細胞器之間的分工合作課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

3.2細胞器之間的分工合作1、掌握細胞器的種類和功能。2、簡述生物膜系統(tǒng)的組成和功能。本節(jié)目標：問題探討

C919飛機是我國研制的新一代中型客機。研制C919飛機需要若干部門分工合作，如整體研發(fā)設(shè)計、特種材料及工藝技術(shù)、機載系統(tǒng)研發(fā)(包括電纜、導(dǎo)管、發(fā)動機、座椅、座艙設(shè)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?

研制大飛機是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要不同部門的合作與配合，缺少任何一個部門都難以完成研制的工作。

細胞是一個更復(fù)雜的系統(tǒng)，細胞內(nèi)分布著諸多的“部門”，它們既有分工又有合作，共同配合完成著生命活動，這些部門就是細胞器，分布于細胞質(zhì)基質(zhì)。細胞膜細胞核細胞器細胞質(zhì)基質(zhì)動物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖細胞質(zhì)細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)：呈溶膠狀，由水、無機鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶等功能：許多化學(xué)反應(yīng)在此進行

（細胞代謝的主要場所）組成：蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。功能：維持細胞形態(tài)、錨定并支撐著許多細胞器。與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等生命活動有關(guān)。細胞質(zhì)基質(zhì):細胞骨架:細胞器:細胞質(zhì)基質(zhì)細胞器細胞骨架P課本50線粒體、葉綠體、核糖體、中心體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡等分離細胞器的方法——差速離心法

逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。

要研究各種細胞器的組成和功能，需要將這些細胞器分離出來，用什么方法獲取細胞器呢？差速離心法利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同離心力，使細胞器分離開。細胞勻漿大顆粒較大顆粒小顆粒細胞核線粒體、溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體核糖體

上

清

液

(1)沉淀a

上

清

液(2)沉淀b

上

清

液(3)沉淀c1000g10min20000g20min80000g1h150000g3h分離細胞器的常用方法：___________。1.2破壞細胞膜細胞勻漿不同轉(zhuǎn)速離心上清液沉淀物細胞膜二、細胞器的結(jié)構(gòu)和功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體葉綠體液泡植物細胞和動物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖線粒體核糖體溶酶體中心體

結(jié)構(gòu)：無膜，橢球型的粒狀小體，由蛋白質(zhì)和rRNA組成功能：蛋白質(zhì)的合成場所（多肽鏈的形成）種類：附著核糖體（分泌蛋白的合成場所）

游離核糖體（胞內(nèi)蛋白的合成場所）核糖體類型粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：有核糖體附著，與分泌蛋白的的運輸、加工有關(guān)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：主要與脂類合成有關(guān)（有機物的合成車間）結(jié)構(gòu)：由單層膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)(內(nèi)連核膜，外連細胞膜)分布：動、植物細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體外膜內(nèi)膜嵴DNA基質(zhì)核糖體雙層膜;內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴（擴大膜面積）。結(jié)構(gòu):含有:與有氧呼吸有關(guān)的酶和少量DNA.*線粒體為半自主性細胞器，含有DNA、RNA，還有核糖體。（線粒體中能合成蛋白質(zhì)）有氧呼吸的主要場所，是細胞的動力車間！思考2.原核生物沒有線粒體，能進行有氧呼吸？口腔上皮細胞平滑肌細胞腎皮質(zhì)細胞肝細胞心肌細胞90個260個400個950個12500個1.為什么心肌細胞中的線粒體數(shù)量明顯多于其他細胞？這又說明什么呢？

說明代謝旺盛的細胞中含有線粒體數(shù)量多，如運動員肌細胞線粒體的數(shù)量比缺乏鍛煉的人多。細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞膜上有有氧呼吸的酶3.內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴有什么意義？增加了內(nèi)膜的表面積，有利于酶的附著外膜嵴基質(zhì)核糖體內(nèi)膜體現(xiàn)了：結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；這是生物進化的結(jié)果。高爾基體分布：動、植物細胞結(jié)構(gòu)：功能：動物：植物：與細胞壁的形成有關(guān)單層膜連接而成的扁平囊泡結(jié)構(gòu)，有大小囊泡與分泌蛋白的形成有關(guān)。（如對來自內(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”。資料：科學(xué)家破壞了植物細胞的高爾基體，發(fā)現(xiàn)其分裂無法形成新的細胞壁，細胞無法一分為二。請推測高爾基體可能還有什么功能？—蛋白質(zhì)的“加工廠”葉綠體：內(nèi)膜外膜類囊體（膜上有光合色素）DNA基質(zhì)核糖體基粒（類囊體堆疊形成）類囊體基粒堆疊*葉綠體為半自主性細胞器，含有DNA、RNA，還有核糖體。（葉綠體中能合成蛋白質(zhì)）擴大膜面積的方法：光合作用的場所。被稱為“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。葉綠體2.原核生物沒有葉綠體，能進行光合作用嗎？如：藍細菌含有藻藍素和葉綠素及相關(guān)酶。1.所有的植物細胞都有葉綠體？并不是，葉綠體主要分布在葉肉細胞中，根細胞、表皮細胞中無葉綠體思考分布：結(jié)構(gòu)：功能：液泡主要存在于成熟植物細胞中,根尖分生區(qū)組織細胞無大液泡①調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境；②充盈的液泡還可以保持細胞堅挺單層膜，內(nèi)有細胞液,含糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等溶酶體—“消化車間”作用：分布：主要分布在動物細胞中結(jié)構(gòu)：單層膜包裹的小泡，起源于高爾基體，含有多種水解酶能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞內(nèi)的病毒或細菌。（營養(yǎng)和防御作用）溶酶體的自噬作用溶酶體的吞噬作用與生活的聯(lián)系

新宰的畜、禽，如果馬上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，過一段時間再煮，肉反而新鮮。這可能與肌細胞內(nèi)哪一種細胞器的作用有關(guān)？溶酶體中儲存有大量的酶用于抵抗外界微生物和消化衰老的細胞器．動物體剛死時溶酶體不破裂，一段時間后其中的酶會隨其破裂而溢出，起到消化作用．溶酶體內(nèi)含有蛋白酶酶原，能在細胞死亡后激活成為蛋白酶，催化肌細胞間的膠原蛋白水解，使肌肉變得松軟，烹調(diào)后更加鮮嫩．從而使肉類變得更容易煮，更容易消化．結(jié)構(gòu)：功能：中心體分布：動物細胞內(nèi)和低等的植物細胞中由兩個相互垂直的中心粒及周圍的物質(zhì)組成。無膜結(jié)構(gòu)，主要成分是蛋白質(zhì)。與動物細胞有絲分裂有關(guān)。有絲分裂間期復(fù)制，前期發(fā)出星射線，形成紡錘體動植物細胞器知識歸納：分布植物特有動物和低等植物無膜單層膜雙層膜光鏡可見含DNA含RNA含色素結(jié)構(gòu)成分葉綠體、液泡中心體中心體、核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、溶酶體、高爾基體線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、液泡葉綠體、線粒體（半自主細胞器）葉綠體、線粒體、核糖體液泡（花青素）、葉綠體（葉綠素等光合色素）B水解酶在哪里合成？色素能進行光合作用？有液泡的一定是植物細胞嗎？細胞核、染色體、細胞壁觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動三1.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(zhì)處于不斷流動的狀態(tài)。觀察時可用細胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的運動作為標志。2.實驗材料及器具葉綠體：蘚類的葉片（或菠菜、番薯葉等）、新鮮的黑藻顯微鏡、載玻片、蓋玻片、滴管、鑷子、刀片、培養(yǎng)皿、臺燈、鉛筆3.實驗過程（1）制作臨時裝片①用鑷子取一片蘚類的小葉(或者取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮)放入盛有清水的培養(yǎng)皿中。②往載玻片中央滴一滴清水，用鑷子夾住所取的葉放入水滴中，蓋上蓋玻片。注意:實驗過程中細胞是活的，臨時裝片中的葉片不能放干了，要隨時保持有水狀態(tài)，以免影響細胞的活性。（2）觀察葉綠體低倍鏡找到需要觀察的葉綠體，再換用高倍鏡觀察（3）觀察細胞質(zhì)的流動葉綠體呈綠色、隨細胞質(zhì)流動，自身也可轉(zhuǎn)動。每一個細胞中細胞質(zhì)流動方向是一致的，不同細胞流動的方向可能不同，其流動方式為環(huán)流式。

在強光下，葉綠體會以橢球體的側(cè)面朝向光源，避免葉片被強光灼傷；在弱光下，葉綠體以橢球體的正面朝向光源，可以接受較多的光照。強光弱光環(huán)流式4實驗結(jié)果5.注意事項實驗觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動選材蘚類葉片菠菜稍帶葉肉的下表皮黑藻葉片原因葉片很薄，僅有一兩層葉肉細胞，可以取整個小葉直接制片①細胞排列疏松，易撕?、诤~綠體數(shù)目少，且個體大黑藻的葉子薄而小，葉綠體清楚，可取整個小葉直接制片

帶葉肉是因為表皮細胞不含葉綠體。

用高信顯微鏡可觀察到葉綠體形態(tài)和分布,但不能觀察到葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)。這幾種細胞器之間是否存在某種協(xié)作？四、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合1.科學(xué)家運用什么方法研究分泌蛋白的分泌過程？請閱讀Ｐ51-52內(nèi)容，回答下列問題:2.分泌蛋白最初是在哪里合成的？從合成至分泌到細胞外，依次經(jīng)過了哪些細胞器或細胞結(jié)構(gòu)？合成和運輸過程需要能量嗎？（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）四、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合分泌蛋白的合成和運輸1胞內(nèi)蛋白與分泌蛋白（1）分泌蛋白a.概念：在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質(zhì)。b.舉例：消化酶、抗體和一部分激素（胰島素、胰高血糖素）。a.概念：在細胞內(nèi)合成后，在細胞內(nèi)起作用的蛋白質(zhì)。(2)胞內(nèi)蛋白b.舉例：血紅蛋白，與有氧呼吸有關(guān)的酶，受體、載體等。作用：用于示蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律，通過追蹤同位素標記的化合物，弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。a.具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等b.不具放射性的同位素：15N、18O等2研究方法：同位素標記法標記氨基酸出現(xiàn)的先后順序：核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜豚鼠胰腺泡細胞分泌蛋白形成過程圖解3合成和運輸過程教材P52①在______________中，以_______為原料開始______的合成。

②合成一段肽鏈后，這段肽鏈會與核糖體一起轉(zhuǎn)移到___________上繼續(xù)其合成過程，并且邊合成____________________，再經(jīng)過_____、_____，形成______________________________。

③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成___________，包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到達__________，與高爾基體膜______。囊泡膜_____________________________高爾基體還能對蛋白質(zhì)做___________________，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的_________。④囊泡轉(zhuǎn)運到_________，與___________，將蛋白質(zhì)__________。⑤在分泌蛋白的_______、_________、________的過程中，需要_________，能量主要來自_______。游離的核糖體氨基酸多肽鏈粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)加工折疊具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)囊泡高爾基體融合成為高爾基體膜的一部分進一步的修飾加工囊泡細胞膜細胞膜融合分泌到細胞外合成加工運輸消耗能量線粒體3合成和運輸過程核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜肽鏈一定空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)成熟蛋白質(zhì)分泌蛋白氨基酸合成加工、折疊、修飾加工、融合分泌囊泡囊泡線粒體

能量

能量

能量

能量與分泌蛋白合成和運輸有關(guān)的細胞器：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、線粒體膜及細胞膜參與分泌蛋白合成運輸?shù)哪そY(jié)構(gòu)：交通樞紐內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細胞膜可以相互轉(zhuǎn)化

在分泌蛋白加工、運輸過程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減少，高爾基體膜面積先增加后減少，細胞膜膜面積增加。___________________________前后時間0膜面積①_________③_________②_________時間0②③①①②③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜高爾基體膜細胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜細胞膜高爾基體膜分泌蛋白合成與分泌過程膜面積的變化圖甲圖乙五、細胞的生物膜系統(tǒng)雙層膜單層膜功能廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點使細胞內(nèi)部區(qū)域化，保證生命活動高效、有序地進行保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞生物膜系統(tǒng)核膜細胞膜細胞器膜1生物膜系統(tǒng)組成與功能：（1）原核生物有生物膜系統(tǒng)么？（2）真核核生物都有有生物膜系統(tǒng)么？×哺乳動物成熟紅細胞（3）口腔黏膜、胃粘膜是生物膜系統(tǒng)么？××組成成分磷脂和蛋白質(zhì)磷脂雙分子層，基本支架蛋白質(zhì)分布在磷脂雙分子層中結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型2生