3.2 细胞器之间的分工合作（第1课时）2022-2023学年高一生物（人教版2019必修1）

第3章细胞的基本结构

我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。

——引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》第2节

细胞器之间的分工合作（1）第2节

细胞器之间的分工合作（1）学习目标基础知识(细胞质的成分、细胞器、细胞器的分离方法、显微结构与亚显微结构、细胞骨架）0102各种细胞器之间的分工03实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动

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、机載系统研发（包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等）、总装制造等部门。1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制

造成功吗？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。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？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。讨论：新课导入：问题探讨细胞质基质细胞器细胞质细胞质基质细胞器提供：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等1.细胞质细胞质中具有一定结构和特定功能的小单位呈胶质状的物质，是进行新陈代谢的主要场所（线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡、溶酶体）基础知识1.细胞质（教材P47）细胞器单层膜结构细胞器无膜结构细胞器高尔基体双层膜结构细胞器线粒体叶绿体内质网液泡核糖体中心体溶酶体2.细胞器基础知识（识记：六体一网一线）

思考：

如何把众多的细胞器分离开？采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器1.破坏细胞膜，制成细胞匀浆2.把匀浆放入离心管3.离心器离心4.细胞器分离基础知识3.分离细胞器的方法---差速离心法（教材P47科学方法）原理：重量不同，需要的离心速率不同。重量越轻，所需的离心速率越大。核糖体主要存在于上清液（1）、上清液（2）、上清液（3）、沉淀（4）基础知识3.分离细胞器的方法---差速离心法（教材P47科学方法）

①

显微结构是指光学显微镜下看到的结构

（

细胞壁、细胞核（染色体）、染色后的线粒体、叶绿体、液泡等）。基础知识4.显微结构与亚显微结构（看形态、分布）

②亚显微结构是指电子显微镜下看到的结构

（核糖体、溶酶体、细胞膜、病毒等）

基础知识4.显微结构与亚显微结构（看结构）细胞的结构细胞质基质细胞器又称细胞溶胶（细胞壁）细胞骨架水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸，以及多种酶等。成分：功能：为新陈代谢提供所需物质和一定的环境条件，是活细胞进行代谢的主要场所。分布于真核细胞细胞膜细胞质细胞核位于植物细胞膜的外层；植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成；对细胞起支持和保护的作用；细胞内有许多具有一定形态、结构和功能的小体,统称细胞器。细胞的代谢中心细胞代谢的控制中心细胞器运动的轨道基础知识5.细胞骨架（教材P50）细胞骨架：维持形态，保持内部结构有序组成：蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构功能：

（1）维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器；

（2）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密切相关。细胞器运动的轨道分布：形态：结构：功能：短棒状、圆球状等双层膜基质外膜内膜嵴向内折叠存在少量DNA、RNA，核糖体，含有与有氧呼吸有关的酶（增大膜面积）细胞进行有氧呼吸的主要场所细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体普遍存在于动植物细胞中；供能代谢旺盛的部位分布较多内膜外膜DNA核糖体（附着酶）【线粒体的起源】真核细胞的祖先吞噬了好氧细菌后，在长期的互利共生关系中，逐渐演化成了现在的线粒体。嵴基质细胞器之间的分工1.线粒体——细胞的“动力车间”结构成分外膜内膜、嵴基质与细胞膜结构与成分相似主要成分是脂质、蛋白质与细胞膜结构与成分相似主要成分是脂质、蛋白质含有有氧呼吸的酶。DNA、RNA、酶、核糖体细胞器之间的分工1.线粒体——细胞的“动力车间”功能有氧呼吸的主要场所动力车间能量转化站有氧呼吸第二、三阶段在线粒体中进行。产生ATP的主要场所稳定化学能→活跃化学能+热能（2）原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？（3）哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？很多原核细胞可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上。(细胞基质和细胞膜上有与有氧呼吸有关的酶)因为哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，而且细胞内也没有与有氧呼吸有关的酶。因此，只能进行无氧呼吸。（4）能进行有氧呼吸的细胞一定都含有线粒体？不一定，如蓝细菌、硝化细菌等原核生物。（1）为什么说“几乎所有真核细胞”有线粒体？哪些真核细胞无线粒体？哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞等没有线粒体细胞器之间的分工1.线粒体——细胞的“动力车间”外膜内膜基粒基质类囊体分布：形态：结构：功能：扁平的椭球形或球形双层膜基粒基质外膜内膜绿色植物进行光合作用的场所绿色植物能进行光合作用的细胞中，如叶肉细胞和幼嫩茎的皮层细胞中。由多个类囊体堆叠形成存在少量DNA、RNA，核糖体，含有与光合作用有关的酶（增大膜面积）含有与光合作用有关的色素和酶【叶绿体的起源】真核细胞的祖先吞噬了蓝细菌后，在长期的互利共生关系中，逐渐演化成了现在的叶绿体。细胞器之间的分工2.叶绿体“养料制造车间”、“能量转换站”结构成分外膜内膜类囊体膜基质与细胞膜结构与成分相似，主要成分是脂质、蛋白质。与细胞膜结构与成分相似主要成分是脂质、蛋白质。含有光反应的酶和光合色素。DNA、RNA、酶、核糖体功能绿色植物光合作用的场所。养料制造车间能量转化站将无机物合成有机物的场所。光能→活跃化学能→稳定化学能细胞器之间的分工2.叶绿体“养料制造车间”、“能量转换站”不一定，蓝细菌的光合场所位于细胞质中的光合片层,即类囊体，其中含有光合色素叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。（1）植物细胞都含有叶绿体吗？植物表皮细胞、根尖细胞等没有叶绿体（2）能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？表皮细胞保卫细胞

细胞中的叶绿体可以运动．在不同的光照条件下，叶绿体的运动可以改变椭球体的方向．在强光下，叶绿体会以椭球体的侧面朝向光源，避免叶片被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以椭球体的正面朝向光源，可以接受较多的光照．因此叶绿体的运动是与叶绿体的功能是相适应的．细胞器之间的分工①结构方面:都有双层膜、膜的组成成分也相似。②遗传方面:都有少量的DNA,可以复制与表达,不完全受细胞核控制,决定了细胞质遗传。③代谢方面:两者均与能量转换有关,只是能量转换的形式不同。线粒体与叶绿体比较——不同点。细胞器之间的分工线粒体叶绿体

不同点形态分布增大膜面积的方式酶色素功能相同点绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎普遍存在于动植物细胞内内膜向内折叠形成嵴类囊体堆叠形成基粒与细胞呼吸有关，分布在基质和内膜上与光合作用有关，分布在基粒和基质中无有氧呼吸的主要场所类囊体薄膜上含有光合色素绿色植物进行光合作用的场所①均具有双层膜结构；都有基质

②均能进行能量转换；③都含有磷脂、蛋白质和少量的DNA、RNA、核糖体短棒状、圆球状等扁平的椭球形或球形

内共生起源学说认为线粒体和叶绿体分别起源于的好氧细菌和蓝细菌，它们被真核生物吞噬后,在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体和叶绿体。为什么线粒体、叶绿体中含有核酸？细胞器之间的分工知识拓展：叶绿体和线粒体的起源----内共生起源学说具膜细胞器的演化细胞膜内膜系统内质网高尔基体溶酶体核膜细菌侵入共生线粒体蓝细菌侵入共生叶绿体内折细胞器之间的分工知识拓展：叶绿体和线粒体的起源----内共生起源学说1.内容：许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。2.证据：②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能够进行DNA复制、转录和翻译(半自主细胞器)③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质，DNA为环状。④线粒体、叶绿体具有双层膜，内外膜存在明显性质和成分差异。外膜与真核细胞膜相似，内膜与原核细胞膜相似。①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。细胞器之间的分工知识拓展：叶绿体和线粒体的起源----内共生起源学说1.线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，内共生学说认为它们分别起源于原始真核细胞内共生的需氧型细菌和光能自养型细菌。以下事实最不可能作为内共生学说证据的是()A.线粒体和叶绿体中都有核糖体 B.线粒体和叶绿体都含有酶C.线粒体和叶绿体都能进行分裂 D.线粒体和叶绿体都含有环状DNAB2.内共生学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。下列各项中不能作为该学说证据的是（）A.共生是生物界的普遍现象

B.线体和叶绿体的基因组与细菌相似C.线粒体和叶绿体中的核糖体与细菌中的核糖体相似D.线粒体和叶绿体内的某些蛋白质由核基因指导合成D习题检测3.关于线粒体和叶绿体的内共生起源假说认为：线粒体和叶绿体可能分别起源于在原始真核细胞内共生的好氧细菌和蓝藻，在长期的共同进化中整合进入了真核细胞之中。研究也表明叶绿体和线粒体都含有特有的核糖体，都具有相对独立的蛋白质合成系统。据此推断，下列说法不能较为准确地支持该假说的是()A.叶绿体和线粒体都具有双层膜结构B.叶绿体和线粒体都具有环状DNA分子结构C.叶绿体、线粒体和中心体都有一定的自我复制功能D.能抑制原核生物蛋白质合成的氯霉素也能抑制线粒体和叶绿体的蛋白质合成C习题检测膜面积最大的细胞器粗面内质网（有核糖体附着）光面内质网（无核糖体附着）形态：功能：分布：由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统。粗面内质网光面内质网（核糖体附着）几乎所有真核细胞中蛋白质等生物大分子物质的合成、加工场所和运输通道参与脂质（性激素）、某些糖类等的合成细胞器之间的分工3.内质网高尔基体形态：功能：分布：单层膜围起的扁平囊状结构，有囊泡；内腔不相通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”几乎所有真核细胞中动物细胞植物细胞与动物细胞分泌物(分泌蛋白、油脂)的形成有关；与溶酶体的形成有关与植物细胞细胞壁的形成有关唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器细胞器之间的分工4.高尔基体形态：功能：分布：由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶主要分布在动物细胞中能分解衰老、损伤的细胞器吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌消化、分解胞吞吞入的营养物质；与细胞的自溶有关自噬作用吞噬作用起源：高尔基体脱落的囊泡注意：水解后的产物可再利用细胞的凋亡、细胞的自噬等都与溶酶体有关。细胞器之间的分工5.溶酶体——细胞的“消化车间”膜水解酶高尔基体衰老或损伤的细胞器溶酶体降解的细胞器消化食物泡吞噬作用溶酶体的自噬作用溶酶体的异噬作用

1、分解衰老、损伤的细胞器

2、吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，靶细胞的裂解细胞器之间的分工5.溶酶体——细胞的“消化车间”思考：蝌蚪尾巴消失的生理原因是什么？细胞内的溶酶体破裂，释放出水解酶，将细胞自溶掉。溶酶体作用的事例溶酶体起源于高尔基体，分解侵入病原体和损伤的细胞器细胞器之间的分工5.溶酶体——细胞的“消化车间”PH=7.0细胞质基质思考：①少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中，并不会引起细胞的损伤，为什么？细胞质基质中的pH为7.0，在这种环境中溶酶体酶的活性很低。②造成硅肺的原因是什么？肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。细胞器之间的分工5.溶酶体——细胞的“消化车间”思考：③溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用。④新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，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？与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时，细胞内的溶酶体破裂，释放其中的水解酶，其中把蛋白质水解成小的短肽。细胞器之间的分工5.溶酶体——细胞的“消化车间”结构：功能：分布：由单层膜结构构成主要存在于植物成熟的细胞中成分：内含细胞液，主要有糖类、无机盐、色素、蛋白质、有机酸、生物碱等；调节植物细胞内的环境(渗透压）充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺细胞液贮存水分和营养物质低等动物中的食物泡、收缩泡也属于液泡。高中阶段

液泡

特指

中央大液泡细胞器之间的分工6.液泡否,叶绿体中的色素是进行光合作用的色素，而液泡中色素与维持植物的花、果实等的颜色有关。（1）是不是植物细胞都有中央大液泡？

（2）叶绿体和液泡内都含有色素，它们的功能是否相同？不是，成熟植物细胞才有，如根尖分生区细胞就没有注意：液泡存在于所有植物细胞中。只是在分生区细胞中，液泡很小很多，在成熟过程中，逐渐融合成一个大液泡。细胞器之间的分工6.液泡大亚基小亚基蛋白质mRNA结构：功能：分布：无膜结构；呈颗粒状；由rRNA和蛋白质构成原核细胞和真核细胞中均有，分布最广；线粒体和叶绿体中也有分类：氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是“生产蛋白质的机器”附着核糖体游离核糖体附于粗面内质网上、外层核膜上合成分泌蛋白和膜蛋白等游离在细胞质基质中合成胞内蛋白细胞器之间的分工7.核糖体结构：功能：分布：无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成蛋白质纤维→中心粒→中心体（化学成分：蛋白质）与细胞的有丝分裂有关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）中心粒中心粒细胞器之间的分工8.中心体细胞类型的判断有无以核膜为界限的细胞核无原核细胞有真核细胞有无细胞壁无动物细胞植物细胞有有无中心体有低等植物细胞无高等植物细胞植物细胞亚显微结构①②③④⑤⑥⑦⑧液泡粗面内质网附着核糖体游离核糖体叶绿体高尔基体滑面内质网线粒体细胞器的判断动物细胞亚显微模式图①②③④⑤⑥中心体线粒体粗面内质网核糖体高尔基体滑面内质网细胞器的判断(1)植物细胞特有的细胞器：______________，高等植物细胞肯定不具有的细胞器：____________，(2)高等植物根尖分生区细胞不具有的细胞器：___________________。(3)分布最广的细胞器是：_________，原核生物细胞中唯一的细胞器：_________(4)腺细胞中数量较多的细胞器：_____________。(5)心肌细胞中数量较多的细胞器：____________。(6)具有单层膜的细胞器：___________________________(7)具有双层膜的细胞器：_____________________(8)无膜结构（不含磷脂分子）的细胞器：___________________叶绿体、液泡中心体核糖体核糖体高尔基体线粒体内质网、高尔基体、溶酶体、液泡线粒体、叶绿体核糖体、中心体中心体、叶绿体、液泡(9)光学显微镜下可见的细胞器______________________。(10)具有核酸的细胞器有：______________________

，既含有DNA又含有RNA的细胞器有：_______________，只含有RNA的细胞器有：_________(11)含有色素的细胞器有：___________________，都有基质的细胞器有：________________(12)蝌蚪尾部逐渐消失与____________这一细胞器有关。(13)与分泌蛋白质（如：抗体、胰岛素等）合成与分泌有关的细胞器有：

________________________(14)肽键形成的场所：__________，雄性激素合成的场所：_________(15)与有丝分裂有关的细胞器：______________________________线粒体、叶绿体、液泡线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体核糖体叶绿体、液泡线粒体、叶绿体溶酶体核糖体、内质网、高尔基体、线粒体核糖体内质网线粒体、核糖体、中心体、高尔基体细胞器归类分析1、低等植物细胞同时含有2、不含某些细胞器的植物细胞或动物细胞(1)叶绿体、中央大液泡中心体(2)核糖体②无叶绿体：洋葱鳞片叶外表皮细胞、

植物根尖分生区细胞、

植物根尖成熟区细胞等核糖体、中心体内质网、高尔基体、液泡、溶酶体线粒体、叶绿体中心体和叶绿体①无大液泡：植物根尖分生区细胞

根尖形成层细胞等(3)叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体、核糖体叶绿体、液泡叶绿体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、中心体

(4)叶绿体、线粒体高尔基体核糖体、内质网、高尔基体、线粒体细胞器归类分析(1)动物细胞中都有线粒体(

)(2)没有叶绿体的细胞一定是动物细胞(

)(3)有中心体的细胞都是动物细胞(

)(4)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(

)(5)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(

)××××哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞没有线粒体没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。没有大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大液泡。水解酶的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是在核糖体。×习题检测(6)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量一定相同(

)(7)同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量一定相同(

)(8)能进行光合作用的生物一定有叶绿体。(

)(9)具有双层膜的细胞结构有线粒体、叶绿体和细胞核(

)×××√同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同。如洋葱根尖细胞（高等植物）无叶绿体、无液泡、无中心体；根尖成熟区细胞有液泡无叶绿体。同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同，如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐消失。能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，例如蓝细菌；但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。细胞结构≠细胞器细胞结构有：细胞壁、细胞膜、细胞质（细胞质基质和细胞器）、细胞核等。细胞质基质≠线粒体基质≠叶绿体基质习题检测实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.实验原理(1)叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下观察它的___________。(2)活细胞中的细胞质处于_________的状态。

观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的_______的运动作为标志。形态和分布叶绿体2.实验材料常选用藓类叶片或者菠菜叶___________的_______。(3)黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察不断流动稍带些叶肉下表皮(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，且叶绿体较大，可直接观察。(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。3.实验步骤(1)制作藓类叶片的临时装片，

并观察叶绿体的___________。形态和分布(2)制作黑藻叶片临时装片

并观察细胞质的流动叶肉盖玻片高倍镜清水幼嫩⚠温度也会影响细胞质的流动细胞质环流4.实验结果①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色，随细胞质流动，自身也可转动。②每个细胞中细胞质流动的方向是一致的,其流动方式为环流式。黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图细胞质流动的意义：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。1.在高倍镜下观察到的叶绿体，为什么是不断运动的？2.在显微镜下观察叶绿体时看到如图所示，那么细胞内叶绿体实际位置和细胞质流动方向是？3.叶绿体的分布状态与光照强度有何关系?提示：叶绿体的运动使其在不同光照强度下改变方向,在强光下,以其

朝向光源,避免被强光灼伤;在弱光下,以其

朝向光源,以接受充足的光照。侧面正面左上方逆时针因为细胞质是流动的问题探讨细胞壁（非细胞器）纤维素和果胶支持和保护位于植物细胞细胞膜的外面成分：功能：分布：1．用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是(

)A叶绿体在细胞内是固定不动的B叶绿体在细胞内是均匀分布的C叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因D叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体2．下列关于用高倍镜观察人口腔上皮细胞线粒体的实验的说法中，不正确的是(

)A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性B．制作装片时在载玻片上滴一滴质量分数