细胞器——系统内的分工合作公开课

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1、 细胞内也存在类似工厂的各种车细胞内也存在类似工厂的各种车间吗？间吗？我们怎么才能看到这些我们怎么才能看到这些“车间车间”呢？呢？细胞内的各种细胞内的各种“车间车间”有怎样的结有怎样的结构和功能呢？构和功能呢？细胞器细胞器1.1.细胞器有什么功能？细胞器有什么功能？2.2.细胞器之间是怎样分工合作的？细胞器之间是怎样分工合作的？3.3.什么是生物膜系统？什么是生物膜系统？ 它具有什么功能？它具有什么功能？ 7叶绿体叶绿体5溶酶体溶酶体6中心体中心体 8液泡液泡 4核糖体核糖体 3高尔基体高尔基体2线粒体线粒体1 内质网内质网 1 2 3 4 5 6 7 8动、植物细胞亚显微结构模式图动、植物细

2、胞亚显微结构模式图一、细胞器之间的分工一、细胞器之间的分工扫描电子显微镜0.2m0.2m0.2nm0.2nm光学显微镜分离细胞器的方法分离细胞器的方法 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？器分离出来，用什么方法呢？差速离心法差速离心法将匀浆放入离心管将匀浆放入离心管破坏细胞膜破坏细胞膜（形成由各种细胞器（形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆）和细胞中其他物质组成的匀浆）将各种细胞器分离开将各种细胞器分离开（利用不同的（利用不同的离心速度所产生的不同离心力）离心速度所产生的不同离心力）用高速离心机在不同的

3、转速下进行离心用高速离心机在不同的转速下进行离心线粒体线粒体有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？外膜外膜内膜内膜嵴外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）形状:功能：圆球形、短棒状、线形、哑铃状等结构:有氧呼吸的主要场所-“动力车间”思思考考叶绿体叶绿体叶绿体存在于哪些细胞中？结构：形状:功能：扁平的椭球形或球形外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA和有关酶）光合作用的场所“养料制造工厂”和“能量转换站”思考内质网内质网分布：形态结构：功能：蛋白质合成和加工，脂质合成的“车间” 绝大多数动植物细胞都有内质网。内连核膜，外连细胞膜。（扩大了细胞内的膜面积）由

4、单层膜结构连接而成的网状物高尔基体高尔基体存在部位： 动植物细胞中细胞核附近形态结构：扁平囊状结构，有大小囊泡，单层膜主要功能：动物：细胞分泌物的形成有关（对蛋白质有加工、分类、包装“车间”和“发送站”）植物：与细胞壁的形成有关（合成纤维素）（合成纤维素）蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及”发送站“核糖体“生产蛋白质的机器”核糖体核糖体存 在：形态结构：主要功能：附着在内质网上或游离在细胞质基质中椭球形的粒状小体，无膜结构细胞内合成蛋白质(多肽）的场所功能：溶溶酶酶体体例如:两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化液液 泡泡与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关。存 在：形态结构：主

5、要功能：植物细胞（成熟的植物细胞具中央大液泡）泡状结构；表面有单层液泡膜，内有细胞液（含糖类、无机盐、色素和蛋白质等）调节细胞内的环境,使细胞保持坚挺;所有的植物细胞都有液泡吗？思考中心体中心体无膜结构（由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成）功能：动物细胞内和低等的植物细胞中与细胞有丝分裂有关。分布：结构：线粒体线粒体叶绿体叶绿体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞器辨识 课堂巩固练习课堂巩固练习1 1打预防针能预防某些传染病，与这种免疫作用打预防针能预防某些传染病，与这种免疫作用关系最密切的细胞器是关系最密切的细胞器是( ) ( ) A A核糖体核糖体 B B内质网内质网 C C线粒体线粒体

6、 D.D.中中心体心体2 2高等植物细胞内不存在的细胞器是高等植物细胞内不存在的细胞器是( )( ) A A核糖体核糖体 B B内质网内质网 C C线粒体线粒体 D.D.中心体中心体3 3( (多选多选) )具有膜结构的细胞器为具有膜结构的细胞器为( )( ) A A高尔基体高尔基体 B B内质网内质网 C C叶绿体叶绿体 D.D.核核糖体糖体ADABC一、细胞器的结构、功能和分布一、细胞器的结构、功能和分布细胞器细胞器系统内的分工合作系统内的分工合作归纳归纳:2.分布：分布：u与细胞的能量转换有关的细胞器：与细胞的能量转换有关的细胞器：u含有少量含有少量DNA的细胞器是：的细胞器是：u植物细

7、胞特有的细胞器：植物细胞特有的细胞器：u动物、低等植物共有的：动物、低等植物共有的：叶绿体、液泡叶绿体、液泡叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体 有膜结构有膜结构 无膜结构无膜结构单层膜单层膜双层膜双层膜一、细胞质的结构和功能一、细胞质的结构和功能功能功能水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸等酸等, ,还有很多种酶还有很多种酶细胞质细胞质基基 质质( (胶质状胶质状) )细胞器细胞器成分成分: :是活细胞进行新陈代谢的主要场所是活细胞进行新陈代谢的主要场所为新陈代谢提供所需的物质和一定的环为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件境条件,

8、 ,如提供如提供ATPATP、核苷酸、氨基酸等。、核苷酸、氨基酸等。细胞质细胞质线粒体线粒体内质网内质网核糖体核糖体高尔基体高尔基体液液 泡泡叶绿体叶绿体中心体中心体溶酶体溶酶体细胞质基质细胞质基质细胞骨架细胞骨架维持细胞形态维持细胞形态保持细胞内部结保持细胞内部结构有序性构有序性六、实验：用高倍镜显微镜观察叶绿体和线粒体六、实验：用高倍镜显微镜观察叶绿体和线粒体原理：原理： 叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色，叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色，扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形形态和分布态和分布。 线粒体普遍存在于

9、植物细胞和动物细胞中。线粒体线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。线粒体的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。1 1、实验材料的选取、实验材料的选取（1 1）常用材料：）常用材料： 藓类、水松的叶片（或菠菜叶的下表皮）藓类、水松的叶片（或菠菜叶的下表皮）（2 2）原因：）原因： 藓类、水松的叶片很藓类、水松的叶片很薄薄，仅有，仅有一层一层叶肉细胞叶肉细胞 若选用菠菜叶作材料，撕取带少许叶肉的下若选用菠菜叶作材料，撕取带少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细胞排疏松，胞排疏松，细胞

10、分散，易撕取，便于观察细胞分散，易撕取，便于观察。2 2、染色剂、染色剂（1 1）观察叶绿体时，由于叶绿体本身含有色）观察叶绿体时，由于叶绿体本身含有色素，呈素，呈 ，所以，所以 染色。染色。（2 2）观察线粒体时，用）观察线粒体时，用 染色，染色，健那绿染液是专一性用于健那绿染液是专一性用于 染色的染色的 染料，能将线粒体染染料，能将线粒体染 。线粒体能在健那绿染液中维线粒体能在健那绿染液中维持持 。健那绿染液健那绿染液绿色绿色蓝绿色蓝绿色活性数小时活性数小时线粒体线粒体活细胞活细胞不需要不需要细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间养料制造车间蛋白质加工、分类、包装

11、车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器生产蛋白质的机器消化车间消化车间脂质合成车间脂质合成车间动力车间动力车间 下列表格把细胞器类比为细胞内繁下列表格把细胞器类比为细胞内繁忙的忙的“车间车间”，但对应关系出错了，请，但对应关系出错了，请进行调整，使对这些细胞器的类比恰当。进行调整，使对这些细胞器的类比恰当。三、细胞器之间的分工三、细胞器之间的分工细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器生产蛋白质的机器消化车间消化车间动力车间动力车间脂质合成车间脂质合成车间三、细胞器之间的分工细胞器“

12、车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器生产蛋白质的机器消化车间消化车间动力车间动力车间脂质合成车间脂质合成车间三、细胞器之间的分工细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器生产蛋白质的机器消化车间消化车间动力车间动力车间脂质合成车间脂质合成车间分泌蛋白分泌蛋白： 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用一在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用一类蛋白质。类蛋白质。想一想：想一想：唾液淀粉酶、抗体和胰岛素的化

13、学成分是什么？唾液淀粉酶、抗体和胰岛素的化学成分是什么？ 问题探讨问题探讨：如果你是工程师，如何设计分泌蛋白的合：如果你是工程师，如何设计分泌蛋白的合成和运输的成和运输的“生产线生产线”？分泌蛋白销售部：销售部： 细胞膜细胞膜AA核糖体核糖体 BB高尔基体高尔基体 CC内质网内质网 三个车间：三个车间：生产线生产线分泌蛋白分泌蛋白推测推测帕拉德帕拉德帕拉德的帕拉德的“超微活动图超微活动图”阅读阅读P51P51页：页：思考：帕拉德用什么技术进行实验研究？思考：帕拉德用什么技术进行实验研究？同位素同位素：具有相同质子数，不同中子数（或不同质量：具有相同质子数，不同中子数（或不同质量数）同一元素的不

14、同核素互为同位素。例如氢有三种数）同一元素的不同核素互为同位素。例如氢有三种同位素，同位素， H H氕、氕、D D氘（又叫重氢）、氘（又叫重氢）、T T氚（又叫超重氚（又叫超重氢）；如果该同位素是有放射性的话，会被称为放射氢）；如果该同位素是有放射性的话，会被称为放射性同位素。性同位素。阅读参考资料阅读参考资料：同位素示踪技术同位素示踪技术：同位素可用于追踪物质的运行和变：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。化规律。用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应

15、的详细过程。学反应的详细过程。探讨问题：探讨问题：1 1、分泌蛋白在哪里合成的？、分泌蛋白在哪里合成的？2 2、描述分泌蛋白的、描述分泌蛋白的合成和运输过程合成和运输过程。3 3、分泌蛋白合成和分泌的过程需要能量吗？能量由哪里提供？、分泌蛋白合成和分泌的过程需要能量吗？能量由哪里提供？4 4、内质网、高尔基体和细胞膜以什么结构进行联系？、内质网、高尔基体和细胞膜以什么结构进行联系？ 豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程示意图豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程示意图 3min 17min 117min囊泡囊泡内质网上的核糖体内质网上的核糖体核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜合成肽链合

16、成肽链外排作用外排作用分泌蛋白的合成与运输分泌蛋白的合成与运输线粒体线粒体提供能量提供能量各种生物膜在功能上既有各种生物膜在功能上既有明明确确的分工的分工，又有又有紧密紧密的联系。的联系。加工，形成一加工，形成一定空间结构定空间结构进一步加工、进一步加工、修饰修饰分泌蛋白合成和分泌蛋白合成和运运输过程输过程 问题探讨：你能尝试画出高尔基体中的放射性颗粒数问题探讨：你能尝试画出高尔基体中的放射性颗粒数与时间变化的曲线吗？与时间变化的曲线吗？附有核糖体的内质网附有核糖体的内质网高尔基体高尔基体图示为内质网内放射性颗粒数与时间变化的曲线。图示为内质网内放射性颗粒数与时间变化的曲线。氨基酸氨基酸肽链肽

17、链较成熟蛋白质较成熟蛋白质成熟蛋白质成熟蛋白质内质网的核糖体内质网的核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜线线粒粒体体囊泡囊泡囊泡囊泡合成合成 盘旋、折叠、盘旋、折叠、糖基化、运输糖基化、运输加工、修饰、分泌加工、修饰、分泌分泌分泌分泌蛋白分泌蛋白分泌蛋白合成和分泌过程分泌蛋白合成和分泌过程生物膜系统的功能：生物膜系统的功能：使细胞具有一个相对稳定的内环境，使细胞具有一个相对稳定的内环境，并与境进行物质运输、能量交换、并与境进行物质运输、能量交换、 信息传递。信息传递。为酶提供大量的附着位点，为生化反为酶提供大量的附着位点，为生化反应创造条件。应创造条件。将细胞内分隔成小区室，使生化反

18、应将细胞内分隔成小区室，使生化反应互不干扰。互不干扰。 在细胞中，由在细胞中，由 、 和各种细胞器膜等结和各种细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜体系。构，共同构成细胞的生物膜体系。细胞膜细胞膜 核膜核膜 资料一：肾功能发生障碍时，代谢废物不能排除，患者会出现资料一：肾功能发生障碍时，代谢废物不能排除，患者会出现水肿、尿毒症。常用治疗方法：采用透析型人工肾代替病变的水肿、尿毒症。常用治疗方法：采用透析型人工肾代替病变的肾脏行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合肾脏行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成膜材料。成膜材料。资料二：一种新的制药工艺：将磷脂制成很小的小球，让

19、这些资料二：一种新的制药工艺：将磷脂制成很小的小球，让这些小球包包裹着药物，运输到患病部位，通过小球膜和细胞膜的小球包包裹着药物，运输到患病部位，通过小球膜和细胞膜的融合，将药物送入细胞，从而达到治疗的目的。融合，将药物送入细胞，从而达到治疗的目的。细胞内的各种膜在细胞内的各种膜在结构结构上存在着上存在着直接或间接直接或间接的联系。的联系。内质网与核内质网与核膜外层相连膜外层相连内质网腔与两层核内质网腔与两层核膜之间的腔相通膜之间的腔相通内质网与细内质网与细胞膜相连胞膜相连高尔基体膜高尔基体膜的的厚度和化学成厚度和化学成分分介于内质网膜介于内质网膜与细胞膜之间。与细胞膜之间。在活细胞中，这在活

20、细胞中，这三种膜可以互相三种膜可以互相转变。转变。内质网内质网以类似于以类似于“出芽出芽”的形式形成具有膜的的形式形成具有膜的囊泡囊泡，囊泡离开内质网，移动到高囊泡离开内质网，移动到高尔基体与尔基体与高尔基体高尔基体融合，成融合，成为高尔基体的一部分。为高尔基体的一部分。高尔基体又以高尔基体又以“出芽出芽”方式形成包裹蛋白质的方式形成包裹蛋白质的囊泡囊泡，移动到细胞膜与移动到细胞膜与细胞膜细胞膜融合，融合，成为细胞膜的一部分。成为细胞膜的一部分。细胞内的生物膜在结构上具有细胞内的生物膜在结构上具有一定一定的连续性的连续性。1 1胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的结构是胰岛细胞中与胰岛素形成和分

21、泌有关的结构是（ ）A A 线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜 B B 内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜 C C 内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜D D 内质网、核糖体、高尔基体、线粒体内质网、核糖体、高尔基体、线粒体C2 2胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的细胞器细胞器 是（是（ ）A A 线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜 B B 内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜

22、内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜 C C 内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜D D 内质网、核糖体、高尔基体、线粒体内质网、核糖体、高尔基体、线粒体D练习练习3 3：下列有关生物膜的叙述，正确的是：下列有关生物膜的叙述，正确的是A A、内质网膜主要由蛋白质分子和糖类分子组成、内质网膜主要由蛋白质分子和糖类分子组成B B、核膜和溶酶体膜在结构上有直接联系、核膜和溶酶体膜在结构上有直接联系C C、线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的、线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的D D、生物膜将细胞器分隔开，使各种化学反应高效、有序地进行、生物膜

23、将细胞器分隔开，使各种化学反应高效、有序地进行练习练习4 4：右图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面：右图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成积的变化图，在此变化过程中最可能合成A A雌性激素雌性激素B B胰岛素胰岛素C C有氧呼吸酶有氧呼吸酶 D D维纤素维纤素线粒体a合成蛋白质的场所溶酶体b进行光合作用的场所核糖体c动力工厂，提供能量中心体d分解衰老，损伤细胞器内质网e蛋白质合成，加工，脂质合成液泡f蛋白质分类，加工，包装，运输叶绿体g与动物细胞的有丝分裂有关高尔基体h调节细胞内环境，使细胞坚挺连线连线 放射性氨基酸 核糖体是蛋白质的合成场所蛋白质进入内质网细胞质基质从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成起功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体的内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体的内质网中的情况，结果如图所示。请回答： 内质网 核糖体 时间放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累，最可能的解释是 放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中也出现，且数目不断增多，最可能的解释是 。实验中，培养液相当于细胞中的 .