細胞器之間的分工合作課件 【高效備課精研+知識精講提升】 高一上學期生物人教版必修1

1第2節(jié)細胞器之間的分工合作第三章細胞的基本結構2問題探討：C919飛機是我國研制的新一代大型客機。研制C919飛機需要若、干部門分工合作，如整體研發(fā)設計、特種材料及工藝技術、機載系統(tǒng)研發(fā)（包括電纜、導管、發(fā)動機、座椅、座艙設備等）、總裝制造等部門。1.如果缺少其中的某個部門，C919飛機還能制造成功嗎？2.細胞中是否也具有多種不同的“部門”？這些“部門”也存在類似的分工與合作嗎？細胞是一個更復雜的系統(tǒng)，細胞內分布著諸多的“部門”，它們既有分工又有合作，相互配合共同完成生命活動。細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所細胞器呈溶膠狀，由水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸等,還有很多種酶組成成分功能線粒體葉綠體內質網核糖體高爾基體中心體液泡溶酶體細胞質細胞細胞膜細胞核細胞膜細胞質細胞核一、細胞器之間的分工細胞器的研究方法:差速離心法細胞勻漿低速離心中速離心高速離心大顆粒較大顆粒小顆粒細胞核線粒體溶酶體內質網高爾基體更高速離心更小顆粒核糖體采取逐漸提高離心速率分離大小不同的細胞器獲得不同大小顆粒的細胞器將細胞膜破壞將勻漿放入離心管原理：差速離心法主要是采用逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。一、細胞器之間的分工細胞器這么小，科學家是如何將它們分離并進行研究的呢？上清液沉淀5線粒體高爾基體核糖體內質網動植物細胞共有的細胞器葉綠體液泡主要存在于植物細胞溶酶體中心體主要存在于動物細胞1.下列圖中的細胞器分別是什么，有什么功能？2.動植物細胞共有的細胞器有哪些？以及動植物細胞所特有的細胞器有哪些？一、細胞器之間的分工細胞壁位于植物細胞細胞膜的外面，主要由纖維素和果膠構成，對細胞起支持與保護作用。細胞壁是全透性，動物細胞無細胞壁；植物、細菌和真菌有細胞壁。細胞壁細胞質核仁細胞核核膜一、細胞器之間的分工細胞膜植物細胞壁——纖維素和果膠細菌細胞壁——肽聚糖真菌細胞壁——幾丁質/殼多糖細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的動力車間細胞生命活動所需的能量約95%來自線粒體有許多種與有氧呼吸有關的酶含有少量的DNA和RNA存在于動植物細胞中,特例：哺乳動物成熟紅細胞無。半自主復制增殖一、細胞器之間的分工1、線粒體分布功能結構基質具有兩層生物膜，內膜向內凹陷形成嵴，增大膜的表面積1、線粒體內膜外膜嵴DNA基質核糖體線粒體形態(tài)多樣，有短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等。線粒體可以運動，且新陳代謝越旺盛的細胞部位線粒體數量多，如運動員肌細胞線粒體的數量比缺乏鍛煉的人多。在體外培養(yǎng)細胞時，新生細胞比衰老細胞或病變細胞的線粒體多。健那綠染液染色后，光學顯微鏡下觀察到的藍綠色的線粒體。一、細胞器之間的分工1.原核生物沒有線粒體，能進行有氧呼吸嗎？2.哺乳動物成熟紅細胞沒有線粒體，能進行有氧呼吸嗎？能，其場所在細胞質基質和細胞膜上。(細胞基質和細胞膜上有有氧呼吸的酶。)因為哺乳動物成熟紅細胞內沒有線粒體，而且細胞內也沒有有氧呼吸的酶，因此，只能進行無氧呼吸。3.不同代謝狀態(tài)的細胞中含有線粒體數量一樣多嗎？衣藻細胞平滑肌細胞腎皮質細胞肝細胞心肌細胞1個260個400個950個12500個一、細胞器之間的分工綠色植物能進行光合作用的細胞含有的細胞器,植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉換站”存在于植物細胞中葉綠體內部含幾個至幾十個基粒，每個基粒由一個個類囊體堆疊而成類囊體薄膜增大了膜的表面積具有兩層生物膜有許多種與光合作用有關的酶含有少量的DNA和RNA半自主復制增殖光學顯微鏡下呈球形、橢球形一、細胞器之間的分工2、葉綠體分布功能結構基質類囊體薄膜上有進行光合作用的色素，這些色素可以吸收、傳遞、轉化光能。由兩個以上類囊體構成基粒。由于含有葉綠素使得葉綠體顯現(xiàn)綠色。

葉綠體主要存在于植物葉肉細胞和幼莖皮層細胞中。能隨著光源及光照強度而運動。內膜外膜類囊體DNA基質核糖體基粒一、細胞器之間的分工2、葉綠體

有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶，也可以進行光合作用。如：藍細菌含有藻藍素和葉綠素及相關酶。一、細胞器之間的分工2、所有的植物細胞都有葉綠體嗎？葉綠體存在于哪些細胞中？不是：如植物根尖細胞無葉綠體存在于：植物葉肉細胞、綠色的幼莖皮層細胞藍細菌的細胞結構模式圖光合膜1、原核生物沒有葉綠體，能進行光合作用嗎？為什么？線粒體葉綠體分布形態(tài)結構雙層膜外膜內膜基?；|功能光合作用的主要場所有氧呼吸的主要場所都含有少量的DNA、RNA和核糖體（都能半自主復制增殖）含與暗反應有關的酶含與有氧呼吸有關酶圓柱形，至少有兩個類囊體組成，含色素和光反應的酶是一層光滑的膜向內折疊形成嵴與周圍的細胞質基質分開扁平的橢球形或球形粒狀、棒狀植物的葉肉細胞、嫩莖細胞有氧呼吸的真核生物突出的小顆粒分布在內膜上一、細胞器之間的分工一、細胞器之間的分工3、內質網分布功能結構分類單層膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結構連接形成一個連續(xù)的內腔相通的膜性管道系統(tǒng)是蛋白質等大分子物質的合成、加工場所和運輸通道動植物細胞粗面型內質網：蛋白質合成和初步加工的車間光面型內質網：脂質、糖類合成車間（附有核糖體）（不附有核糖體）核糖體粗面內質網光面內質網主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”一、細胞器之間的分工4、高爾基體分布功能結構相關動植物細胞單層膜圍起的扁平囊狀結構，有囊泡與動物細胞分泌蛋白的形成有關與植物細胞壁的形成有關與動物溶酶體的形成有關溶酶體內的水解酶以及細胞膜上的蛋白質的合成和加工過程與分泌蛋白相同一、細胞器之間的分工5、溶酶體分布功能結構內含物主要分布在動物細胞中單層膜結構是細胞的“消化車間”，能分解衰老、損傷的細胞器（自噬作用），吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌（異噬作用）內部含有多種水解酶矽肺又稱硅肺，是由于長期吸入大量游離二氧化硅粉塵所引起，已知硅粉塵能破壞溶酶體膜。分析肺功能受損的原因？硅塵被吞噬細胞吞噬，硅塵能破壞溶酶體膜，使其中的水解酶釋放出來，破壞細胞結構，使細胞死亡，最終導致肺膠原纖維沉積，肺組織纖維化一、細胞器之間的分工6、液泡分布功能結構內含物調節(jié)植物細胞內的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺主要存在于植物的細胞中，成熟植物組織中含有中央大液泡。如：葉肉細胞、表皮細胞、根尖成熟區(qū)(根毛區(qū))細胞等植物根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡單層膜結構內有細胞液，含糖類、無機鹽、色素（花青素）和蛋白質等沒有膜結構由蛋白質和RNA組成包含兩個大、小亞基是細胞內合成蛋白質的場所分布在（粗面）內質網上的核糖體主要合成分泌蛋白游離在細胞質基質中的核糖體主要合成胞內蛋白一、細胞器之間的分工7、核糖體分布功能結構動植物細胞原核細胞唯一的細胞器微管三聯(lián)體中心粒一、細胞器之間的分工8、中心體分布功能結構動物與低等植物細胞（如藻類植物）中沒有膜結構，主要成分是蛋白質，由兩個互相垂直排列的中心粒（微管蛋白）及周圍物質組成,形成紡錘體與細胞的有絲分裂有關中心體線粒體高爾基體核糖體內質網葉綠體液泡細胞內蛋白質合成和加工及脂質合成場所合成蛋白質調節(jié)植物細胞內的環(huán)境,維持細胞的形態(tài)與細胞的有絲分裂有關進行光合作用有氧呼吸的主要場所參與細胞分泌物的形成課堂檢測——連連看：中心體存在于動物細胞和（某些）低等植物細胞中中心體由一組相互垂直的中心粒及周圍物質構成中心體與細胞的有絲分裂有關溶酶體主要分布在動物細胞中，由單層膜構成溶酶體是細胞內的“消化車間”，內含酸性水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的細菌和病毒核糖體由RNA和蛋白質構成，包括兩個亞基核糖體是蛋白質合成的場所核糖體常附著在內質網、核膜上，或者游離在細胞質中內質網是由膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結構連接形成的一個連續(xù)的內腔相通的膜性管道系統(tǒng)內質網分為粗面內質網（附著大量核糖體）和光面內質網（不附著核糖體）內質網是蛋白質等大分子物質合成、加工場所和運輸通道高爾基體由單層膜圍成的扁平囊狀和囊泡狀結構共同構成高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝的“車間”和“發(fā)送站”，是細胞內囊泡運輸的樞紐線粒體具有雙層膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖體線粒體是有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”一、細胞器之間的分工細胞壁內質網高爾基體葉綠體液泡植物細胞(左)和動物細胞(右)亞顯微結構模式圖細胞質線粒體細胞膜核糖體溶酶體課堂檢測——結構辨認：動物細胞亞顯微結構模式圖細胞膜高爾基體線粒體光面內質網粗面內質網核糖體中心體細胞質基質核膜核仁⑩課堂檢測——識圖：植物細胞亞顯微結構模式圖細胞壁高爾基體細胞核線粒體葉綠體細胞膜核糖體液泡內質網課堂檢測——識圖：(1)組成：蛋白質纖維（網狀結構）(2)功能：①維持著細胞的形態(tài)②錨定并支撐著許多細胞器③與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸

能量轉換、信息傳遞等生命活動密切相關一、細胞器之間的分工細胞骨架細胞器漂浮于細胞質中嗎？中間纖維微絲微管光學顯微鏡下可見的細胞器：線粒體、葉綠體、液泡能復制的細胞器：線粒體、葉綠體、中心體能產生水的細胞器：線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體、內質網能合成有機物的細胞器：葉綠體、核糖體、內質網、高爾基體一、細胞器之間的分工圖例名稱核糖體內質網高爾基體線粒體葉綠體液泡中心體溶酶體按分布歸納主要分布于植物細胞中動植物都有主要分布于動物細胞中分布最廣泛線粒體、核糖體、內質網、高爾基體葉綠體、液泡中心體、溶酶體核糖體按結構歸納無膜的細胞器雙層膜的細胞器單層膜的細胞器核糖體、中心體線粒體、葉綠體高爾基體、內質網、液泡、溶酶體按功能歸納參與有絲分裂參與分泌蛋白合成運輸能量轉換核糖體、線粒體、高爾基體、中心體核糖體、內質網、高爾基體、線粒體線粒體、葉綠體按成分歸納含DNA含RNA含色素線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體葉綠體、液泡(1)動物細胞中都有線粒體(

)(2)有中心體的細胞都是動物細胞(

)(3)沒有大液泡的細胞一定是動物細胞(

)(4)溶酶體作為“消化車間”，可合成并儲存大量的水解酶(

)××注：動物細胞不一定都含有線粒體，如：哺乳動物成熟的紅細胞注：有中心體的細胞不一定就是動物細胞，如：低等植物細胞也含有中心體?！磷ⅲ簺]有大液泡的細胞不一定就是動物細胞，如植物根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡?！琳n堂檢測——習題：與細胞器有關的三個“不一定”①沒有葉綠體的細胞不一定就是動物細胞，如植物根尖細胞也不含有葉綠體。②沒有大液泡的細胞也不一定就是動物細胞，如植物根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡。③有中心體的細胞不一定就是動物細胞，如某些低等植物細胞也含有中心體。不同類型細胞圖像判定(不包含真菌細胞)課堂小結1細胞器的分工合作2、實驗材料：蘚類的葉片（菠菜葉下表皮）1、實驗原理：(1)葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，不需染色，制片后直接觀察。(2)活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態(tài)。觀察時可用細胞質基質中的葉綠體的運動作為標志。探究實驗：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動(1)蘚類葉片，可直接觀察，因蘚類葉片僅有一層葉肉細胞。(2)若用菠菜葉，要撕取帶少許葉肉的下表皮，因為接近下表皮的葉肉細胞是海綿組織，細胞排列疏松，細胞分散，易撕去，且所含葉綠體數目少，個體大，便于觀察。(3)黑藻幼嫩的小葉扁平，只有一層細胞，可直接制片觀察。因含有大量葉綠體而呈黑色。探究實驗：用高倍顯微鏡高觀察葉綠體和細胞質的流動3、實驗結論(1)葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，隨細胞質流動，自身也可轉動。(2)每個細胞中細胞質流動的方向一致，其流動方式為環(huán)流式。1.當外界溫度低或者光線暗時，細胞質流動的慢，而溫度高時，細胞質流動的較快。2.在相同的條件下，細胞質靠近葉脈的細胞，細胞質流動的較快，其他細胞質流動的較慢。核糖體是蛋白質合成的場所內質網是蛋白質等大分子物質合成、加工場所和運輸通道高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝的“車間”和“發(fā)送站”

在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質，這類蛋白質叫做分泌蛋白。如：消化酶、抗體、胰島素等。分泌蛋白在哪里合成、加工呢？二、細胞器之間的協(xié)調配合三種細胞器之間是不是存在某種協(xié)作呢？用什么方法可以追蹤其運輸過程呢？35囊泡線粒體高爾基體核糖體內質網117min3min17min二、細胞器之間的協(xié)調配合選材：豚鼠胰腺腺泡細胞產生大量的分泌蛋白,取材容易、易于觀察豚鼠胰腺腺泡細胞分泌蛋白形成過程圖解灰點代表未被標記的分泌蛋白，紅點代表被標記的分泌蛋白二、細胞器之間的協(xié)調配合1、為什么選擇亮氨酸作為同位素3H的標記物？亮氨酸是必需氨基酸，必須從環(huán)境中獲取，而不能自身合成。用放射性元素標記氨基酸后，最先檢測到放射性出現(xiàn)在核糖體上，然后依次出現(xiàn)在粗面內質網、高爾基體和細胞膜等結構上。放射性培養(yǎng)二、細胞器之間的協(xié)調配合科學方法：同位素標記法在同一元素中，質子數相同、中子數不同的原子為同位素，如16O與18O，12C與14C。同位素的物理性質可能有差異，但組成的化合物化學性質相同。用物理性質特殊的同位素來標記化學反應中原子的去向，就是同位素標記法。同位素標記可用于示蹤物質的運行和變化規(guī)律。通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清楚化學反應的詳細過程。生物學研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是穩(wěn)定同位素，如15N、18O等。

同位素標記法的概念同位素標記法的應用方法：同位素標記法和放射性自顯影技術若組織切片中含有放射性物質，可通過曝光的銀顆粒顯示原理特點物理性質有差異（如放射性、原子量），化學性質相同用物理性質特殊的同位素來標記化學反應中原子的去向特點同位素：原子序數相同，質子數相同、中子數不同的原子應用放射性同位素放出的電離射線可以使感光乳劑曝光，形成銀顆粒應用追蹤放射性物質的分布及數量研究細胞內的元素或化合物的來源、組成、分布和去向二、細胞器之間的協(xié)調配合步驟：二、細胞器之間的協(xié)調配合選擇同位素3H標記的亮氨酸將實驗細胞放入含有3H-亮氨酸的培養(yǎng)液中短時間培養(yǎng)（3min）隨后將細胞轉入不含3H-亮氨酸的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。不同的時間、多次取樣，制備組織切片，利用放射性自顯影技術，追蹤被標記亮氨酸的轉移路徑。1、為什么選擇亮氨酸作為同位素3H的標記物？2、為什么將實驗細胞放入含有3H亮氨酸的培養(yǎng)液中短時間培養(yǎng)？亮氨酸是必需氨基酸，必須從環(huán)境中獲取，而不能自身合成。實驗細胞短時間暴露于含有放射性標記的氨基酸中將含有放射性的氨基酸洗去，換成不含有放射性的同一氨基酸使暴露時間內合成的蛋白質摻入了含有放射性的氨基酸追蹤放射性物質的位置，從而得知蛋白質運動的軌跡二、細胞器之間的協(xié)調配合核糖體粗面內質網合成蛋白細胞膜核糖體氨基酸形成肽鏈內質網加工肽鏈形成蛋白質高爾基體進一步修飾加工細胞膜囊泡與細胞膜融合細胞外囊泡囊泡分泌高爾基體接受側運輸側線粒體供能1、分泌蛋白質是在哪個細胞器里合成的？分泌蛋白是在內質網上的核糖體中合成的。2、分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了哪些細胞器或細胞結構？嘗試描述分泌蛋白的合成和運輸過程。3、分泌蛋白合成和分泌的過程中需要能量嗎？能量由哪里提供？依次經過核糖體、內質網、高爾基體、細胞膜需要能量，能量由線粒體提供分泌蛋白的合成和運輸體現(xiàn)細胞器之間的協(xié)調配合游離的核糖體合成一段肽鏈（隨后暫停）。合成的一段肽鏈和核糖體轉移至粗面內質網繼續(xù)多肽鏈的合成，并且邊合成邊轉移至內質網腔內。內質網對多肽鏈進行加工、折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質。內質網形成囊泡包裹著蛋白質離開，轉運至高爾基體，與高爾基體膜融合。高爾基體對蛋白質做進一步的修飾加工（已成熟），然后高爾基體形成囊泡（分泌小泡）包裹著蛋白質離開。分泌小泡轉運至細胞膜，與細胞膜融合，小泡中的分泌蛋白質分泌出去。在分泌蛋白的合成、加工、運輸的過程中，需要消耗能量。這些能量主要來自于線粒體。二、細胞器之間的協(xié)調配合二、細胞器之間的協(xié)調配合游離的核糖體繼續(xù)完成多肽鏈的合成，邊合成邊轉移到內質網腔內，再經過加工，折疊，形成有一定空間結構的蛋白質高爾基體為整個過程提供能源保障細胞膜將來自內質網的蛋白質進一步修飾加工粗面內質網囊泡囊泡核糖體與多肽鏈將氨基酸連成多肽鏈（脫水縮合）將成熟的蛋白質分泌到細胞外面線粒體在分泌蛋白的合成和運輸過程中，內質網膜面積減少，細胞膜面積增大，高爾基體膜面積不變二、細胞器之間的協(xié)調配合膜面積時間①②③高爾基體膜①內質網膜②細胞膜③膜面積時間

前后ABCABCA內質網膜B高爾基體膜C細胞膜在這個過程中，內質網膜可通過小泡轉化成高爾基體膜，高爾基體膜又可通過分泌小泡形成細胞膜。

細胞中所有細胞器膜和細胞膜、核膜等共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)?；瘜W組成上都有蛋白質、脂質、糖類。生物膜系統(tǒng)細胞膜核膜細胞器膜線粒體膜、葉綠體膜、內質網膜、高爾基體膜、溶酶體膜、液泡膜三、細胞的生物膜系統(tǒng)核膜、線粒體膜、葉綠體膜——雙層膜細胞膜、內質網膜、高爾基體膜、溶酶體膜、液泡膜——單層膜生物膜系統(tǒng)的功能：首先，細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。（細胞膜的三大功能）