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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作备课课件ppt
展开第3章 细胞的基本结构
第2节 细胞器之间的分工合作
研制C919飞机需要若干部门分工合作,如果缺少某个部门,还能制造成功吗?细胞中也具有多种不同的部门吗?
讨论: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?
中国制造,欧美协助中国商飞C919客机各部件供应商
通信导航系统罗克韦尔 柯林斯
通用电气与赛峰的合资公司
机轮/刹车系统霍尼韦尔
起落架系统 Liebherr Aerspace
研制飞机是一个复杂的系统工程,需要不同部门的合作与配合,缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。
细胞是一个更复杂的系统,细胞质内分布着诸多的“部门”,它们既有分工又有合作,共同配合完成着生命活动。
(细胞代谢的主要场所)
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体、液泡等
(2)功能: ①是活细胞进行新陈代谢的主要场所 ②为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件,如提供ATP、核苷酸、氨基酸等
(1)物质:含水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶等
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、液泡、中心体
科学方法 要研究各种细胞器的组成成分和功能,需要将这些细胞器分离出来,用什么方法呢?
常用的方法是差速离心法: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,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。
3.显微结构与亚显微结构
1) 显微结构是指光学显微镜下看到的结构 如:线粒体、叶绿体、液泡、染色体等。
2) 亚显微结构是指电子显微镜下看到的结构 如:核糖体、溶酶体、细胞膜、病毒等。
4.细胞器---六体一网一泡
外膜、内膜、嵴、基质(含少量DNA和有关酶)
资料分析⑴飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。⑵ 运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻练的人多。⑶ 在体外培养细胞时,新生细胞比衰老或病变细胞的线粒体多。 根据以上三个资料,你对线粒体的功能有什么假想?
生命活动越旺盛,所需要的能量就越多,相应的线粒体的数量就越多。
普遍存在于真核细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。
两层膜:外膜、内膜(折叠成嵴)、基质。
含有与有氧呼吸有关的酶,少量DNA、RNA和核糖体等。
是细胞有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
(原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞无线粒体)
1.真核生物都有线粒体吗?
2.没有线粒体的生物就不能进行有氧呼吸吗?
不是,例如蛔虫、哺乳动物成熟红细胞
不是,例如蓝藻(原核生物)虽无线粒体但仍能进行有氧呼吸
3.下列细胞中,线粒体数量最多的是[ ]A.人的口腔上皮细胞B.洋葱表皮细胞C.人的成熟红细胞D.甲状腺机能亢进病人的肝细胞,冬眠时动物的肝细胞,肌肉细胞.
双层膜(外膜、内膜)、类囊体膜上分布有叶绿素等光合色素和光合酶;基粒之间充满液态基质,基质中有核糖体、少量的DNA和RNA和光合酶。
绿色植物叶肉细胞、幼嫩茎皮层细胞中
扁平的椭球形或球形,水绵的条带状
“养料制作车间”和“能量转换站”
1.植物细胞都有叶绿体吗?
2.没有叶绿体的生物就不能进行光合作用吗?
不是,例如蓝藻(原核生物)虽无叶绿体但有叶绿素和藻蓝素仍能进行光合作用
即:蓝藻虽然无线粒体但能进行有氧呼吸,虽然无叶绿体但能进行光合作用。
表皮细胞没有叶绿体等等
线粒体和叶绿体的比较:
主要存在于绿色植物的叶肉细胞
双层膜、基粒、基质(含少量DNA和RNA)
双层膜、嵴、基质(含少量DNA和RNA)
②都含有少量的DNA、RNA和核糖体
③都有增大膜面积的结构
线粒体与叶绿体有哪些共同点和不同点?
不同点:所含有的酶的种类不同,功能不同
1、观察叶绿体: 取材(藓类、菠菜叶等)、制片、观察2、线粒体的观察: 取材(口腔上皮细胞)、染色、制片、观察 染色:健那绿+线粒体→蓝绿色。
二、 实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
想一想:能不能用植物叶肉细胞观察线粒体? 为什么要将健那绿溶解在生理盐水中?
健那绿是活性染料。仅在细胞未死亡时才能染色,使用生理盐水防止在染色细胞时细胞吸水胀破死亡
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。
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
线粒体有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。 是专一性染线粒体的活细胞染料,它可以使活细胞中的线粒体呈现 色,而细胞质接近无色。
在洁净的载玻片中央滴一滴清水
低倍镜下找到叶片细胞高倍镜下观察叶绿体的形态和分布
注:保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中
实验材料能否选择根细胞?
用镊子取一片藓类的小叶(或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)
(在光学显微镜下可以观察到)
短棒状、圆球状、线形、哑铃形等
粗面内质网上附着有核糖体
由单层膜连接而成的管状、泡状、扁平囊状结构连接而成的内腔相通的膜性管道系统
膜上附着核糖体,参与蛋白质的合成与加工。
增大细胞内膜面积——是细胞中表面积最大、分布最广的膜结构。参与运输
动植物细胞中(细胞核附近)
分布:动、植结构:单层膜。功能
动:与分泌蛋白形成有关
高尔基体是唯一一个在动植物细胞中都有而功能不同的细胞器。
能分解衰老 、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
思考:溶酶体的酶为何不能分解自己的膜?
单层膜构成的囊状结构,内部含有多种 酸性水解酶。(储存酶的仓库)
溶酶体内含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不被分解?尝试提出一种假说,解释这种现象:________ 。
①溶酶体膜与其他细胞器膜相比,经过了特殊的修饰,使其 不能被水解酶水解;②溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用,而溶酶体 膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着,分解它们的 酶难以起作用
新屠宰的家畜家禽,如果马上把肉做熟了吃,这时候的肉比较老,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关?请利用所学生物学知识解释其原因:___________________________。
与溶酶体的功能有关,细胞死亡后,溶酶体膜破裂,各种水解酶释放出来,将细胞中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸等物质,这时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩,这个过程需要一定的时间。
溶酶体(尾巴中的细胞被分解掉了)
蝌蚪在发育成青蛙的过程中,身体后面的尾部逐渐“消失”,这与哪种细胞器的功能有直接关系?
病菌进入人体后,一种白细胞会将它吞 噬掉,吞噬在细胞内的病菌去哪里了?
病菌被吞食后与溶酶体结合,将病菌消化掉。
细胞液中含有糖类、蛋白质、无机盐、色素等物质,调节植物细胞内的环境,还可使植物细胞保持坚挺。植物细胞特有
液泡中的液体称为________
(绿肥红瘦:叶绿体,液泡。)
原核细胞和真核细胞中均有,线粒体和叶绿体中也有
无膜结构,由RNA和蛋白质构成
合成分泌蛋白(消化酶、抗体、部分激素)膜蛋白和溶酶体中的酶等
细胞内合成蛋白质的场所
细胞内“生产蛋白质的机器”
合成的是胞内蛋白(如血红蛋白、呼吸酶等)
无膜结构,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成
存在于动物细胞与低等植物细胞中(如衣藻、绿藻、水绵、团藻等)
“动力车间” -----------------?
“营养制造车间”------------?
“能量转换站”---------------?
“有机物(脂质)合成车间”---------?
“生产蛋白质机器(蛋白质的装配机器)”------?
“蛋白质的加、分类和包装车间”和“发送站”--------?
“细胞内的消化系统”------?
“细胞内的酶仓库”---------?
“起交通枢纽作用”---------?
试将各细胞器放入正确的位置
线粒体、叶绿体、液泡、高尔基体、内质网、核糖体、中心体、溶酶体
线粒体 叶绿体
内质网 高尔基体 液泡 溶酶体
含有DNA的细胞器:单层膜的细胞器:双层膜的细胞器:无膜的细胞器:与能量转换有关的细胞器:植物中特有的细胞器:动物(低等植物)中特有的细胞器:动植物细胞中都有,但功能不同的细胞器:
1.含RNA的细胞器:
3.动植物细胞中唯一功能不同的细胞器:
4.原真核生物唯一共有的细胞器:
线粒体 叶绿体 核糖体
5.不含磷脂的细胞器:
维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器
蛋白质纤维组成的网架结构
保持细胞_内部结构有序性:与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动有关
都有细胞膜、细胞质和细胞核
有细胞壁、液泡、叶绿体,高等植物无中心体,低等植物有中心体,
有中心体,无细胞壁、液泡、叶绿体
绿色植物进行光合作用的场所
蛋白质合成和加工、脂质合成的场所
动物:蛋白质加工、转运和分泌植物:细胞壁的形成
调节细胞内环境;保持渗透压,维持细胞膨胀
1.葡萄、西瓜、苦瓜和辣椒中有酸味、甜味、苦味和辣味的物质存在于细胞 的什么结构中?2.衣藻和团藻细胞内有中心体吗?3.内质网是“蛋白质合成和加工的车间”,核糖体是“生产蛋白质的机器”。 两者有什么区别?4.蝌蚪发育成青蛙的过程中,尾巴会脱掉,它的消失与谁有关?病菌进入人 体后,一种白细胞会将它吞噬掉,吞噬在细胞内的病菌去哪里了?
液泡,“液泡真是尝尽了植物界的酸甜苦辣”
由于衣藻和团藻都是低等植物,因此都有中心体
核糖体是将氨基酸脱水缩合连接成多肽链,内质网是将肽链进行加工形成蛋白质的空间结构。
细胞内的溶酶体破裂,释放水解酶,将细胞自溶掉。
1、细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的
A 功能及所含有机化合物都相同
B 功能及所含有机化合物都不同
C 功能相同,所含有机化合物不同
D 功能不同,所含有机化合物相同
2、水稻根细胞中,含有少量DNA,并与能量转换有密切关系的细胞器是
A 叶绿体和线粒体 B 线粒体
C 叶绿体 D 核糖体
3、如果一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一个相邻细胞的叶绿体基质中,那么,这个CO2分子穿过的膜的层数共是: A.5 B.6 C.7 D.84、下列结构中,能形成淀粉的是 A.线粒体 B.叶绿体 C.高尔基体 D.中心体
5.基于对细胞器的理解,判断下列相关表述是否正确。
(1)细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成。( )
6.基于对动植物细胞结构的比较,可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是( )
A.高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体
(2)真核生物的细胞中具膜细胞器只有线粒体、叶绿体。( )
7.在成人体内,心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
8、下列细胞中,同时含叶绿体和中心体的是( ) A.心肌细胞 B.团藻体细胞 C.叶肉细胞 D.根毛细胞
5、德国科学家华乐柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如下表,分析回答下列问题:
(1)心肌细胞的线粒体数量最多,这是因为
(2)冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多是因为
(3)从表中数据可以看出,线粒体的多少与什么有关?
心肌运动量大,不停地收缩,需能量多
冬眠时,动物维持生命活动的能量主要靠肝脏
肝脏代谢加强,需能量多。
6、叶绿体的外膜内膜颜色为 ,色素 分布在 ,酶分布在 和 。
7、玉米叶肉细胞与人的肌肉细胞中共有的细胞器是
8、在低等植物细胞有丝分裂的分裂期,参与分裂的细胞器有
(1)图A属于___________(填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是_______________。(2)图A中③的功能是对来自[ ] ____________的蛋白质进行______________、_____________和_______________。(3)图A中⑥所指的是_______________,它是细胞合成______________的场所。(4)图B中⑤是_____________,它是细胞进行____________的主要场所。(5)图B中有三种细胞器未标上编号,请你用⑥、⑦、⑧分别给予标上,并写上它们的名称:[⑥] _______________,[⑦]_______________,[⑧]_______________。
A.中心体B.线粒体C.高尔基体D.核糖体E.溶酶体F.叶绿体G.液泡
a.分解衰老死亡的细胞,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌.b.合成蛋白质c.调节植物细胞内的环境,维持植物细胞的形态d.与细胞的有丝分裂有关e.进行光合作用f.有氧呼吸的主要场所g.参与细胞分泌物的形成
细胞器名称 细胞器的功能
找出图中错误,并在图中改正
四、细胞器之间的协调配合
1、分泌蛋白的合成和运输
下列哪些属于分泌蛋白( ) A 消化酶 B 血红蛋白 C 抗体 D 肌肉蛋白 E 胰岛素 F性激素G血浆蛋白
在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体、细胞因子、蛋白质类的激素等。
二、细胞器之间的协调配合
—分泌蛋白的合成与运输
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,检测放射性依次出现的部位。
讨论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?
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
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,14C与12C。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。用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。
较熟蛋白质(初步加工、运输)
囊泡的作用?分泌蛋白的外排过程中作运输体
成熟蛋白质(加工、分类和运输)
1、分泌蛋白合成场所:核糖体。 2、经过细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,经过膜结构0层. 3、由线粒体提供能量,但合成过程中不经过线粒体。 4、参与结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
肽链与核糖体转移到粗面内质网
一定空间结构 蛋白质
合成、 折叠、 运输
与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器:
核糖体、内质网、高尔基体 、细胞膜
分泌蛋白分泌过程中膜的面积会发生什么样的变化?
特别提醒:在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化,保证生命活动高效、有序地进行
内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、液泡膜等
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
3.生物膜系统的组成和功能
生物膜系统主要指真核生物细胞。原核细胞只有细胞膜,因此不能称为生物膜系统。 生物膜在成分和结构上基本相同。生物膜结构方面均具有流动性,功能方面均具有选择透过性。
细胞膜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的作用 。 许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为的多种酶提供了附着位点。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,这样使得细胞内能同时进行多种化学反应,而互不干扰,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。
透析型人工肾替代病变的肾,血液透析膜就是人工合成的膜材料。
1.分泌蛋白(如胰蛋白酶)在附着于内质网上的核糖体中合成后,运输方向是 ( ) A.内质网→细胞膜→高尔基体 B.高尔基体→内质网→细胞膜 C. 内质网→高尔基体→细胞膜 D. 细胞膜→内质网→高尔基体
2、(2020·海南选择性考试)细胞可以清除功能异常的线粒体,线粒 体也可以不断地分裂和融合,以维持细胞内线粒体的稳态。下列 有关线粒体的叙述,错误的是( ) A.线粒体具有双层膜结构,内、外膜上所含酶种类相同 B.线粒体是真核细胞的“动力车间”,为细胞生命活动提供能量 C.细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体 D.细胞内的线粒体数量处于动态变化中
3.(2020·浙江7月选考,4)溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。 下列叙述错误的是( ) A.高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体 B.中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解 C.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡 D.大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变
A.细胞器X可能是有氧呼吸的主要场所B.细胞器Y一定与蛋白质加工和分泌有关C.细胞器Z中进行的生理过程有DNA复制D.硝化细菌与此细胞共有的细胞器是Y
4.(2022·陕西高三月考)将细胞膜破坏后的某植物细胞匀浆用差速离心 法分离后,取其中三种细胞器测定它们下列三种有机物的有无(“+” 表示有,“-”表示无),如下表所示。下列有关说法正确的是
5.(2020·黑龙江鹤岗检测)图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、 内质网和高尔基体B.图乙说明高尔基体与内质网和 细胞膜之间没有相互转换
C.图甲中构成分泌蛋白的物质X可能有21种,b的产物没有生物活性D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性
5.(2020·江苏,3)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述,正确的是 A.根据细胞代谢需要,线粒体可在细胞质基质中移动和增殖 B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同 C.人体未分化的细胞中内质网非常发达,而胰腺外分泌细胞中则较少 D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
6. 在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号 序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着 于内质网上,继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如图所示)。下列有关 推测不合理的是
A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性B.核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的C.信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上D.若在合成新生肽阶段切除信号序列,则不能合成结构正确的分泌蛋白
7. 向细胞内注射用放射性同位素3H标记的氨基酸,一段时间后,胞外检测到含有放射性的分泌蛋白。请回答下列问题([ ]内填序号):
(1)请举例写出2种分泌蛋白质: 、 。(2)放射性同位素将依次出现在图中的部位 是 。(填序号)(3)⑥的分泌蛋白质首先是由附着在[ ] 上的[ ] 合成的。(4)分泌蛋白的合成过程中,需要的能量主要是由[ ] 提供的。
【例】图为细胞的生物膜系统的概念图,据图回答:(1)若图中c、d分别是叶绿体膜和线粒体膜,则它们增大膜面积的方式分别是 、 。(2)图中a、b、g分别是_______________________。g不仅使细胞具有一个相对 稳定内部环境,同时在细胞与外部环境进行___________________________ 过程中起决定性作用。(3)生物膜使真核细胞区室化。对新陈代谢 的意义是 。
c由类囊体堆叠形成基粒
d内膜向内腔折叠成嵴
核膜、细胞器膜、细胞膜
物质运输、能量转换和信息传递
保证化学反应高效、有序地进行
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