3.2细胞器之间的分工合作(共58张PPT)

(共58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
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？
手机的加工过程，是多个部门合作的结果。如果缺少其中的某个环节或部门，手机还能加工成功吗？
各个车间生产出零件
组装
手机成品
研制手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。
（工厂）
系统
边界
分工合作
细胞
细胞膜
细胞器
（围墙）
（车间或部门）
细胞内部就像一个繁忙的工厂
细胞“工厂”
一. 细胞内部的世界
自主学习1：阅读课本P47相关内容，思考细胞质、细胞质基质和细胞器的关系。
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞质：
细胞膜以内,细胞核以外的部分。
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、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶组成
成分
功能
细胞质
分布在细胞质基质中
如：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体、液泡等
科学家是采用什么办法将各细胞器分离的
原理：采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器。
分离细胞器的方法——差速离心法
破坏细胞膜，制备匀浆液
离心
转速
上清液
(小颗粒)
沉淀
(大颗粒)
结果
细胞匀浆
低速离心
中速离心
高速离心
大颗粒
较大颗粒
小颗粒
细胞核等
线粒体、溶酶体等
内质网、高尔基体等
更高速离心
更小颗粒
核糖体等
细胞器之间的分工
二. 细胞器之间的分工
自主学习2: 自主学习课本48-49页，回答出下列图中的细胞器分别是什么，
有什么功能？动植物细胞共有的细胞器有哪些？以及动植物细
胞所特有的细胞器有哪些？
线
粒
体
高
尔
基
体
核
糖
体
内
质
网
动植物细胞共有的细胞器
叶
绿
体
液
泡
主要存在于植物细胞
溶
酶
体
中
心
体
主要存在于动物细胞
1.动植物细胞共有的细胞器之 ——线粒体
外 膜
内 膜
嵴
DNA
线粒体基质
核糖体
形态：
结构：
功能：
分布：
双层膜结构——外膜、内膜（向内折叠形成嵴，扩大了膜面积，附着有呼吸酶）；内膜当中的基质被称为线粒体基质（含少量DNA、RNA、呼吸酶、核糖体），半自主细胞器。
细胞进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量，被称为细胞的“动力车间”。
椭球形、短棒状
动、植物细胞中，代谢旺盛的细胞部位分布多。
线粒体简笔画
结构：
分布：
功能：
几乎所有的细胞中（真核和原核细胞）；
一般附着在内质网膜、细胞核膜外侧，以及游离在细胞质基质中
无膜结构，很小且不规则的颗粒状；包括大、小两个亚基。由rRNA和蛋白质组成
是“生产蛋白质的机器”；
蛋白质的合成场所
2.动植物细胞共有的细胞器之 ——核糖体
核糖体简笔画
粗面内质网
光面内质网
核糖体
结构：
分类：
单层膜结构连接而成的网状物
粗面内质网——有核糖体附着，主要进行蛋白质的加工
光面内质网——没有附着核糖体，主要进行脂质的合成
3.动植物细胞共有的细胞器之 ——内质网
分布：
主要存在于动植物细胞
功能：
①蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道；②参与脂质合成。
内质网简笔画
形成面
正在融合的小泡
形成中的小泡
成熟面
分泌小泡
①主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”，是细胞内囊泡运输的枢纽
②在植物细胞中，还与细胞壁形成有关
单层膜结构，由一些扁平膜囊堆叠而成的，具有泡状结构
结构：
功能：
4.动植物细胞共有的细胞器之 ——高尔基体
③与形成溶酶体有关
④还参与细胞的胞吞、胞吐
高尔基体简笔画
内 膜
外 膜
类囊体
DNA
叶绿体基质
核糖体
基粒
含少量DNA、RNA（半自主性细胞器）和与光合作用相关的酶。
结构：
形状:
功能：
扁平的椭球形或球形
双层膜结构，外膜和内膜；内膜里存在的基质称为叶绿体基质；多个囊状结构（类囊体）堆叠成为基粒。
光合作用的场所。合成有机物，储存能量。植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
成分：
5.主要存在于植物细胞中的细胞器之 ——叶绿体
叶绿体简笔画
所有的植物细胞都有叶绿体吗？叶绿体存在于哪些细胞中？
思考
不是：如植物根尖细胞无叶绿体
存在于：植物叶肉细胞、绿色的幼茎皮层细胞
没有叶绿体的细胞一定不能发生光合作用吗？
思考
不一定：如原核生物中的蓝细菌，具有叶绿素和藻蓝素可以进行光合作用
对细胞内环境进行调节，使植物细胞保持坚挺。
6.主要存在于植物细胞中的细胞器之 ——液泡
分布：
成熟的植物细胞中
结构：
单层膜结构，膜内液体叫细胞液
组成：
液泡（细胞液）内有色素（主要是花青素）、糖类、无机盐、蛋白质等。
功能：
成熟植物组织中含有中央大液泡
根尖分生区的细胞是没有液泡的
液泡简笔画
莲叶与荷花的颜色与细胞中的色素有关。决定莲叶与荷花颜色的色素的存在部位相同吗？
思考
叶绿体
液泡
单层膜结构围成的小球体，含有多种水解酶
主要分布于动物细胞
被称为：细胞的“消化车间”
a.分解衰老、损伤的细胞器 ；
b.呑噬并杀死入侵的病毒和病菌；
c.消化分解胞吞吞入的营养物质
功能：
7.主要存在于动物细胞中的细胞器之 ——溶酶体
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
结构：
分布：
功能：
溶酶体简笔画
与细胞有丝分裂有关
成分：
8.主要存在于动物细胞中的细胞器之 ——中心体
主要存在动物细胞及低等植物细胞
分布：
结构：
由两个互相垂直的中心粒及周围其他物质共同构成的无膜（0层膜）结构
主要成分是一些微管蛋白质。
功能：
微管
三联体
中心粒
中心体简笔画
结构 双层膜结构
单层膜结构
无膜结构
结构 含DNA
含RNA
含色素
线粒体、叶绿体
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
中心体、核糖体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
液泡、叶绿体
总结
思考：细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？
细胞质中的细胞器并不是漂浮在细胞质中的。
9.细胞质中支持细胞器的结构——细胞骨架
与细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转化、信息传递等生命活动相关
维持细胞形态
锚定并支撑着许多细胞器
由微管、微丝以及中间纤维三种蛋白纤维组成的网架结构
功能
形态结构
细胞壁
内质网
细胞核
核膜
核仁
高尔基体
叶绿体
液泡
植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构模式图
细胞质
线粒体
细胞膜
核糖体
溶酶体
课堂检测——结构辨认:
中心体
线粒体
高尔基体
核糖体
内质网
叶绿体
液泡
细胞内蛋白质合成和加工及脂质合成场所
合成蛋白质
调节植物细胞内的环境,维持细胞的形态
与细胞的有丝分裂有关
进行光合作用
有氧呼吸的主要场所
参与细胞分泌物的形成
课堂检测——连连看：
动物细胞亚显微结构模式图
细胞膜
高尔基体
线粒体
光面内质网
粗面内质网
核糖体
中心体
细胞质基质
核膜
核仁
⑩
课堂检测——识图：
植物细胞亚显微结构模式图
细胞壁
高尔基体
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞膜
核糖体
液泡
内质网
课堂检测——识图：
1.课本53页第5题，找出图中错误并改正，组内可以讨论
课堂检测——习题
核仁
去掉
叶绿体
线粒体
(1)动物细胞中都有线粒体(　　)
(2)有中心体的细胞都是动物细胞(　　)
(3)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(　　)
(4)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(　　)
×
×
注：动物细胞不一定都含有线粒体，如：哺乳动物成熟的红细胞
注：有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如：低等植物细胞也含有中心体。
课堂检测——习题
×
注：没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有大液泡。
×
课堂小结1
细胞器的分工
细胞器之间的协调配合
自主学习3：阅读课本P51-52中分泌蛋白的合成和运输，回答下列问题：
三. 分泌蛋白的合成和运输
分泌蛋白的概念是什么？
科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？
分泌蛋白是在哪里合成的？
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 分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
(1)分泌蛋白的概念：
(2)举例：
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
消化酶、抗体和一部分激素
(3)科学方法：
同位素标记法
三. 分泌蛋白的合成和运输
问题1.分泌蛋白的概念是什么？
问题2.科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？
（1）概念：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。
（2）同位素：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。
（3）常用的同位素
放射性同位素
稳定同位素
3H、14C、35S、32P
18O、15N
检测
检测
密度或相对分子质量
放射性
6个质子 ＋ 8个中子
6个质子 ＋ 6个中子
12C
14C
同位素标记法:
三. 分泌蛋白的合成和运输
选材
方法
步骤
结果
结论
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。
动态变化
方法：同位素标记法和放射性自显影技术
三. 分泌蛋白的合成和运输
(4)具体步骤：
(5)分泌蛋白的研究过程(视频):
三. 分泌蛋白的合成和运输
问题3.分泌蛋白是在哪里合成的？
囊泡
线粒体
高尔基体
核糖体
内质网
117 min
3 min
17 min
豚鼠胰腺腺泡细胞（实验材料）分泌蛋白形成过程图解
灰点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白
合成场所：内质网上的核糖体中
问题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 分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
囊泡
线粒体
高尔基体
核糖体
内质网
117 min
3 min
17 min
豚鼠胰腺腺泡细胞（实验材料）分泌蛋白形成过程图解
同位素标记的分泌蛋白依次出现在：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
提供能量：线粒体
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
(1)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
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体及细胞膜　　
(2)参与分泌蛋白合成运输结构：
交通枢纽
观看分泌蛋白的形成过程，思考在该过程中所涉及到的细胞器膜面积的变化是怎么样子的？
内质网的膜面积_____
综合比较：高尔基体的膜面积__________
细胞膜的膜面积_____
①
②
③
④
分泌蛋白合成过程中膜面积的变化 (增加/减少/基本不变）
减少
基本不变
增加
分泌蛋白加工和运输过程中膜面积变化
_________
_________
_________
前
后
时间
0
膜面积
①_________
③_________
②_________
时间
0
②
③
①
①
②
③
内质网
高尔基体
细胞膜
内质网
高尔基体
细胞膜
分泌蛋白加工和运输过程中膜面积变化
分泌蛋白合成过程中放射性变化
时间
核糖体
内质网
高尔基体
放射性强度
0
通过学习，总结标记的氨基酸出现的先后顺序，将下列曲线所对应的细胞器标注出来。（考察类型：放射性强度变化坐标图、过程示意图）
3H标记亮氨酸
标记氨基酸出现的先后顺序：
_______→ _______ → _______ → ________ → ____→ ______ → 细胞外
内质网
核糖体
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
1.如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为
A.②→③→④→⑤ B.①→②→③→④
C.①→②→④→⑤ D.①→③→④→⑤
√
典题应用
题图中①为核膜、②为核糖体、③为内质网、④为高尔基体、⑤为细胞膜。分泌蛋白经过的结构依次为②核糖体→③内质网→④高尔基体→⑤细胞膜，故选A。
课堂检测——习题
分泌蛋白的合成、加工、运输过程：
参与该过程的细胞器：
核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。
其中不具膜结构的细胞器是核糖体。
课堂小结2
细胞的生物膜系统
自主学习4：阅读课本P52页，总结生物膜系统的
组成、特点及功能？
（1）生物膜系统的组成：
核膜
内质网膜
细胞膜
四. 细胞的生物膜系统
细胞器膜和细胞膜、核膜
（2） 生物膜系统存在：
真核生物
*注意：原核生物无生物膜系统。
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，
将各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换和信息传递
生物膜系统
核膜
细胞膜
细胞器膜
双层膜，
细胞核的边界
双层膜
单层膜
线粒体、叶绿体的膜
内质网、高尔基体、
溶酶体、液泡的膜
单层膜，
细胞的边界
（3）生物膜系统的功能：
成分与结构相似
①主要成分：脂质(磷脂)+蛋白质
②结构：流动镶嵌模型
（4）各种生物膜之间的联系：
结构和功能紧密联系
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
①结构联系
②功能联系：功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作，如分泌蛋
白的合成、加工、运输的过程。
（4）各种生物膜之间的联系：
讨论
1.原核生物有生物膜吗？有生物膜系统吗？
因为原核细胞内只有细胞膜，没有核膜及具膜细胞器，所以原核生物有生物膜，但没有生物膜系统。
3.生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，还是生物体内各种膜结构的总称？
是细胞中各种膜结构的总称，比如胃黏膜、眼角膜、肠系膜等就不属于生物膜系统。
2.真核生物都有生物膜系统吗？请举例说明
哺乳动物成熟的红细胞内只有细胞膜，没有核膜及具膜细胞器，所以没有生物膜系统。
与社会的联系
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
四. 探究-实践：用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动
观看视频总结实验原理、材料及结论，并思考课本P50相关讨论题。
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。
四. 探究-实践：用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动
2.实验材料：藓类的叶片（菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）
新鲜的黑藻
藓类、黑藻：叶片薄，大多仅有一层叶肉细胞，可以取整个小叶制片。叶绿体大而清晰，便于观察。
思考：为什么用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮观察叶绿体？
提示：下表皮海绵组织较多，易撕取，叶绿体大且排列疏松，
便于观察，稍带叶肉是因为表皮细胞不含有叶绿体。
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。
四. 探究-实践：用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动
讨论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？
细胞质基质是细胞代谢的场所，细胞质基质中含有细胞代谢所需要的原料、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，从而保障生命活动正常进行。
叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。
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，叶绿体以正面朝向光源，使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照。
在强光下，叶绿体以侧面朝向光源，在强光下能避免被灼伤。
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。
【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。
下节课见！