细胞器之间的分工合作课件高一上学期生物人教版必修1(1)2

第2节细胞器之间的分工合作

(一)教学目标1.举例说出几种主要细胞器的功能。2.简述细胞膜系统的组成和功能。3.制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。4.用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。(二)教学重点和难点1.教学重点(1)几种主要细胞器的功能。(2)细胞膜系统的组成和功能。2.教学难点(1)细胞器之间的协调配合。(2)分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性。【问题探讨】

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、机载系统研发(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？缺少任何一个部门都难以完成研制工作。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，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。细胞是一个统一的整体细胞膜细胞质细胞核细胞器细胞质基质细胞细胞壁无膜一层膜两层膜细胞质细胞质基质:细胞器:呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成，细胞器就分布在细胞质基质中。细胞质中具有特定形态结构和功能的微器官，也称为拟器官或亚结构。如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等细胞核、细胞膜、细胞壁等是不是细胞器？不是，细胞器存在于细胞质显微结构电子显微镜光学显微镜亚显微结构光学显微镜：观察线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁等。电子显微镜：线粒体内外膜、叶绿体内外膜、叶绿体类囊体薄膜、核膜、核糖体、中心体、内质网、高尔基体等。破坏植物细胞壁的酶：纤维素酶、果胶酶破坏细菌细胞壁的酶：溶菌酶破坏真菌细胞壁的酶：几丁质酶细胞的“动力车间“，细胞进行有氧呼吸的主要场所大多数呈椭球形、短棒状，双层膜，内膜向内突起形成嵴功能形态结构外膜内膜嵴线粒体分布普遍存在于动植物细胞中，新陈代谢旺盛的细胞含量多。叶绿体外膜内膜基质类囊体基粒功能形态结构分布扁平的椭球形或球形，双层膜（外膜、内膜）、基粒（多个类囊体堆叠而成）、基质（含少量DNA、RNA和光合作用有关酶）能进行光合作用，是植物细胞“养料制造车间和能量转换站”分布在植物叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞无叶绿体：洋葱内表皮细胞、根尖分生区细胞内质网功能形态结构分布单层膜结构动植物细胞粗面内质网：加工、运输蛋白质，有核糖体光面内质网：合成糖类和脂质，无核糖体膜面积最大的细胞器内质网外连细胞膜，内连核膜，是细胞内物质运输的通道高尔基体功能形态结构分布动植物细胞由单层膜构成的扁平囊叠加在一起所组成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”与分泌蛋白有关（动物）与植物细胞细胞壁形成有关（植物）

与溶酶体的形成有关动植物细胞都有，但功能不同——高尔基体高尔基体具有极性，靠近细胞核的一面称为形成面，接近细胞膜的一面称为成熟面。在分泌蛋白的分泌过程中，内质网形成的囊泡在形成面与高尔基体膜融合，成熟面形成囊泡与细胞膜融合。液泡单层膜，液泡膜内液体叫细胞液，细胞液含糖类、无机盐、色素、蛋白质等功能形态结构分布可以调节植物细胞内的环境充盈的液泡使植物细胞保持坚挺主要存在于成熟植物细胞洋葱根尖分生区细胞是不成熟的细胞，没有大液泡溶酶体功能形态结构分布单层膜的囊状小泡是细胞的“消化车间”含有多种水解酶，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动植物均有，主要分布在动物细胞由高尔基体断裂产生核糖体功能形态结构分布无膜结构，由蛋白质和RNA组成动植物细胞生产蛋白质的机器游离于细胞质基质的核糖体附着于粗面内质网的核糖体中心体功能形态结构分布无膜结构，两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成动物和低等植物（藻类）与细胞的有丝分裂有关主要成分为蛋白质，不含核酸洋葱、水稻为高等植物，不含中心体中心体主要成分是蛋白质，不含核酸高尔基体、内质网的成分是蛋白质和磷脂，不含核酸线粒体、叶绿体都含有少量DNA和RNA，核糖体含有RNA内质网线粒体高尔基体细胞壁细胞膜细胞核液泡叶绿体细胞膜细胞核中心体溶酶体核糖体植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构。（高等动植物细胞均有细胞骨架）功能：维持着细胞的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、能量转化、信息传递等生命活动密切相关分离细胞器的方法——差速离心法差速离心主要是采取逐渐提高离心速率，分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法，分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。匀浆放入离心管破坏细胞膜离心器离心细胞器分离获得各种细胞器的方法：差速离心法细胞匀浆低速离心中速离心高速离心细胞核、细胞壁叶绿体线粒体更高速离心核糖体匀浆包括:

S1P1S1包括:

S2P2S2包括:S3P3S3包括:S4P4(1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞不含叶绿体。(2)没有液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有液泡。(3)有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞含有中心体。易错提醒(4)植物的绿色组织——叶绿体油菜花瓣主要是黄色，不存在叶绿体(5)哺乳动物成熟红细胞内无细胞器，eg无线粒体、核糖体等(6）能进行光合作用的生物不一定有叶绿体eg蓝细菌，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。膜结构分布主要功能叶绿体线粒体中心体

无与细胞有丝分裂有关核糖体高尔基体内质网

单动植物蛋白质加工、脂质合成液泡溶酶体双双无单单单植物成熟植物细胞动植物动植物动植物动植物光合作用的场所有氧呼吸的主要场所蛋白质合成的场所调节植物内环境，使植物细胞保持坚挺分解衰老、损伤细胞器，杀死病毒和病菌蛋白质分类、包装，与植物细胞壁的形成有关动物和低等植物多角度比较各种细胞器成熟植物细胞——液泡动植物均有：线粒体、核糖体、高尔基体、内质网、溶酶体有膜结构的细胞器,都有磷脂，因为细胞中,生物膜都是磷脂双分子层!课堂小结：4、含有少量DNA的细胞器

。1、与动物细胞相比，植物细胞特有的细胞器

。3、与能量转化直接有关系的细胞器

。叶绿体、液泡（若是细胞结构，应加上细胞壁）叶绿体、线粒体线粒体、叶绿体2、含色素的细胞器

。叶绿体、液泡5、含有DNA的细胞结构叶绿体、线粒体、细胞核6、含有RNA的细胞器叶绿体、线粒体、核糖体线粒体 A与动物细胞的有丝分裂有关溶酶体 B进行光合作用的场所液泡 C蛋白质的包装、发送核糖体 D合成蛋白质的场所高尔基体 E为细胞生命活动提供能量中心体 F分解衰老、损伤的细胞器内质网 G蛋白质的加工、运输以及 脂质合成的场所叶绿体 H储存物质，使植物细胞坚挺细胞器之间的分工微思考“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。”决定莲花叶与荷花颜色的色素存在的部位是否相同？说出你的理由。提示：不同。决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中。放眼远望，碧绿的荷叶无穷无尽，好像一直连到天边;映着朝阳的荷花，红得特别艳丽。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细胞质基质是不断流动的，悬浮在基质中的细胞器也会随之运动，所以叶绿体等颗粒位置的改变证明了细胞质是流动的。目的要求1.使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。2.观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。材料用具藓类叶(或菠菜叶、番薯叶等)、新鲜的黑藻显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，刀片，培养皿，台灯，铅笔。用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动方法步骤一、制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布1.用镊子取一片藓类的小叶(或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)放入盛有清水的培养皿中。2.往载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶放入水滴中，盖上盖玻片。注意：临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水状态。3.先用低倍镜找到需要观察的叶绿体，再换用高倍镜观察，仔细观察叶绿体的形态和分布情况。在观察叶绿体的实验中，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。试从叶片结构方面分析其原因。(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。tips叶绿体呈绿色，无需染色，直接观察高倍显微镜只能叶绿体的形态，双层膜结构需要电子显微镜。二、制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动1.供观察用的黑藻，事先应放在光照、室温条件下培养。2.将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶，将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。3.先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后换用高倍镜观察，注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。升高温度加快黑藻细胞质的流动保持细胞的正常形态观察黑藻靠近叶脉处的叶绿体靠近叶脉的细胞水分充足，容易观察到细胞质流动tips黑藻基部成熟叶片含有的叶绿体多，不易观察叶绿体的形态，应选用黑藻幼嫩的小叶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，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片细胞的栅栏组织(接近上表皮)中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)中的多，这使得叶片的叶绿体能够接收更多的光照进行光合作用。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？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。在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，12C与14C。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。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。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。生物学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，是稳定同位素，如15N、18O等。质子数＋中子数=质量数质子数——质子的数量中子数——原子核中的中子数目质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素等。向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，带有放射性标记的物质出现在附着有核糖体的内质网中；17min后，出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分，高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。与分泌蛋白形成相关的细胞器、细胞结构和膜结构细胞结构：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体膜结构：内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体分泌蛋白：具有分泌功能的细胞产生的。胰蛋白酶血红蛋白在分泌蛋白合成中可以产生囊泡的结构：细胞膜、内质网、高尔基体可以产生囊泡的细胞器：内质网、高尔基体无膜的细胞器不可以产生囊泡：核糖体小囊泡是往返细胞膜与高尔基体、内质网之间的运输工具，因此内质网、高尔基体、细胞膜可以产生小囊泡。液泡和线粒体不能产生小囊泡。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？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。内质网上的核糖体分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。需要，如核糖体再将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量，这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。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？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。原核细胞有细胞膜/生物膜，但没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。囊泡属于生物膜系统各种生物膜的结构和化学成分相似，但各种膜的功能差别较大的原因是膜上蛋白质的种类和数量不同。人体内的呼吸道黏膜、消化道黏膜、视网膜、肠粘膜——细胞结构，不属于生物膜系统。生物膜系统的功能1.使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。2.许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。3.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。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。根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是

(

)A．心肌细胞比腹肌具有更多的线粒体B．汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体C．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体D．生命活动旺盛的细胞比衰老细胞具有更多的线粒体B心肌细胞从胚胎期以来就不停地运动，不管人是清醒还是休息，它都要运动，就需要大量的能量,因此心肌细胞比腹肌具有更多的线粒体。汗