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)
第3章 细胞的基本结构
第2节 细胞器之间的分工合作
本节聚焦：
1.细胞内有哪些主要的细胞器？
2.细胞器是如何分工合作，共同完成细胞的生命活动的？
3.什么是生物膜系统，它具有什么功能？
细胞质基质
是活细胞进行新陈代谢的主要场所
细胞器
呈溶胶状，由水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶组成
成分
功能
线粒体
叶绿体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞质
一、细胞器之间的分工
0.2mm
(200μm)
2nm
20μm
2μm
200nm
20nm
0.2nm
裸眼最小分辨率
光镜最小分辨率
电镜最小分辨率
细胞
分子
原子
细胞器
一、细胞器之间的分工
细胞器的研究方法: 观察法
一、细胞器之间的分工
细胞器的研究方法: 观察法
光学显微镜的分辨率不超过200nm,放大倍数一般不超过1200倍。用光学显微镜观察到的细胞构造,称为细胞的显微结构。如细胞壁、细胞核、叶绿体、线粒体、液泡等
一、细胞器之间的分工
细胞器的研究方法: 观察法
电子显微镜的分辨率可达0.2nm，可以放大几万倍至几千万倍。在电子显微镜下可以观察到细胞的更微小的结构，称为细胞的亚显微结构。
一、细胞器之间的分工
细胞器的研究方法: 差速离心法
原理：低速时，颗粒大的先沉降；改用较高的离心速率，较小颗粒沉降，以此类推。
一、细胞器之间的分工
细胞器的研究方法: 差速离心法
细胞壁
细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持与保护作用。
一、细胞器之间的分工
细胞壁：
1.线粒体：
一、细胞器之间的分工
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
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
基质
功能
存在于动植物细胞中,
特例：哺乳动物成熟红细胞无。
半自主复制增殖
1.线粒体：
一、细胞器之间的分工
内膜
外膜
嵴
DNA
基质
核糖体
线粒体形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
线粒体可以运动，且新陈代谢越旺盛的细胞部位线粒体数量多，如运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。
健那绿染液染色后，光学显微镜下观察到的蓝绿色的线粒体。
思考：
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？
能，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。
一、细胞器之间的分工
3.不同代谢状态的细胞中含有线粒体数量一样多吗？
衣藻细胞 平滑肌细胞 肾皮质细胞 肝细胞 心肌细胞
1个 260个 400个 950个 12500个
2.叶绿体:
一、细胞器之间的分工
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
功能
有许多种与光合作用有关的酶
含有少量的DNA和RNA
半自主复制增殖
结构
基质
光学显微镜下呈球形、椭球形
2.叶绿体:
一、细胞器之间的分工
类囊体薄膜上有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。由两个以上类囊体构成基粒。
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。
2.叶绿体
原核生物没有叶绿体，能进行光合作用吗，为什么？
有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶，也可以进行光合作用。
如：蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。
一、细胞器之间的分工
一、细胞器之间的分工
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（都能半自主复制增殖）
含与暗反应有关的酶
含与有氧呼吸有关酶
圆柱形，至少有两个类囊体组成，含色素和光反应的酶
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
粒状、棒状
植物的叶肉细胞、嫩茎细胞
有氧呼吸的真核生物
突出的小颗粒，
分布在内膜上
3.内质网
一、细胞器之间的分工
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。
它由单层膜围成的管状、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。
粗面型内质网：蛋白质合成和初步加工的车间
光面型内质网：脂质、糖类合成车间。
（附有核糖体）
（不含有核糖体）
3.内质网
一、细胞器之间的分工
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”。
一、细胞器之间的分工
4.高尔基体
资料一：科学家研究发现，乳腺细胞的分泌功能比较旺盛，细胞中高尔基
体的数量很多。
资料二：研究发现植物形成细胞壁的时候有很多的高尔基体聚集。
资料一说明：与动物细胞分泌蛋白的形成有关。
资料二说明：与植物细胞壁的形成有关。
4.高尔基体
一、细胞器之间的分工
5.溶酶体
一、细胞器之间的分工
溶酶体
溶酶体主要分布在动物细胞中，单层膜结构，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器（自噬作用），吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌（异噬作用）。
高尔基体
衰老或损伤的细胞器
溶酶体
降解的细胞器
消化
食物泡
吞噬作用
溶酶体的自噬作用
溶酶体的异噬作用
5.溶酶体
一、细胞器之间的分工
5.溶酶体
思考:
①矽肺又称硅肺，是由于长期吸入大量游离二氧化硅粉尘所引起，已知硅粉尘能破坏溶酶体膜。分析肺功能受损的原因？
硅尘被吞噬细胞吞噬，硅尘能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺胶原纤维沉积，肺组织纤维化。
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，肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？
一、细胞器之间的分工
练习：日本科学家大禹良典因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能上的开拓性研究而获得2016年诺贝尔生理学或医学奖，细胞自噬就是细胞组分降解与再利用的基本过程。下列关于细胞自噬的叙述错误的是（ ）
A.衰老的细胞器被溶酶体分解清除属于细胞自噬
B.细胞自噬过程可将降解后的废物运送到细胞外
C.细胞自噬有利于消灭侵入细胞内的活菌和病毒
D.细胞自噬理论对于人类了解疾病的发生及其治疗具有重大意义
c
一、细胞器之间的分工
6.液泡
一、细胞器之间的分工
液泡主要存在于植物的细胞中，成熟植物组织中含有中央大液泡。如：叶肉细胞、表皮细胞、根尖成熟区(根毛区)细胞等。
单层膜结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素（花青素）和蛋白质等，
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。
液泡
“荆溪白石出，天寒红叶稀”，这是唐朝王维《山中》的诗句．诗中与枫叶变红有关的细胞器及气候条件分别是（ 　）
A.叶绿体、温度
B.叶绿体、日照时间
C.液泡和叶绿体、温度
D.液泡和叶绿体、日照时间
C
一、细胞器之间的分工
7.核糖体
一、细胞器之间的分工
没有膜结构
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
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
8.中心体
一、细胞器之间的分工
中心体分布在动物与低等植物细胞（如藻类植物）中，没有膜结构，主要成分是蛋白质，由两个互相垂直排列的中心粒（微管蛋白）及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关。
微管三联体
中心粒
中心体存在于动物细胞和（某些）低等植物细胞中
中心体由一组相互垂直的中心粒及周围物质构成
中心体与细胞的有丝分裂有关
溶酶体主要分布在动物细胞中，由单层膜构成
溶酶体是细胞内的“消化车间”，内含酸性水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌和病毒
核糖体由RNA和蛋白质构成，包括两个亚基
核糖体是蛋白质合成的场所
核糖体常附着在内质网、核膜上，或者游离在细胞质中
内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统
内质网分为粗面内质网（附着大量核糖体）和光面内质网（不附着核糖体）
内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道
高尔基体由单层膜围成的扁平囊状和囊泡状结构共同构成
高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”和“发送站”，是细胞内囊泡运输的枢纽
线粒体具有双层膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖体
线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”
一、细胞器之间的分工
植物细胞亚显微结构
⑥
①
液泡
粗面内质网
核糖体
高尔基体
滑面内质网
线粒体
动物细胞亚显微模式图
②
③
④
⑤
中心体
叶绿体
⑦
⑧
Q：这些细胞器是漂浮于细胞质中的吗？
一、细胞器之间的分工
9.细胞骨架
一、细胞器之间的分工
真核细胞中有维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构。
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密切相关。
中间
纤维
细胞骨架
胞质溶胶
细胞质基质
细胞器
细胞质
微丝
微管
9.细胞骨架
一、细胞器之间的分工
细胞器总结:
一、细胞器之间的分工
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
叶绿体、液泡
核糖体、线粒体、高尔基体、中心体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
线粒体、叶绿体
一、细胞器之间的分工
光学显微镜下可见的细胞器：
线粒体、叶绿体、液泡
能复制的细胞器：
线粒体、叶绿体、中心体
能产生水的细胞器：
线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、内质网
能合成有机物的细胞器：
叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体
一、细胞器之间的分工
不同类型细胞图像判定(不包含真菌细胞)
Q：1.有中心体的细胞一定是动物细胞吗？
3.植物细胞一定有叶绿体吗？
2.有细胞壁的细胞一定是植物细胞吗？
一、细胞器之间的分工
探究实验：用高倍显微镜高观察叶绿体和细胞质的流动
2.实验材料：叶绿体：藓类的叶片（菠菜叶下表皮）
1.实验原理：
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。
(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。
3.实验结论
(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。
(2)每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为环流式。
藓类叶片，可直接观察，因藓类叶片仅有一层叶肉细胞。
若用菠菜叶，要撕取带少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细胞排列疏松，细胞分散，易撕去，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
探究实验：用高倍显微镜高观察叶绿体和细胞质的流动
观察叶绿体的形态和分布、选材：
探究实验：用高倍显微镜高观察叶绿体和细胞质的流动
观察细胞质的流动、选材：
黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，可直接制片观察。因含有大量叶绿体而呈黑色。
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合成、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、包装的“车间”和“发送站”
三种细胞器之间是不是存在某种协作呢？用什么方法可以追踪其运输过程呢？
二、细胞器之间的协调配合
实例一：分泌蛋白的合成和运输
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，这类蛋白质叫做分泌蛋白。如：消化酶、抗体、胰岛素等。
分泌蛋白在哪里合成、加工呢？
实验过程与结果：
3H标记的亮氨酸
豚鼠胰腺的腺泡细胞
注射
观察细胞中放射性标记物先后出现的部位。
附着有核糖体的内质网上
高尔基体
细胞膜附近的囊泡及细胞外
二、细胞器之间的协调配合
放射性
同位素
3H
14C
32P
35S
二、细胞器之间的协调配合
脱水缩合
盘曲折叠
成熟的蛋白质
线粒体（提供能量）
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
细胞外
囊泡
囊泡
蛋白质前体
氨基酸
合成
胞吐
肽链
糖基化
初加工
较成熟蛋白质
分类包装
深加工
分泌
出芽
实例一：分泌蛋白的合成和运输
分泌蛋白的合成和运输体现细胞器之间的协调配合
游离的核糖体合成一段肽链（随后暂停）。合成的一段肽链和核糖体转移至粗面内质网继续多肽链的合成，并且边合成边转移至内质网腔内。内质网对多肽链进行加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网形成囊泡包裹着蛋白质离开，转运至高尔基体，与高尔基体膜融合。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工（已成熟），然后高尔基体形成囊泡（分泌小泡）包裹着蛋白质离开。分泌小泡转运至细胞膜，与细胞膜融合，小泡中的分泌蛋白质分泌出去。
二、细胞器之间的协调配合
核糖体
内质网
高尔基体
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
内质网膜
细胞膜
高尔基体膜
请判断下列坐标系中三条曲线和图例分别对应的细胞器名称。
二、细胞器之间的协调配合
内质网膜面积减少，细胞膜面积增大，高尔基体不变
《细胞》杂志刊登了康奈尔大学一项研究，该研究揭示了体内蛋白质分选转运装置的作用机制，即为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡（分子垃圾袋）形成，将来自细胞区室旧的或者受损的蛋白质带进内部回收利用工厂，并将废物降解，使组件获得重新利用．下列相关叙述，正确的是（ ）
A.“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是氨基酸或核苷酸
B.人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和中心体
C.“分子垃圾袋”边界应主要由脂肪和蛋白质构成，该结构具有流动性的特点
D.细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供
D
二、细胞器之间的协调配合
三、细胞的生物膜系统
细胞中所有细胞器膜和细胞膜、核膜等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。
生物膜系统
细胞膜
核膜
细胞器膜
线粒体膜、叶绿体膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、液泡膜
细胞膜
核膜
内质网膜
直接联系
间接联系
囊泡
高尔基体膜
囊泡
间接联系
结构联系：
功能联系：分泌蛋白的形成
三、细胞的生物膜系统
内质网与核膜外层相连
内质网腔与两层核膜之间的腔相通
内质网与细胞膜相连
三、细胞的生物膜系统
生物膜系统的功能：
首先，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。（细胞膜的三大功能）
第二，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。（提供酶的附着位点）
第三，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，而不会互相千扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。（细胞内部区室化）
三、细胞的生物膜系统
应用
聚乙二醇保护层
水溶性药物晶体
脂溶性药物晶体
脂双层
抗体
三、细胞的生物膜系统
应用
人工合成膜材料的应用
三、细胞的生物膜系统
将某植物细胞各部分结构用差速离心法分离后，取其中三种细胞器测定它们有机物的含量如下表所示。以下有关说法正确的是（ ）
细胞器 蛋白质 脂质 核酸
细胞器a 67 20 微量
细胞器b 59 40 0
细胞器c 61 0 39
A.如果细胞器a是线粒体，那么细胞生命活动所需的能量都由它提供
B.细胞器b含有蛋白质和脂质，说明其具有膜结构肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关
C.细胞器c的组成成分与SARS病毒的成分基本相同
D.蓝藻细胞与此细胞共有的细胞器可能有a和c
C
三、细胞的生物膜系统