3.2 细胞器之间的分工合作课件(共47张PPT3个视频) 高一上学期生物 人教版 必修1

(共47张PPT)
人教版生物学 必修一 第三章 第2节
细胞器之间的分工合作
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞壁
真核细胞
主要成分：纤维素和果胶
作用：对细胞起保护和支持的作用
成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量糖类
结构：流动镶嵌模型
功能：将细胞与外界分隔开，控制物质进出，进行细胞间的信息交流
细胞质基质
细胞器
状态：溶胶状
功能：细胞代谢的主要场所
分布于
用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。
在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。
植物细胞的亚显微结构
植物细胞的显微结构
▲显微结构与亚显微结构
分辨率0.2μm
分辨率0.2nm
动物细胞与植物细胞的亚显微结构模式图
内质网
线粒体
核糖体
高尔基体
细胞核
叶绿体
液泡
溶酶体
中心粒
一、细胞器之间的分工
细胞器那么小，科学家是如何研究的呢 ”结合教材介绍，你能说出其原理吗？
匀浆放入离心管
离心器不同转速离心
细胞器分离
差速离心法
搅拌机充分搅拌破坏细胞膜
▲分离细胞器的方法：
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。
核糖体主要存在于上清液（1）、上清液（2）、上清液（3）、沉淀（4）
线粒体——细胞的“动力车间”
分布：
形态：
结构：
功能：
短棒状、圆球状等
双层膜
基质
外膜
内膜
嵴
向内折叠
存在少量DNA、RNA，核糖体，
含有与有氧呼吸有关的酶
（增大膜面积）
细胞进行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
普遍存在于动植物细胞中；
供能
内膜
外膜
DNA
核糖体
（附着酶）
嵴
基质
一、细胞器之间的分工
资料：
1.有些低等的真核细胞如衣藻和红藻，只含有一个线粒体；肝细胞中约有1000个线粒体；巨型变形虫细胞中有多达50万个线粒体。
2.运动员肌肉细胞中线粒体的数目比不常运动的人细胞中的线粒体数目多。
代谢越旺盛的细胞，线粒体的数目可能越多。
原核生物有线粒体吗？能进行呼吸作用吗？
没有线粒体，但很多原核细胞都可以进行有氧呼吸，其细胞质基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。
思考 讨论
叶绿体——植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
一、细胞器之间的分工
分布：
形态：
结构：
功能：
扁平的椭球形或球形
双层膜
基粒
基质
外膜
内膜
绿色植物进行光合作用的场所
绿色植物能进行光合作用的细胞中，
如叶肉细胞和幼嫩茎的皮层细胞中。
由多个类囊体堆叠形成
存在少量DNA、RNA，核糖体，
含有与光合作用有关的酶
（增大膜面积）
含有与光合作用有关的色素和酶
一、细胞器之间的分工
不一定，蓝细菌的光合场所位于细胞质中的光合片层, 其中含有光合色素叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。
（1）植物细胞都含有叶绿体吗？
植物表皮细胞、根尖细胞等没有叶绿体。
（2）能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？
表皮细胞
保卫细胞
一、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，分布在基质和内膜上
与光合作用有关，分布在基粒和基质中
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
内质网-有机物合成车间
膜面积最大的细胞器
粗面内质网
（有核糖体附着）
光面内质网
（无核糖体附着）
形态：
功能：
分布：
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。
粗面内质网
光面内质网
（核糖体附着）
蛋白质的合成、加工场所和运输通道
参与脂质、某些糖类等的合成
几乎所有真核细胞中
一、细胞器之间的分工
高尔基体
高尔基体
形态：
功能：
分布：
单层膜围起的扁平囊状结构，有囊泡；
内腔不相通
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”
几乎所有真核细胞中
植物细胞
与细胞分泌物(分泌蛋白等)的形成有关；与溶酶体的形成有关
与植物细胞细胞壁的形成有关
唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器
一、细胞器之间的分工
溶酶体——细胞的“消化车间”
溶酶体
形态：
功能：
分布：
由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶
主要分布在动物细胞中
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
自噬作用
吞噬作用
起源：
高尔基体脱落的囊泡
注意：水解后的产物可再利用
膜
水解酶
一、细胞器之间的分工
2.造成硅肺的原因是什么？
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。
1.少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中，并不会引起细胞的损伤，为什么？
细胞质基质中的pH为7.0，在这种环境中溶酶体酶的活性很低。
思考 讨论
液泡
一、细胞器之间的分工
液泡
液泡
结构：
功能：
分布：
由单层膜结构构成
主要存在于植物的细胞中
成分：
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；
调节植物细胞内的环境(渗透压）
充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺
细胞液贮存水分和营养物质
高中阶段 液泡 特指 中央大液泡
一、细胞器之间的分工
否,叶绿体中的色素是进行光合作用的色素，而液泡中色素与维持植物的花、果实等的颜色有关。
（1）是不是植物细胞都有中央大液泡？
（2）叶绿体和液泡内都含有色素，它们的功能是否相同？
不是，成熟植物细胞才有，如根尖分生区细胞就没有
一、细胞器之间的分工
大亚基
小亚基
核糖体——“生产蛋白质的机器”
结构：
功能：
分布：
无膜结构；呈颗粒状；由RNA和蛋白质构成
原核细胞和真核细胞中均有，分布最广；线粒体和叶绿体中也有
分类：
合成蛋白质的场所，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
游离在细胞质基质中
合成胞内蛋白
一、细胞器之间的分工
中心体
结构：
功能：
分布：
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
与细胞的有丝分裂有关
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）
中心粒
中心粒
一、细胞器之间的分工
细胞器
单层膜结构
细胞器
无膜结构
细胞器
高尔基体
双层膜结构
细胞器
线粒体
叶绿体
内质网
液泡
核糖体
中心体
溶酶体
六体一网一泡
思考：细胞中的各种细胞器是随意漂浮在细胞质中的吗？
一、细胞器之间的分工
细胞骨架：维持形态，保持内部结构有序
组成：蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构
作用：
（1）维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器；
（2）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。
一、细胞器之间的分工
植物细胞亚显微结构
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
液泡
粗面内质网
附着核糖体
游离核糖体
叶绿体
高尔基体
光面内质网
线粒体
动物细胞亚显微模式图
①
②
③
④
⑤
⑥
中心体
线粒体
粗面内质网
核糖体
高尔基体
光面内质网
小结归纳：细胞器分类
分布 植物特有的细胞器
动物和低等植物特有的细胞器
动植物都有的细胞器
原核和真核生物共有的细胞器
结构 无膜结构
具单层膜结构
具双层膜结构
成分 含DNA
含RNA
含色素
叶绿体、液泡
中心体
线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
核糖体
中心体、核糖体
高尔基体、内质网、液泡、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
小结归纳：比较各种细胞器
膜结构 分 布 成分 主要功能
叶绿体
线粒体
内质网
核糖体 RNA和蛋白质
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体 60种以上水解酶
双层膜
双层膜
无膜结构
无膜结构
单层膜
单层膜
单层膜
单层膜
植物细胞
植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动植物细胞
动物和低等植物细胞
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所
有机物合成的车间加工和运输的通道
蛋白质合成的场所
参与细胞分泌
参与细胞有丝分裂
水和养料仓库维持细胞形态
水解酶的仓库
酶、色素、DNA、RNA
酶、DNA、RNA
色素、糖类无机盐等
实验：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、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_________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
常选用藓类叶片或者菠菜叶___________的_______。
(3)黑藻幼嫩的小叶扁平，单层细胞，存在叶绿体，易观察。
不断流动
稍带些叶肉
下表皮
(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，且叶绿体较大，可直接观察。
(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
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
(2)制作黑藻叶片临时装片
并观察细胞质的流动
叶肉
盖玻片
高倍镜
清水
幼嫩
细胞质环流
保持有水状态以保证叶绿体正常形态
实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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。
黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图
细胞质流动的意义：
为细胞内物质运输和结构移动创造条件，保障生命活动的正常进行。
温度也会影响细胞质的流动
1.在显微镜下观察叶绿体时看到如图所示，那么
细胞内叶绿体实际位置和细胞质流动方向是？
2.叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系
左上方
逆时针
思考 讨论
椭球形 弱光→正面（面积大）朝向光源→接受更多光照；
强光→侧面（面积小）朝向光源→避免自身灼烧。
分布：上表皮多，下表皮少。有利于叶绿体进行光合作用。
细胞器之间的协调配合
—分泌蛋白的合成与运输
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。
举例：消化酶、抗体和一部分激素
2.研究方法：
同位素标记法
思考：下列哪些蛋白质属于分泌蛋白？ 。
①唾液淀粉酶 ②抗体 ③胰岛素
④血红蛋白 ⑤血浆蛋白 ⑥呼吸酶 ⑦性激素
① ② ③ ⑤
分泌蛋白的合成和运输
（1）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。
2.研究方法：
同位素标记法
（2）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，从而示踪物质的运行规律和变化规律。
（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
3.培养过程：
分泌蛋白的合成和运输
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。
囊泡
线粒体
高尔基体
核糖体
内质网
117 min
3 min
17 min
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
(1)分泌蛋白是在哪里合成的？
内质网上的核糖体
分泌蛋白的合成和运输
(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 分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
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的细胞结构：
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
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
分泌蛋白合成过程中放射性强度的变化
粗面内质网
高尔基体
核糖体
内质网
高尔基体
细胞的生物膜系统
（1）生物膜系统的组成：
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，有生物膜。
成分与结构相似
①主要成分：
②结构：
（3）各种生物膜之间的联系：
细胞的生物膜系统
脂质+蛋白质
流动镶嵌模型
结构和功能紧密联系
（3）各种生物膜之间的联系：
细胞的生物膜系统
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，
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
（4）生物膜系统的功能：
小结
细胞膜
核膜
能量转换
信息传递
酶
化学反应
基于对细胞器的理解，判断下列相关表 述是否正确。
(1)细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成。（ ）
(2)生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。（ ）
当堂检测
2. 基于对动植物细胞结构的比较，可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是（ )
A.高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体
×
√
A
当堂检测
3.在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有 （ ）
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
4.在成人体内，心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是 （ ） A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
C
B