細(xì)胞器之間的分工合作課件2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

第2節(jié)細(xì)胞器之間的分工合作本節(jié)聚焦細(xì)胞內(nèi)有哪些主要的細(xì)胞器？細(xì)胞器是如何分工合作，共同完成細(xì)胞的生命活動(dòng)？什么是生物膜系統(tǒng)？它具有什么功能？問(wèn)題探討討論：1.如果缺少其中的某個(gè)部門(mén)，C919飛機(jī)還能制造成功嗎？C919飛機(jī)C919飛機(jī)是我國(guó)研制的新一代大型客機(jī)。研制C919飛機(jī)需要若干部門(mén)分工合作，如整體研發(fā)設(shè)計(jì)、特種材料及工藝技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)研發(fā)(包括電纜、導(dǎo)管、發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅、座艙設(shè)備等)、總裝制造部門(mén)。2.細(xì)胞中是否也具有多種不同的“部門(mén)”？這些“部門(mén)”也存在類(lèi)似的分工與合作嗎？一、顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)是指光學(xué)顯微鏡下看到的結(jié)構(gòu)亞顯微結(jié)構(gòu)是指電子顯微鏡下看到的結(jié)構(gòu)思考1.初中實(shí)驗(yàn)中觀察了細(xì)胞核、液泡、葉綠體，這樣觀察到的結(jié)構(gòu)屬于顯微結(jié)構(gòu)還是亞顯微結(jié)構(gòu)？普通光學(xué)顯微鏡的分辨力極限約為0.2微米二、分離細(xì)胞器的方法差速離心法將細(xì)胞膜破壞后，形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心處理，就能將各種細(xì)胞器分離開(kāi)。三、細(xì)胞器的分工細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)中呈溶膠狀的液體基質(zhì)，內(nèi)含各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所。位于植物細(xì)胞膜外側(cè)，主要由纖維素和果膠構(gòu)成，具有全透性，對(duì)細(xì)胞起支持和保護(hù)作用。1.液泡液泡主要存在于植物細(xì)胞中，由單層膜構(gòu)成。成熟植物組織中含有中央大液泡植物液泡內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等（可視作儲(chǔ)存場(chǎng)所），可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境。充盈的液泡能使植物堅(jiān)挺根尖分生區(qū)的細(xì)胞是沒(méi)有液泡的2.葉綠體葉綠體具有雙層膜，內(nèi)部含有核酸（DNA和RNA）和核糖體葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞所含有的細(xì)胞器，是“養(yǎng)料制造車(chē)間”和“能量轉(zhuǎn)換站”內(nèi)膜外膜思考2.所有的植物細(xì)胞都有葉綠體嗎？植物的根部細(xì)胞和葉的表皮細(xì)胞都是沒(méi)有葉綠體的。藍(lán)細(xì)菌，因其含有藻藍(lán)素和葉綠素，可以進(jìn)行光合作用思考3.蓮葉與荷花的顏色與細(xì)胞中的色素有關(guān)。決定蓮葉與荷花顏色的色素的存在部位相同嗎？3.線粒體線粒體具有雙層膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖體線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，是細(xì)胞的“動(dòng)力車(chē)間”內(nèi)膜外膜內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴（增大膜面積方式）思考3.人體所有細(xì)胞內(nèi)的線粒體內(nèi)膜表面積加起來(lái)約有1.4萬(wàn)平方米，推測(cè)其原因。耗能多的細(xì)胞線粒體含量較多（心肌，骨骼肌等）4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)合成、加工場(chǎng)所和運(yùn)輸通道內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)連接形成的一個(gè)連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著大量核糖體）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（不附著核糖體）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布最廣泛、可以外連細(xì)胞膜內(nèi)連核膜。5.核糖體核糖體由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，無(wú)膜結(jié)構(gòu)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所核糖體常附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜上，或者游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者染色質(zhì)(體)=DNA+蛋白質(zhì)6.高爾基體高爾基體由單層膜圍成的扁平囊狀和囊泡狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成高爾基體主要是對(duì)來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類(lèi)、包裝的“車(chē)間”和“發(fā)送站”，是細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸?shù)臉屑~植物細(xì)胞中的高爾基體還與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。高爾基體與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)。各種腺體高爾基體含量較多。7.中心體中心體與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)中心體存在于動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中，無(wú)膜結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)相互垂直的中心粒及周?chē)镔|(zhì)構(gòu)成。8.溶酶體溶酶體主要分布在動(dòng)物細(xì)胞中，由單層膜構(gòu)成溶酶體是細(xì)胞內(nèi)的“消化車(chē)間”，內(nèi)含酸性水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的細(xì)菌和病毒思考4.新宰殺的畜、禽，如果馬上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，過(guò)一段時(shí)間再煮，肉反而鮮嫩。這是為什么呢？細(xì)胞死亡后，溶酶體破裂，其中的各種水解酶釋放出來(lái)，分解細(xì)胞中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)，這時(shí)的畜、禽肉最鮮嫩。若宰后即煮，溶酶體內(nèi)的酶失活，肌肉中的蛋白質(zhì)等不能水解，肌纖維多而顯肉老。結(jié)構(gòu)雙層膜結(jié)構(gòu)單層膜結(jié)構(gòu)無(wú)膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)含DNA含RNA含色素線粒體、葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡中心體、核糖體線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體液泡、葉綠體思考5.細(xì)胞中的各種細(xì)胞器是隨意漂浮在細(xì)胞質(zhì)中的嗎？細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器并非懸浮于細(xì)胞之中，細(xì)胞質(zhì)中有著支持它們的結(jié)構(gòu)——細(xì)胞骨架。細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持著細(xì)胞形態(tài)，錨定并支撐著許多細(xì)胞器，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。四、用高倍鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)葉肉細(xì)胞中的葉綠體散布于細(xì)胞質(zhì)中，呈綠色扁平的橢球或球形，可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分布?；罴?xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài)。觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)，可用細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的流動(dòng)作為標(biāo)志。菠菜葉番薯葉黑藻葉厚材料撕薄層選擇薄的材料思考6.為什么撕取菠菜葉下表皮稍帶些許葉肉？表皮細(xì)胞一般無(wú)葉綠體；下表皮附近葉肉細(xì)胞中葉綠體較少，容易觀察。

制作好的葉片臨時(shí)裝片先放在低倍顯微鏡觀察，找到葉肉細(xì)胞后，換用高倍顯微鏡，仔細(xì)觀察葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體的形態(tài)和分布情況。1.植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài)，這對(duì)于活細(xì)胞完成生命活動(dòng)有什么意義？討論：細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所，提供原料、酶、細(xì)胞器等物質(zhì)與結(jié)構(gòu)；細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸創(chuàng)造了條件，保障細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。五、細(xì)胞器的合作（分泌蛋白的合成和運(yùn)輸）1.1研究方法—同位素標(biāo)記法①同一元素中，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子互為同位素，如16O、18O，12C與14C。②穩(wěn)定同位素是指原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生衰變的同位素，如15N、18O等；放射性同位素是指原子核不穩(wěn)定會(huì)發(fā)生衰變，發(fā)出α射線、β射線或γ射線的同位素，如3H、14C、32P、35S等12C14C用物理性質(zhì)特殊的同位素來(lái)標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向，就是同位素標(biāo)記法。

有些蛋白質(zhì)是在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外起作用的，這類(lèi)蛋白質(zhì)叫作分泌蛋白，如消化酶、抗體和一部分激素等。①選擇同位素3H標(biāo)記的亮氨酸②將實(shí)驗(yàn)細(xì)胞放入含有3H-亮氨酸的培養(yǎng)液中短時(shí)間培養(yǎng)（3min）③隨后將細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含3H-亮氨酸的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。④不同的時(shí)間、多次取樣，制備組織切片，利用放射性自顯影技術(shù)，追蹤被標(biāo)記亮氨酸的轉(zhuǎn)移路徑。2.操作步驟思考7.為什么選擇亮氨酸作為同位素3H的標(biāo)記物？亮氨酸是必需氨基酸，必須從環(huán)境中獲取，所以可以先通過(guò)人工標(biāo)記氨基酸，再由細(xì)胞主動(dòng)吸收，進(jìn)而追蹤其去向。思考8.為什么將實(shí)驗(yàn)細(xì)胞放入含有3H亮氨酸的培養(yǎng)液中短時(shí)間培養(yǎng)？使暴露時(shí)間內(nèi)合成的少量蛋白質(zhì)摻入了含有放射性的氨基酸3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果思考9.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能否據(jù)此推測(cè)出分泌蛋白轉(zhuǎn)移的途徑?粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌顆粒4.分泌蛋白的合成和運(yùn)輸核糖體氨基酸形成肽鏈內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工、折疊形成一定空間的蛋白質(zhì)高爾基體進(jìn)一步修飾加工細(xì)胞膜囊泡與細(xì)胞膜融合細(xì)胞外轉(zhuǎn)移囊泡囊泡分泌供能線粒體整個(gè)過(guò)程需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等細(xì)胞器參與，體現(xiàn)了細(xì)胞器之間的分工與合作。所有蛋白質(zhì)的合成都從細(xì)胞質(zhì)中游離的核糖體開(kāi)始核糖體轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分泌小泡溶酶體質(zhì)膜細(xì)胞核線粒體葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)駐留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1.下列物質(zhì)中，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成的是()①性激素②胰島素③淀粉④消化酶⑤纖維素⑥血紅蛋白A.①②B.②③C.②④D.②⑤隨堂練習(xí)In-classpracticeC胞內(nèi)蛋白分泌蛋白思考11.分泌蛋白的合成過(guò)程說(shuō)明膜結(jié)構(gòu)具有什么特點(diǎn)？5.細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。生物膜在組成成分和結(jié)構(gòu)上相似，結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系。①細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過(guò)程中起著決定性作用；②許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點(diǎn)；③細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開(kāi)，這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)互相干擾，保證生命活動(dòng)有序高效進(jìn)行?？谇火つ?、消化道黏膜實(shí)際