3.2细胞器之间的分工合作(共62张PPT1个视频)

(共62张PPT)
3.2 细胞器之间的分工合作
细胞质
细胞器：
细胞器
细胞质基质：呈溶胶状，是细胞代谢的主要场所。
细胞质基质
线粒体
叶绿体
核糖体
内质网
高尔基体
液 泡
溶酶体
中心体
细胞质区域：细胞膜以内、核膜以外
电子显微镜
0.2μm
0.2nm
光学显微镜
显微结构
亚显微结构
细胞器分布在溶胶状的细胞质基质中。
分离细胞器的方法
差速离心法
采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
破坏细胞膜，形成匀浆
把匀浆放入离心管
用高速离心机在不同的转
速下进行离心
分离不同大小的细胞器
分离细胞器的方法
以动物细胞为例
线粒体
叶绿体
中间是绿色叶肉细胞，
上下表皮透明。
【拓展】
(1)线粒体和叶绿体中都有少量的DNA和RNA，且均含有核糖体，其内部可合成蛋白质。线粒体和叶绿体都能够自我复制，具有一定的独立性，因此也称为半自主性细胞器。
(2)没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用，如蓝细菌，因含有叶绿素和藻蓝素可以进行光合作用。
(3)没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸，如需氧型的原核生物。
线粒体 叶绿体
分布
形态
结 　　　　构 双 层 膜 外膜 内膜
膜
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
含与光合作用有关的酶
嵴:含与有氧呼吸有关酶
基粒:类囊体膜堆叠成圆柱形，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
扁平的椭球或球形
圆球形 短棒状 线形 哑铃形
主要存在于植物的叶肉细胞
动植物细胞中
线粒体和叶绿体比较
含与有氧呼吸有关酶
② 为什么在成年人的心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞显著多呢？
① 蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体和线粒体，能否进行光合作用和有氧呼吸？
③ 是不是所有植物细胞都具有叶绿体呢？
思考如下问题：
蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶，可以进行光合作用。
蓝细菌含有与有氧呼吸相关的酶，可以进行有氧呼吸。
前者需要的能量多
不是，如根尖分生区细胞、表皮细胞没有。
内质网
高尔基体
溶酶体
液泡
核糖体
中心体
中心粒
周围物质
中心粒
细胞骨架
细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？
功能：
1.维持细胞形态，锚定并支撑细胞器
2.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
组成：
由蛋白质纤维组成的网架结构
【拓展】
细胞器的种类和数量与细胞的功能密切相关
(1)代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多，如：心肌、肝脏、肾小管。
(2)蛋白质合成旺盛的细胞内核糖体、内质网、高尔基体含量较多。
(3)同一生物的不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同。
如唾液腺细胞，其中高尔基体数量较多。
(4)同一细胞的不同发育时期，细胞器的种类和数量不一定相同。
如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐退化。
课堂小结
思考：这些细胞器是如何排布在细胞中？
细胞壁：
位置：位于植物细胞细胞膜的外面
成分：主要由纤维素和果胶构成
功能：对细胞起支持与保护作用
特性：全透性
二、讲授新课
细胞壁
细胞膜
内质网
高尔基体
叶绿体
线粒体
核糖体
细胞核
液泡
细胞质
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
①
二、讲授新课
细胞核
核糖体
内质网
中心体
溶酶体
线粒体
高尔基体
细胞膜
细胞质
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
1
2
4
5
6
8
3
7
【认一认细胞器】
①分布
植物特有的细胞器：
动物和低等植物特有的细胞器：
③成分
含DNA的细胞器：
含RNA的细胞器：
含色素的细胞器：
②结构
无膜的细胞器：
单膜的细胞器：
双膜的细胞器：
叶绿体
中心体
中心体、核糖体
液泡、内质网、高尔基体、溶酶体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
叶绿体、液泡
分类方式
4．按功能分类
与能量转换有关的细胞器：线粒体、叶绿体
与蛋白质合成有关的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
动植物细胞都有，但功能不同的细胞器：高尔基体
5.光学显微镜下可看到的细胞器
线粒体、叶绿体、液泡
植物、动物细胞共有的细胞器
核糖体 线粒体 溶酶体 高尔基体 内质网
原核细胞和真核细胞共有的细胞器
核糖体
光面内质网与脂质的合成有关。
1. 油菜种子、花生种子细胞内含光面内质网特别多，这说明了什么？
2.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？
3.植物的“萎蔫”现象，是由于细胞中什么结构内的水分丢失的结果？
液泡
液泡
一、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理
(1)叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下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.实验材料的选择：
藓类叶（或菠菜叶、番薯叶等），新鲜的黑藻。
探究 实践
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
表皮细胞不含叶绿体,叶绿体主要分布在叶肉细胞中。藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，且叶绿体体积较大，可直接在显微镜下观察。菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞排列疏松、易撕取，含叶绿体数目少，且个体大，便于观察。
一、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
①为什么取菠菜叶下表皮要带叶肉？藓类需要吗？
②载玻片中央滴清水的作用是什么？
实验过程中细胞是活的，临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。
苔藓叶绿体
(2)观察细胞质的流动
光照、室温
叶绿体随细胞
质绕液泡流动
一、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1、叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系
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，在强光下能避免被灼烧。
讨论
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，从而保障了细胞生命活动的正常进行。
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
讨论
若在显微镜视野中观察到叶绿体的流动方向如图所示，那么叶绿体的实际流动方向是什么？
顺时针方向
高倍镜观察叶绿体和细胞质流动
1、分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
多肽及蛋白质类激素，如：
胰岛素
胰高血糖素
生长激素
消化酶
抗体
部分激素
例：分泌蛋白的合成和运输
二、细胞器之间的协调配合
2、胞内蛋白：
在细胞内合成后，在细胞内起作用的蛋白质。
举例：血红蛋白，有氧呼吸相关酶、光合作用相关酶
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科学方法 —— 同位素标记法
同位素：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子，
如16O与18O，12C与14C。
同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向
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
同位素标记法和放射性自显影技术
若组织切片中含有放射性物质，可通过曝光的银颗粒显示
原理
特点
物理性质有差异（如放射性、原子量），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
特点
同位素：原子序数相同，质子数相同、中子数不同的原子
应用
放射性同位素放出的电离射线可以使感光乳剂曝光，形成银颗粒
应用
追踪放射性物质的分布及数量
研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向
应用：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。
材料：豚鼠的胰腺腺泡细胞
方法：同位素标记法 (同位素示踪法)
含3H标记的亮氨酸培养液中
豚鼠的胰腺腺泡细胞
放入
观察细胞中放射性标记物先后出现的部位
研究过程：
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
讨论：
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？尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。
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？
二、细胞器之间的协调配合
核糖体
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
线粒体
思考：经连续取样后，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表哪种细胞器？
核糖体
内质网
高尔基体
氨基酸
肽链
未成熟蛋白
成熟蛋白
分泌蛋白
脱水缩合
初步加工
进一步加工
分泌(胞吐)
1、分泌蛋白是消耗能量的过程，这些能量主要来自于_________
2、交通枢纽：_________。
3、和分泌蛋白合成分泌有关的细胞结构有：
线粒体
高尔基体
细胞外
内质网
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
游离核糖体
高尔基体、线粒体、细胞膜
核糖体、内质网
4、所有蛋白质形成过程都需要内质网和高尔基体的加工吗？
否；原核细胞没有内质网和高尔基体，依然可以形成具有一定功能的蛋白质；真核细胞中也不是所有的蛋白质需要内质网和高尔基体的加工。
细胞器之间协调配合，共同完成细胞生命活动！
游离核糖体
1.合成一小段肽链
粗面内质网
3.合成完整肽链
2.移动
4.初步加工
5.形成囊泡
高尔基体
6.再加工
7.形成囊泡
溶酶体
细胞膜上
细胞外
合成完整肽链
细胞质基质
细胞核
线粒体
叶绿体
【拓展】细胞内各种蛋白质的合成和转运途径
（胞内蛋白）
（细胞质基质）
判断
1. 胞内蛋白和分泌蛋白都在游离核糖体中合成。
2. 细胞内物质运输的交通枢纽是高尔基体。
3. 通过内质网、高尔基体加工、运输的蛋白一定是分泌蛋白。
4. 分泌蛋白一定需要内质网、高尔基体的加工与运输。
5.水解酶、消化酶和呼吸酶都一定需要内质网、高尔基体的加工与运输。
细胞器之间的协调配合
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
进一步加工
氨基酸
多肽
较成熟的蛋白质
成熟的蛋白质
分泌蛋白
脱水缩合
初步加工
囊泡
线粒体（供能）
胞吐
结构特点具有一定流动性
分泌蛋白的合成过程中膜面积变化
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_____
增加
①
②
③
④
减少
生物膜系统
三、细胞的生物膜系统
1.在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
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
生物膜系统=细胞膜+细胞器膜+核膜等细胞内的膜结构
原核细胞_____生物膜,_____生物膜系统
真核细胞_____生物膜,_____生物膜系统
有
无
有
有
（1）化学成分
相似性：各种生物膜都主要由 组成；
差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有明显差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关，功能越复杂的生物膜，
就越多。
脂质和蛋白质
蛋白质种类和数量
各种生物膜之间的关系
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（2）在结构上的联系
间
接
连
接
直
接
连
接
通过囊泡实现不同膜的转化
内质网内连核膜，外连细胞膜
(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)
分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜是生物膜吗？视网膜、肠黏膜是生物膜吗？
囊泡的膜是生物膜。视网膜、肠黏膜不是生物膜。
3.生物膜系统的作用：
(1)第一，细胞膜不仅使细胞具有一个 的内部环境，同时在细胞与外部环境进行 和
的过程中起着决定性作用。
(2)第二，许多重要的化学反应需要 的参与，广阔的膜面积为 提供了附着位点。
(3)第三，细胞内的生物膜把各种 分隔开，这样使得细胞内能够同时进行多种 ，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
相对稳定
物质运输、能量转换
信息传递
酶
多种酶
细胞器
化学反应
如图为细胞生物膜概念图,据图分析：
(1)a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜,它们分别是什么？
(2)用放射性同位素标记的氨基酸培养细胞,发现放射性依次出现在f→g→h→g→c,则f、g、h分别是哪种膜结构？
a是核膜，b是细胞器膜，c是细胞膜
f是内质网膜，g是囊泡膜，h是高尔基体膜。
与社会的联系
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，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。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就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。
原理？
利用了生物膜的选择透过性
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？尝试提出一种假设，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。
溶酶体内含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被这些水解酶分解。根据这一事实，可以作出多种合理的假说。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。
科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中错误的是(　　)
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
B.分泌蛋白在内质网加工形成一定的空间结构
C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D.3 min前细胞中未检测到含3H标记的运输蛋白质的囊泡
A
B
如图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)
A.高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B.附着核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工
C.分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外体现生物膜的结构特点
D.细胞膜上的糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工
【典例2】　生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要,下列关于生物膜系统的叙述,正确的是 (　　)
A.菠菜叶肉细胞、乳酸菌、草履虫都具有复杂的生物膜系统
B.豚鼠胰腺腺泡细胞的溶酶体膜、囊泡膜均属于生物膜系统
C.人体内的呼吸道黏膜、消化道黏膜等均属于生物膜系统
D.各种生物膜组成成分基本相同,在结构上不具有连续性
B
【微变式】　细胞内不同膜结构之间互相转化,以“囊泡”的形式进行的是(　　)
①核膜和内质网膜　 ②高尔基体膜和细胞膜　
③内质网膜和高尔基体膜 　④细胞膜和线粒体膜
A.②③ B.②④ C.③④ D.①②
A
图中功能多、联系广的细胞结构A指的是(　　)
A.高尔基体膜 B.叶绿体膜
C.内质网膜 D.液泡膜
在唾液腺细胞中,参与合成、加工、运输与分泌唾液淀粉酶的细胞器有(　　)
A.核糖体、内质网、叶绿体、线粒体
B.核糖体、内质网、中心体、线粒体
C.核糖体、内质网、高尔基体、中心体
D.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D
C
3.分泌蛋白的运输方向是 (　　)
A.游离的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
B.附着的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
C.核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜
D.内质网→核糖体→高尔基体→细胞膜
4.下列有关生物膜系统的说法,不正确的是 (　　)
A.各种生物膜的组成成分和结构很相似
B.生物膜系统是指细胞膜和各种细胞器膜
C.内质网可直接与核膜、细胞膜相连
D.内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以“囊泡”的形式间接转化
B
B
内容总结
拓展延伸
分泌蛋白的形成过程
生物膜系统