3.2细胞器之间的分工合作课件(共35张PPT)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共35张PPT)
第三章 细胞的基本结构
第二节 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、机械系统研发(包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等)、总装制造部门。
1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？
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？
问题探讨
需要不同部门合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。
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，共同配合完成生命活动。
液泡
叶绿体
高尔基体
线粒体
内质网
核糖体
中心体
溶酶体
细胞质
细胞核
核膜
核仁
细胞膜
细胞质
细胞核
核膜
核仁
细胞膜
细胞壁
一.细胞的基本结构
二.细胞壁
组成：
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
功能：
对细胞起支持和保护作用。
全透性，不是细胞的边界
生物类型 成分 作用的酶或物质
植物 纤维素+果胶 纤维素酶 、果胶酶
真菌 几丁质 几丁质酶
原核生物 (除支原体等) 肽聚糖 溶菌酶、青霉素等
细胞壁
一.细胞的基本结构
结构：呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶等
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:
细胞骨架
细胞质
细胞质中具有一定结构和特定功能的小单位
组成：蛋白质纤维组成的网架结构
功能：细胞代谢的主要场所
细胞质基质
显微结构与亚显微结构
光学显微镜显微结构
电子显微镜亚显微结构
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。
一.细胞的基本结构
转速
更小颗粒
细胞
一.细胞的基本结构
差速离心法:
分离细胞器的方法
采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。
原理：重量不同，需要的离心速率不同。重量越轻，所需的离心速率越大。
破坏
细胞膜
充分搅拌
大颗粒
细胞核等
较大颗粒
线粒体、叶绿体等
小颗粒
内质网、高尔基体等
核糖体等
双层膜
1.线粒体—细胞“动力车间”
二.细胞器之间的分工
内膜
外膜
DNA
核糖体
嵴
基质
形状：
分布：
结构：
有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量(95%)
基质
外膜:
内膜
（附着酶）
向内折叠
代谢旺盛细胞多,哺乳动物成熟的红细胞等无。
嵴
少量DNA、RNA，核糖体，含有与有氧呼吸有关的酶
功能：
增大膜面积，
增大酶的附着位点
原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
细胞质基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶
短棒状、圆球状、哑铃形等
动、植物细胞中
平滑
二.细胞器之间的分工
2.叶绿体—细胞“养料制作车间”和“能量转换站”
叶绿体
外膜
内膜
基质
核糖体
DNA
类囊体
基粒
形状：
分布：
结构：
功能：
呈绿色扁平的椭球形或球形
水绵:螺旋带状
植物细胞(叶肉细胞、幼嫩茎)
双层膜
基粒
基质
外膜
内膜
由多个类囊体堆叠形成
含有与光合作用有关的色素和酶
少量DNA、RNA，核糖体，
含有与光合作用有关的酶
植物表皮细胞、根尖分生区细胞等无叶绿体
原核生物没有叶绿体，能进行光合作用吗？
如：蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。
绿色植物进行光合作用的场所
类囊体
堆叠
基粒
亚显微结构图
类囊体膜
增大膜面积
【线粒体与叶绿体的比较】
二.细胞器之间的分工
线粒体 叶绿体
不同点 形态
分布
增大膜面积的方式
酶
色素
功能
相同点
绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎
普遍存在于动植物细胞内
内膜向内折叠形成嵴
类囊体堆叠形成基粒
与细胞呼吸有关,在基质和内膜上
与光合作用有关,在基粒和基质中
无
有氧呼吸的主要场所
类囊体薄膜上含有光合色素
绿色植物进行光合作用的场所
①均具有双层膜结构；都有基质
②均能进行能量转换；
③都含有磷脂、蛋白质和少量的DNA、RNA、核糖体
短棒状、圆球状等
扁平的椭球形或球形
线粒体、叶绿体被称为半自主性细胞器
3.核糖体—“生产蛋白质的机器”
二.细胞器之间的分工
分布：
原核细胞和真核细胞中均有,
线粒体和叶绿体中也有；
结构：
无膜结构，椭球形的粒状小体,
主要成分是蛋白质和RNA。
功能：
氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是生产蛋白质的机器。
附着核糖体
游离核糖体
附于粗面内质网上、外层核膜上
合成分泌蛋白和膜蛋白等(抗体)
游离在细胞质基质中
合成胞内蛋白(血红蛋白)
分类：
大亚基
小亚基
蛋白质
mRNA
4.内质网
膜面积最大的细胞器
五.细胞器之间的分工
二.细胞器之间的分工
光面内质网
粗面内质网
核糖体
形状：
分布：
结构：
由单层膜围成的管状、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。
几乎所有真核细胞中,细胞核附近较多
粗面内质网
光面内质网
(核糖体附着)
蛋白质合成、加工场所和运输通道
参与脂质(性激素)、某些糖类等的合成
(无核糖体附着)
(内连核膜，外连细胞膜)
功能：
蛋白质等生物大分子物质的合成、加工场所和运输通到。
5.高尔基体
二.细胞器之间的分工
分布：
结构：
功能：
由单层膜构成的扁平囊叠加在一起所组成，由囊腔和囊泡构成，内腔不相通
③动物：与溶酶体的形成有关
广泛分布于真核细胞中
唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器
①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
②植物 : 与细胞壁形成有关；
6.溶酶体—细胞的“消化车间”
二.细胞器之间的分工
分布：
主要分布在动物细胞中
单层膜包裹的囊泡，起源于高尔基体，含有多种水解酶。
结构：
细胞的“消化车间”
①分解衰老、损伤的细胞器
（自噬作用）；
②呑噬并杀死入侵的病毒和病菌（吞噬作用）；
功能：
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，最终导致肺的功能受损。
硅肺
7.液泡
二.细胞器之间的分工
分布：
主要存在于成熟植物细胞中
形状：
泡状结构
结构：
由单层膜结构构成，内含细胞液，主要有糖类、无机盐、色素、蛋白质、有机酸、生物碱等；
功能：
②充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
①调节植物细胞内的环境
④与花、果等颜色有关（花青素）
③与水和营养物质等代谢产物贮存有关
液泡
根尖分生区组织细胞无大液泡
8.中心体
二.细胞器之间的分工
中心粒
中心粒
分布：
存在于动物细胞和低等植物细胞中。
（如衣藻、绿藻、水绵、团藻等）
结构：
无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成
蛋白质纤维→中心粒→中心体(蛋白质)
功能：
与细胞有丝分裂有关。
二.细胞器之间的分工
9.细胞骨架
组成：
蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构
功能：
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。
维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器；
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___________。
(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_______的运动作为标志。
形态和分布
叶绿体
2.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。
(3)黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
三.探究 实践
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
3.实验步骤
(1)制作藓类叶片的临时装片，
并观察叶绿体的___________。
形态和分布
叶肉
盖玻片
高倍镜
(2)制作黑藻叶片临时装片
并观察细胞质的流动
清水
幼嫩
三.探究 实践
当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，而温度高时，细胞质流动的较快。
三.探究 实践
4.实验结果
①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色，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是一致的,其流动方式为环流式。
强
光
弱
光
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。
叶绿体在不同光照条件下会改变方向,在强光下，以椭球体的侧面朝向光源，避免叶片被强光灼伤；在弱光下，以椭球体的正面朝向光源，可以接受较多的光照。因此叶绿体的运动是与叶绿体的功能是相适应的．
分 布 动物和低等植物特有的细胞器
动、植物都有的细胞器
主要存在于植物中的细胞器
真、原核生物都有的细胞器
结 构 不具膜结构的细胞器
具单层膜的细胞器
具双层膜的细胞器
功 能 能产生水的细胞器
与能量转换有关的细胞器
与分泌蛋白合成有关的细胞器
高等动植物细胞都有，但功能不同的细胞器
成 分 含DNA（基因）的细胞器
含RNA的细胞器
含色素的细胞器
中心体
液泡、溶酶体、高尔基体、内质网
叶绿体、线粒体
核糖体、线粒体、高尔基体、内质网、叶绿体
线粒体、叶绿体
核糖体、高尔基体、内质网、线粒体
高尔基体
叶绿体、线粒体
叶绿体、线粒体、核糖体
叶绿体、液泡
核糖体、线粒体、高尔基体、内质网、溶酶体
叶绿体、液泡
核糖体
中心体、核糖体
归纳总结
将下列细胞器和相关的功能连接起来
细胞器名称 细胞器的功能
1.中心体 a.分解衰老死亡的细胞器，吞噬并杀死
侵入细胞的病毒或病菌
2.线粒体 b.合成蛋白质
3.核糖体 c.与细胞的有丝分裂有关
4.溶酶体 d.进行光合作用
5.叶绿体 e.有氧呼吸的主要场所
6.液 泡 f.参与细胞分泌物的形成
7.高尔基体 g.调节植物细胞内的环境，维持植物细胞
内的形态
8.内质网 h .蛋白质的合成和加工以及脂质合成的场所
(1)动物细胞亚显微结构模式图
①_______
②___________
③_______
④_________
⑤_______
⑥_______
⑨_______
细胞膜
细胞质基质
线粒体
高尔基体
中心体
核糖体
内质网
(2)植物细胞亚显微结构模式图
①_______
②_________
⑦_______
⑧_______
⑨_______
⑩_______
_____
_______
_______
细胞壁
高尔基体
细胞核
线粒体
叶绿体
内质网
液泡
核糖体
细胞膜
(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
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
中心体、叶绿体、液泡
(9)光学显微镜下可见的细胞器______________________。
(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
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
四.细胞器之间的协调配合
细胞中有许多条“生产线”。每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。分泌蛋白的合成和运输就是个例子。
（1）分泌蛋白
b.举例：消化酶、抗体、部分激素等。
a.概念：在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。
（在附着在内质网上的核糖体上合成）
（在细胞质中游离的核糖体上合成）
(2)胞内蛋白
b.举例：血红蛋白，呼吸酶等。
a.概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
四.细胞器之间的协调配合
科学方法：同位素标记法(同位素示踪法)
概念：同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O、18O，12C与14C。
同位素
性质：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。
应用：用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。
同位素标记法
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，就是同位素标记法。
类型：有的具有放射性(检测放射性)，如14C、32P、3H、35S等;
有的不具有放射性，是稳定同位素(检测密度或相对分子质量)，如15N、18O等。
（3）实验结果
四.细胞器之间的协调配合
出现在附着有核糖体的内质网中
转移到高尔基体中
细胞膜内侧的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中
标记
豚鼠的胰腺腺泡细胞
亮氨酸
3H（氚/超重氢）
注射
检测放射性
3 min 17min 117min
1.分泌蛋白是在哪里合成的？
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？
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？
游离的核糖体中。
线粒体
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
囊泡
放射性强度
氨基酸
多肽
较成熟蛋白
成熟蛋白
分泌蛋白
脱水缩合
折叠
盘曲
加工修饰
分泌
胞吐
细胞外
内质网
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
核糖体
线粒体 (供能)
交通枢纽
核糖体
内质网
高尔基体
时间
思考：分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生什么样的变化？
内质网的膜面积_____
综合比较：高尔基体的膜面积__________
基本不变
细胞膜的膜面积_____
②
四.细胞器之间的协调配合
减少
增加
①
②
③
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
膜面积
②
③
①
①_________
③_________
②_________
内质网膜
细胞膜
高尔基体膜
膜面积
分泌蛋白从合成到运输细胞膜外，穿过几层生物膜？
0层
四.细胞器之间的协调配合
蛋白合的分选
依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程。蛋白质分选不仅保证了蛋白质的正确定位，也保证了蛋白质的生物学活性。
五.生物膜系统
生物膜系统
细胞器膜
核膜
细胞膜
生物膜系统
真核细胞
各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
相似
紧密联系
组成成分：脂质(磷脂)+蛋白质
基本结构：流动镶嵌模型
直接联系：内质网外连细胞膜，内连核膜；内质网腔还与内外两层核膜之间的腔连通。
间接联系：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以通过囊泡转化的。
只有同时具有三者才能称为生物膜系统，其中之一只能称为生物膜。
这些生物膜的 组成结构 和 成分 很 相似 。在结构和功能上 紧密联系
核膜
细胞器膜
细胞膜
线粒体膜
内质网膜
高尔基体膜
类囊
体膜
内膜
五.生物膜系统
混淆与分泌蛋白形成的“有关细胞器”、“有关结构”和“有关膜结构”。
A.有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。
B.有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
C.有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
五.生物膜系统
双层膜
单层膜
功能
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
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
生物膜系统
核膜
细胞膜
细胞器膜
1
生物膜系统组成与功能
功能
双层膜，细胞核的边界膜
单层膜，细胞的边界膜
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
4.其研究意义:(1)人工肾
二.生物膜系统
医学上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，能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。