細胞器-系統(tǒng)內(nèi)分工與合作

人教版高中生物必修1第3章

第2節(jié)細胞器—系統(tǒng)內(nèi)的分工合作

問題1：細胞器在哪里？動物細胞的顯微結(jié)構(gòu)模式圖123細胞膜細胞核細胞質(zhì)細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)（電鏡下）光學顯微鏡一、細胞器之間的分工細胞質(zhì)：細胞膜以內(nèi),細胞核以外的原生質(zhì)。是均勻透明的膠狀物質(zhì),能不斷流動。2、細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能細胞質(zhì)

基質(zhì)成分:功能:是細胞進行多種化學反應(yīng)的場所細胞器水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸等,還有很多種酶線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體高爾基體液泡葉綠體中心體細胞器就像漂浮細胞質(zhì)基質(zhì)中的“小船”狀態(tài):呈膠狀溶酶體細胞質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核膜細胞核核仁線粒體高爾基體核糖體細胞膜溶酶體中心體葉綠體液泡細胞壁圈出屬于細胞器的結(jié)構(gòu)問題2：如何研究各種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能？微觀世界“三劍客”（自主閱讀P51）勇于探幽入微的克勞德（離心方法）具有敏銳洞察力的德迪夫（發(fā)現(xiàn)溶酶體）善于利用先進技術(shù)手段的帕拉德（電子顯微鏡）他們因為細胞結(jié)構(gòu)和功能組織的發(fā)現(xiàn)而分享1974年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎?？茖W研究離不開探索精神、理性思維和技術(shù)手段的結(jié)合分離細胞器的方法：差速離心法觀察細胞器的儀器設(shè)備：電子顯微鏡小組合作建構(gòu)細胞模型每小組建構(gòu)一種細胞模型（動物或植物細胞）注意每種細胞器的大小比例注意不同細胞中細胞器的種類小組內(nèi)做好分工控制時間：10分鐘小組代表展示交流小結(jié)--識圖說出下圖各結(jié)構(gòu)的名稱和主要功能動物細胞植物細胞細胞膜線粒體高爾基體滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體中心體核仁核膜動物細胞植物細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡細胞膜葉綠體高爾基體細胞核核糖體線粒體細胞壁線粒體形狀橢球形分布動、植物細胞結(jié)構(gòu)雙層膜、含有少量DNA、RNA功能有氧呼吸的主要場所“動力車間”，與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)葉綠體形狀球形、橢球形分布植物細胞（綠色部分）結(jié)構(gòu)具有雙層膜、含有少量DNA、RNA含有色素功能進行光合作用植物細胞“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形狀網(wǎng)狀分布動、植物細胞結(jié)構(gòu)單層膜功能蛋白質(zhì)合成和加工，以及脂質(zhì)合成的“車間”高爾基體形狀分布動、植物細胞結(jié)構(gòu)單層膜功能對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”核糖體形狀粒狀游離或附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上分布動、植物細胞結(jié)構(gòu)無膜結(jié)構(gòu)功能合成蛋白質(zhì)“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”（即氨基酸脫水縮合的場所）溶酶體形狀球形分布動、植物細胞結(jié)構(gòu)單層膜，含有多種水解酶功能能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌液泡形狀大型泡狀分布植物細胞結(jié)構(gòu)單層膜，含有色素功能調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的環(huán)境，使植物使細胞保持堅挺液泡中心體形狀分布動物細胞，低等植物細胞結(jié)構(gòu)無膜，由2個中心粒相互垂直組成功能與細胞有絲分裂有關(guān)思考1：飛翔鳥類胸肌細胞線粒體數(shù)量比不飛翔鳥類的多。運動員肌細胞線粒體的數(shù)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。為什么？思考2：胰島素是一種蛋白質(zhì)，是由體內(nèi)相應(yīng)的胰島細胞合成分泌的。你認為胰島細胞內(nèi)哪些細胞器數(shù)量比較多？為什么？思考3：蛔蟲寄生在人體腸道缺氧的環(huán)境，你認為蛔蟲體內(nèi)會缺乏哪些細胞器？各種細胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，在功能上也各有分工不同功能的細胞，細胞器的種類和數(shù)量是有差異的3.各種細胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，在功能上也各有分工總結(jié)一.不同細胞中細胞器的種類和數(shù)量相同嗎？動物細胞植物細胞線粒體核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體中心體葉綠體液泡各種細胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，在功能上也各有分工不同功能的細胞，細胞器的種類和數(shù)量是有差異的完成課本50頁的基礎(chǔ)題總結(jié)二：細胞器的歸類：1.按結(jié)構(gòu)歸類具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器無膜結(jié)構(gòu)的細胞器線粒體、葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡核糖體、中心體2.按分布歸類高等動植物細胞共有的細胞器動物細胞和低等植物細胞特有的細胞器高等植物細胞特有的細胞器真原核細胞唯一共有的細胞器線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體中心體葉綠體、液泡核糖體含有DNA的細胞器含有RNA的細胞器含有色素的細胞器與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細胞器動植物細胞都有，但功能不同的細胞器3.按組成歸類4.按功能特點歸類線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體葉綠體、液泡線粒體、葉綠體高爾基體5.光學顯微鏡下能觀察到的細胞器：線粒體、葉綠體、液泡【典例1】

下圖是某兩種細胞結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖回答下列問題:(1)甲圖是

細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)圖,乙是

細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)圖。

(2)甲圖中有而乙圖中沒有的細胞器為

、

;乙圖中有而甲圖沒有的細胞器是

。

解析:(1)甲圖細胞具有細胞壁及葉綠體、液泡等細胞器,而沒有中心體,可判斷為高等植物細胞;乙圖細胞沒有細胞壁,可判斷為動物細胞。(2)高等植物細胞有而動物細胞沒有的細胞器是葉綠體和液泡。動物細胞有而高等植物細胞沒有的細胞器是中心體。(3)果肉細胞中色素存在于液泡中。洋蔥根尖成熟區(qū)細胞沒有葉綠體。(4)圖中所示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡具有單層膜。答案:(1)高等植物動物(2)葉綠體液泡中心體(3)14液泡4葉綠體(4)5、12、14(3)若甲圖細胞是西瓜的紅色果肉細胞,則色素主要存在于[

]

中。若甲圖細胞是洋蔥的根尖成熟區(qū)細胞,則圖中不應(yīng)該具有的結(jié)構(gòu)是[

]

。

(4)甲圖中具有單層膜的細胞器為

。(填寫編號)

蛋白質(zhì)的功能：生命活動的主要承擔者二、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合通過細胞分泌的化學物質(zhì)(如激素)建立的細胞交流例如：

豚鼠胰腺腺泡細胞分泌物形成過程圖解（1）分泌蛋白的合成與運輸二、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合

分泌蛋白——在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外起作用的一類蛋白質(zhì)，如：消化酶、抗體及部分激素。（3H標記的亮氨酸）核糖體分泌蛋白是在哪里合成的？分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經(jīng)過了哪些細胞器或細胞結(jié)構(gòu)？嘗試描述分泌蛋白的合成和運輸過程。分泌蛋白合成和分泌過程中需要能量嗎？能量由哪提供？核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜需要,主要由線粒體提供。觀看視頻，完成48頁的討論核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜多肽鏈較成熟蛋白質(zhì)成熟蛋白質(zhì)排出分泌蛋白線粒體供能氨基酸脫水縮合囊泡運輸囊泡運輸進一步修飾加工初步加工結(jié)論：生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上相聯(lián)系的。圖3-9內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細胞膜和核膜之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系：核膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜細胞膜直接直接高爾基體膜間接間接三、細胞的生物膜系統(tǒng)概念

各種細胞器膜和細胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。1、概念：2、關(guān)系：(直接聯(lián)系、間接聯(lián)系）生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)很相似，在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，進一步體現(xiàn)了細胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。3、功能使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。生物膜系統(tǒng)的廣闊的膜面積為許多重要的化學反應(yīng)所需的多種酶提供了大量的附著位點。將細胞分成一個個小區(qū)室，使得細胞內(nèi)能同時進行多種化學反應(yīng)，而互不干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。細胞器之間的協(xié)調(diào)配合探究二【典例2】

在一定時間內(nèi)使某種動物細胞吸收放射性同位素標記的氨基酸,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)放射性同位素依次出現(xiàn)在如圖中1、2、3、5、6部位。請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中[7]是一種

,在[2]

中進行加工。[1]的功能是

。

(2)[7]在[3]

中形成成熟蛋白質(zhì),[5]來自[

]。

(3)用標號和箭頭來表示[7]的運輸過程:

。

(4)[7]的合成、加工和運輸過程所需的大量能量是由[

]

供給的。

(5)分泌蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w再到細胞膜的過程中,共穿過了

層膜結(jié)構(gòu)。

【題組演練】1.用含有3H標記的亮氨酸培養(yǎng)胰腺腺泡細胞時,發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)放射性物質(zhì)的量迅速增加,放射性物質(zhì)不會在以下哪類細胞器內(nèi)大量出現(xiàn)(

)A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng) B.核糖體 C.高爾基體 D.線粒體解析:胰腺腺泡細胞具有很強的分泌功能,它分泌的蛋白質(zhì)包括胰島素和消化酶等。合成分泌蛋白時,3H標記的亮氨酸依次出現(xiàn)在核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體,線粒體為分泌蛋白的合成和分泌提供能量,但不參與分泌蛋白的合成過程,因此不會出現(xiàn)放射性物質(zhì)。D2.在胰島細胞中,與合成和分泌胰島素有關(guān)的一組細胞器是(

)A.線粒體、中心體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、葉綠體、高爾基體C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、線粒體D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體解析:胰島素屬于分泌蛋白,與分泌蛋白合成和分泌有關(guān)的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。C【典例3】

用35S標記一定量的氨基酸,并用來培養(yǎng)哺乳動物的乳腺細胞,檢測并繪得核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上放射性強度的變化曲線(甲圖)以及在此過程中高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細胞膜膜面積的變化曲線(乙圖),下列分析不正確的是(

) A.甲圖中的a、b、c三條曲線所指代的細胞器分別是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體B.與乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相關(guān)的具膜細胞器是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體C.乙圖中d、e、f三條曲線所指代的膜結(jié)構(gòu)分別是細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜D.35S在細胞各個結(jié)構(gòu)間移動的先后順序是核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜解析:蛋白質(zhì)在核糖體上合成后進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行加工,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)再以囊泡的形式將蛋白質(zhì)運送到高爾基體,導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減少,由此知d為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜;囊泡與高爾基體膜融合導致高爾基體膜面積增加,被進一步加工的蛋白質(zhì)再以囊泡的形式從高爾基體運送到細胞膜,又導致高爾基體膜面積減少,則f為高爾基體膜;囊泡與細胞膜融合導致細胞膜面積增加,因此膜面積增加的e為細胞膜。在此過程中需要消耗的能量主要由線粒體提供。答案:C方法透析膜面積變化曲線的分析方法一看標記氨基酸出現(xiàn)的先后順序:核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→囊泡→高爾基體→囊泡→細胞膜(→胞外)。二看膜面積變化的結(jié)果:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積縮小,細胞膜面積增大,高爾基體膜面積先增大后縮小。三看與分泌蛋白形成有關(guān)的細胞器:核糖體(蛋白質(zhì)的裝配機器)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(加工車間)、高爾基體(包裝)和線粒體(提供能量)。【題組演練】1.下列有關(guān)生物膜系統(tǒng)的說法正確的是(

)A.細胞膜、葉綠體的內(nèi)膜與外膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與小腸黏膜都屬于生物膜系統(tǒng)B.所有的酶都在生物膜上,沒有生物膜生物就無法進行各種代謝活動C.不同生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)都是相同的,在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系D.細胞內(nèi)的生物膜把各種細胞器分隔開,使細胞內(nèi)的化學反應(yīng)不會互相干擾解析:細胞器膜和核膜、細胞膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng),而小腸黏膜是組織,不屬于生物膜系統(tǒng),A錯誤;生物膜為多種酶提供附著位點,是許多生物化學反應(yīng)的場所,但是細胞質(zhì)基質(zhì)中也含有酶,也可以進行化學反應(yīng),B錯誤;各種生物膜在結(jié)構(gòu)上很相似,在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系,C錯誤。D2.如圖是某細胞在進行某生命活動前后幾種生物膜面積的變化圖,在此變化過程中最可能合成的物質(zhì)和所代表的生物膜是(

)A.呼吸酶;Ⅰ是細胞膜 B.性激素;Ⅱ是高爾基體膜C.分泌蛋白;Ⅲ是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 D.胰島素;Ⅰ是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜解析:由圖示可知,在細胞進行生命活動前后,Ⅰ的膜面積變小,Ⅱ的膜面積幾乎不發(fā)生變化,Ⅲ的膜面積變大。在分泌蛋白的形成過程中,由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)“出芽”形成“小泡”與高爾基體膜融合,高爾基體“出芽”形成“小泡”與細胞膜融合,所以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積變小,高爾基體膜面積幾乎不變,細胞膜面積變大,且胰島素是分泌蛋白。D四、實驗：

用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體

1．實驗原理：(1)高等綠色植物的葉綠體存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中。葉綠體一般是綠色的、呈扁平的橢球形或球形，可以用高倍顯微鏡觀察它的形態(tài)和分布。（一）、觀察葉綠體2.材料用具

新鮮的菠菜，黑藻，大青菜，小青菜等多種植物材料。 潔凈的載玻片1片，蓋玻片1片，膠頭滴管1個，小燒杯一只，蒸餾水50mL，工具箱一個，雙面刀片1片，尖嘴鑷子1個，吸水紙。3.制作黑藻細胞的臨時裝片（其它