，必须从环境中获取，而不能自身合成。
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？
培养流程
使短时间内合成的蛋白质掺入了少量含有放射性的氨基酸便于追踪
放射性颗粒的轨迹追踪
游离核糖体
粗面内质网
高尔基体
细胞膜
肽链与核糖体转
移到粗面内质网
合成一段引导肽链
出牙形成囊泡
出牙形成囊泡
细胞外
进一步加工、修饰为成熟的蛋白质
分泌特定功能蛋白质
胞吐的方式
二、细胞器之间的协调配合
线粒体供能
继续合成，边合成边转移到内质网腔，经加工、折叠为有一定空间结构的蛋白质
盘曲、折叠
（糖基化）
①核糖体：在___________的核糖体中以氨基酸为原料合成一段引导肽链，这段肽
链（信号肽）会与核糖体一起转移到___________内质网上继续其合成。
过程，并且边合成边转移到内质网腔内。
②内质网：将肽链进行加工、折叠，形成具有一定___________的蛋白质，并运输。
③高尔基体：进一步___________蛋白质，并运输蛋白质，起交通枢纽作用。
④线粒体：为蛋白质的合成、加工、运输提供能量。
⑤细胞膜(不是细胞器)：囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
游离
粗面
空间结构
修饰加工
分泌蛋白的合成过程
分泌蛋白分泌过程中膜的面积会发生什么样的变化？
直方图
特别提醒：在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。
曲线图
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
三、细胞的生物膜系统
2.生物膜在组成成分和结构上相似，结构和功能上紧密联系
内质网膜
核膜
细胞膜
高尔基体膜
（直接联系）
（直接联系）
（间接联系）
囊泡
囊泡
（间接联系）
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
功能②
生物膜系统
核膜
细胞器膜
双层膜
单层膜
线粒体膜、叶绿体膜
内质网膜、高尔基体膜、
溶酶体膜、液泡膜等
细胞膜
双层膜，
细胞核的边界
单层膜、
细胞的边界
功能①
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
3.生物膜系统的组成和功能
功能③
生物膜系统主要指真核生物细胞。原核细胞只有细胞膜，因此不
能称为生物膜系统。
生物膜在成分和结构上基本相同。生物膜结构方面均具有流动性，功能方面均具有选择透过性。
注意：
与社会的联系
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗
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。其工作原理如下图所示，请分析透析型人工肾的生物学原理是什么？
生物膜的选择透过性
【例】图为细胞的生物膜系统的概念图，据图回答：
（1）若图中c、d分别是叶绿体膜和线粒体膜，则它们增大膜面积的方式分别是
、 。
（2）图中a、b、g分别是_______________________。g不仅使细胞具有一个相对
稳定内部环境，同时在细胞与外部环境进行___________________________
过程中起决定性作用。
（3）生物膜使真核细胞区室化。对新陈代谢
的意义是 。
c由类囊体堆叠形成基粒
d内膜向内腔折叠成嵴
核膜、细胞器膜、细胞膜
物质运输、能量转换和信息传递
保证化学反应高效、有序地进行
练一练
1、(2020·海南选择性考试)细胞可以清除功能异常的线粒体，线粒
体也可以不断地分裂和融合，以维持细胞内线粒体的稳态。下列
有关线粒体的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体具有双层膜结构，内、外膜上所含酶种类相同
B．线粒体是真核细胞的“动力车间”，为细胞生命活动提供能量
C．细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体
D．细胞内的线粒体数量处于动态变化中
A
2.(2020·浙江7月选考，4)溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。
下列叙述错误的是(　　)
A.高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体
B.中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解
C.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡
D.大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变
C
A.细胞器X可能是有氧呼吸的主要场所
B.细胞器Y一定与蛋白质加工和分泌有关
C.细胞器Z中进行的生理过程有DNA复制
D.硝化细菌与此细胞共有的细胞器是Y
3.(2022·陕西高三月考)将细胞膜破坏后的某植物细胞匀浆用差速离心
法分离后，取其中三种细胞器测定它们下列三种有机物的有无(“＋”
表示有，“－”表示无)，如下表所示。下列有关说法正确的是
A
蛋白质 脂质 核酸
细胞器X ＋ ＋ ＋
细胞器Y ＋ ＋ －
细胞器Z ＋ － ＋
4.(2020·黑龙江鹤岗检测)图甲表示分泌蛋白的形成过程，其中a、b、c分别代表不同的细胞器，图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、
内质网和高尔基体
B.图乙说明高尔基体与内质网和
细胞膜之间没有相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X可能有21种，b的产物没有生物活性
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性
B
5.(2020·江苏，3)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是
A.根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C.人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少
D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
A
6. 在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号
序列，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，并引导核糖体附着
于内质网上，继续蛋白质的合成，这就是信号肽假说(如图所示)。下列有关
推测不合理的是
A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B.核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的
C.信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
D.若在合成新生肽阶段切除信号序列，则不能合成结构正确的分泌蛋白
A