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第三章 细胞的基本结构
第2节 细胞器之间的分工与合作
1. 生命观念
2. 科学思维
3. 科学探究
4. 社会责任
教学目标
通过分析分泌蛋白的合成与运输，理解细胞器之间的协调配合，形成细胞是一个统一整体的观念。认同生物膜系统在细胞生命活动中的作用，建立结构与功能相适应的观点。
运用归纳与概括的方法，总结细胞器的结构和功能特点。
通过分析同位素标记实验数据，推理细胞器之间的协作关系，培养逻辑思维能力。
以分泌蛋白的合成与运输为例，体会科学探究的一般过程，包括提出问题、作出假设、设计实验、分析结果等。
通过探讨细胞器之间分工合作的问题，培养合作探究、交流表达以及解决问题的能力。
联系生活实际，理解细胞器高效协作对细胞生命活动的意义，体会团队合作的重要性。
关注细胞器功能异常与疾病的关系，增强对生命科学的兴趣和责任感。
(1) 细胞器的结构和功能。
(2) 分泌蛋白的合成、加工和运输过程。
(3) 生物膜系统的组成和功能。
(1) 细胞器之间的协调配合机制。
(2) 生物膜系统的动态联系和功能统一性。
1. 教学重点
2. 教学难点
教学重难点
三、目录 CONTENTS
一、细胞器之间的分工
1.1 分离细胞器的方法
1.2 细胞器
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验1用高倍显微镜观察叶绿体
实验2 用高倍显微镜观察细胞质的流动
三、细胞器之间的协调配合
3.1 分泌蛋白的合成和运输
3.2 分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化
当堂训练
小结
四、细胞的生物膜系统
4.1 生物膜系统概念
4.2 生物膜的组分
4.3 生物膜组分的联系
4.4 生物膜的功能
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
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、机载系统研发(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
不能
问题探讨
C919制造过程(视频)
讨论
不能
动物细胞亚显微结构
细胞膜
细胞核
细胞质
细胞器
细胞质基质(呈溶胶状)
细胞代谢的主要场所
细胞质的组成成分
分布
成分：
水、无机盐、 小分子物质、大分子物质
一、细胞器之间的分工
1.1 分离细胞器的方法
差速离心法
科学方法
差速离心法(视频)
(1) 概念
采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
(1)原理
低速
沉降颗粒大的细胞器
高速
沉降颗粒小的细胞器
一、细胞器之间的分工
细胞匀浆
低速
离心
中速
离心
高速
离心
大颗粒
较大颗粒
小颗粒
细胞核等
线粒体、溶酶体等
内质网、高尔基体等
更高
速
离心
更小颗粒
核糖体等
(3) 过程
1.1 分离细胞器的方法
一、细胞器之间的分工
细胞器 形态 分布 功能
【探究活动3】
阅读课本p43-44 思考与考论完成以下表格。
植物细胞亚显微结构图
细胞壁
(3)功能：
(2) 分布：
(1)组成成分：
植物细胞细胞膜的外表面。
由纤维素和果胶构成。
对细胞起支持与保护作用。
一、细胞器之间的分工
“动力车间”：细胞进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量。
分布
结构
功能
存在于动植物细胞。
① 细胞器: 线粒体
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
具有两层生物膜，内膜向内凹陷形成嵴，增大膜的表面积。
增大呼吸酶的附着位点
DNA、RNA 、与有氧呼吸相关的酶。
内含物
嵴
线粒体
基质
核糖体
内膜
外膜
形态
呈扁平的椭球形或球形。
注意：线粒体可被健那绿染液染成蓝绿色
1.原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
2.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
能，其场所在细胞质基质和细胞膜上。
原因：细胞基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。
不能。
原因：哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，而且细胞内也没有有氧呼吸的酶。
一、细胞器之间的分工
“能量转换站”和养料制造车间：绿色植物进行光合作用的场所。
分布
结构
功能
绿色植物细胞。
② 细胞器: 叶绿体
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
具有两层生物膜，基质内部由类囊体堆叠形成基粒，增大膜的表面积。
内含物
形态
呈扁平的椭球形或球形。
为光合作用有关的酶提供附着位点。
DNA RNA 光合色素
内膜
外膜
基质
类囊体
基粒
光合色素
分布
结构
功能
动植物细胞。
③ 细胞器: 内质网
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
由单层膜结构连接而成的连续的内腔相通的膜性管道系统。由光面内质网和粗面内质网两部分组成。
形态
呈扁平囊状或管状结构。
蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。
粗面内质网：附着有核糖体，蛋白质合成的场所。
光面内质网：脂质、糖类的合成
分布
结构
功能
动植物细胞。
④ 细胞器: 高尔基体
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
单层膜，由扁平囊状结构和囊泡组成。
形态
由单层膜形成的扁平囊泡（囊垛）堆叠而成，囊泡边缘常分支成复杂的管网。
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”；
与植物细胞细胞壁形成有关；
与溶酶体的形成以及动物细胞分泌物形成有关。
囊泡
分布
结构
功能
主要分布在动物细胞
⑤ 细胞器: 溶酶体
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶。
起源
高尔基体
(1)能分解衰老、损伤的细胞器。
(2)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
职业病—硅肺
当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。
在弥漫粉尘的环境中长期工作，人肺部的吞噬细胞会在吞噬并处理二氧化硅等粉尘的过程中功能逐渐受损，形成硅肺。
一、细胞器之间的分工
与社会的联系
致病机理
分布
结构
功能
主要分布在植物细胞；低等动物中的食物泡、收缩泡也属于液泡。
⑤ 细胞器: 液泡
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
由单层膜围成的泡状结构，内有细胞液。
(1) 调节植物细胞内的环境。
(2) 使植物细胞保持坚挺。
含糖类、无机盐、色素和蛋白质。
内含物
花青素
分布
结构
功能
动物细胞、低等植物细胞。
⑥ 细胞器: 中心体
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。
与细胞的有丝分裂有关。
分布
功能
一、细胞器之间的分工
1.2 细胞器
(1) 维持着细胞的形态，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。
细胞骨架
由蛋白质纤维组成的网状结构。
双层膜
单层膜
无膜
动植物共有
植物特有
动物特有有
简记：单、双、无膜的记忆口诀: 线叶双，无心糖，其他为单层膜。
一、细胞器之间的分工
液泡
溶酶体
中心体
核糖体
高尔基体
内质网
线粒体
叶绿体
一、细胞器之间的分工
细胞器种类(视频)
当堂训练
1. 下列各组细胞器均具单层膜的是（ ）
A. 液泡和核糖体
B. 中心体和叶绿体
C. 溶酶体和高尔基体
D. 内质网和线粒体
当堂训练
2.下列物质中，不在核糖体上合成的是 （ ）
A.麦芽糖酶 B.核糖核酸 C.胰岛素 D.载体蛋白
下列结构中不属于细胞器的是 （ ）
A．液泡 B．核糖体 C．核仁 D．内质网
下列结构中,不含磷脂的细胞器是 （ ）
A．线粒体和中心体 B．核糖体和染色体
C．高尔基体和内质网 D．核糖体和中心体
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验1用高倍显微镜观察叶绿体
(1) 实验目的:
观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。
(2) 实验原理:
叶绿体呈绿色，散布于细胞质中。
藓类的叶片、 菠菜叶、 番薯叶
(3) 实验材料:
①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少，且个体大
镊子
滴管
显微镜
载玻片
盖玻片
消毒牙签
叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，且无上下表皮可以取整个小叶片直接制片
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(4) 实验步骤:
实验1用高倍显微镜观察叶绿体
高倍镜观察叶绿体的形态和分布(视频)
① 供观察用的黑藻事先放在光照、室温条件下培养。
② 制作临时装片：取一片幼嫩的小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。
③ 高倍显微镜下观察叶绿体随细胞质流动的情况。
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验1用高倍显微镜观察叶绿体
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。
(5) 实验结论：
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(1) 实验目的:
用高倍显微镜观察细胞质的流动
(2) 实验原理:
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
(3) 实验材料:
新鲜的黑藻。
实验2 用高倍显微镜观察细胞质的流动
黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察。
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(4) 实验步骤:
实验2 用高倍显微镜观察细胞质的流动
高倍镜观察细胞质的流动(视频)
① 供观察用的黑藻事先放在光照、室温条件下培养。
② 制作临时装片：取一片幼嫩的小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。
③ 高倍显微镜下观察叶绿体随细胞质流动的情况。
二、探究与实践 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(5) 实验结论：
实验2 用高倍显微镜观察细胞质的流动
活细胞中的细胞质处于不断流动(环形流动)的状态，且流动方向是不定的。
当堂训练
1.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验的说法，不正确的是( )
A.观察叶绿体的流动需要染色
B.在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球或球形的叶绿体
C.藓类叶片可直接制成临时装片从而观察叶绿体
D.细胞质的流动有利于物质运输、能量交换和信息传递
叶绿体本身呈绿色，不需要染色，制片后直接观察.
当堂训练
2、下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，正确的是（ ）
A.为了用高倍镜观察低倍镜视野中左上方的一个细胞，在换用高倍镜前应先向右下方移动装片
B.观察细胞质流动时，应以液泡的运动为参照物
C.与低倍镜相比，高倍镜下视野变暗，但细胞变大，数目减少
D.每个细胞的细胞质流动的方向是一致的，且流动速度与温度等条件无关
左上方
叶绿体
有关
三、细胞器之间的协调配合
3.1 分泌蛋白的合成和运输
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
(1) 分泌蛋白：
如：消化酶、抗体和一部分激素。
(2) 实例：
豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程
三、细胞器之间的协调配合
(3)实验过程和结果：
3H标记的
亮氨酸
豚鼠的胰腺腺泡细胞
注射
观察细胞中放射性标记物先后出现的部位。
C
C
OH
O
H2N
CH2
CH
CH3
CH3
三、细胞器之间的协调配合
(3)实验过程和结果：
标记的氨基酸出现在附有核糖体的内质网中
标记的氨基酸出现在高尔基体中
标记的氨基酸出现在细胞膜内侧运输蛋白质的囊泡及细胞外的分泌物中
三、细胞器之间的协调配合
同位素标记法
也称同位素示踪法，是一种利用放射性或稳定性同位素作为示踪剂，来追踪、研究物质在生物过程中运行和变化规律的科学方法。
科学方法
(1) 概念：
质子数相同
中子数不同
(2) 类型：
同位素
标记
放射性
同位素
稳定
同位素
放射性
检测
检测
14C、32P、3H、35S等
15N、180等
密度或
相对分子质量
三、细胞器之间的协调配合
(3)分泌蛋白的合成和运输过程：
游离的核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊 泡
囊 泡
氨基酸形成多肽链(含信号肽)
合成并加工、折叠肽链
形成具有空间结构的蛋白质
进一步修饰加工成成熟的蛋白质
囊泡与细胞膜融合
细胞外
囊泡与细胞膜融合分泌
线粒体供能
交通枢纽
三、细胞器之间的协调配合
3.2 知识拓展
分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化
内质网形成囊泡，
内质网的膜面积减少
高尔基体膜形成囊泡，高尔基体的膜面积减少
囊泡与高尔基体膜融合，
高尔基体膜面积增加
综合比较：高尔基体的膜面积基本不变
①
②
③
④
⑤
囊泡与细胞膜融合，分泌蛋白释放到细胞外，细胞膜的膜面积增加，
三、细胞器之间的协调配合
3.2知识拓展
分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化
_________
_________
_________
前
后
时间
0
膜面积
①_________
③_________
②_________
时间
0
②
③
①
①
②
③
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
左图表示的是前后两个时间点的变化，右图表示的是一定时间段内的变化。
分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过 层生物膜。
0
膜面积
（主要是一个膜融合的过程，利用生物膜结构的流动性）
四、细胞的生物膜系统
4.1 生物膜系统概念
细胞中所有细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统。
都有蛋白质、脂质、糖类
4.2 生物膜的组分
生物膜系统
细胞膜
核膜
细胞
器膜
线粒体膜、叶绿体膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、液泡膜
四、细胞的生物膜系统
4.3 生物膜组分的联系
细胞膜
核膜
内质网膜
直接联系
间接联系
囊泡
高尔基体膜
囊泡
间接联系
线粒体膜
四、细胞的生物膜系统
第一，细胞膜不仅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作用。（细胞膜的三大功能）
第二，许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。（提供酶的附着位点）
第三，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，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相千扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。（细胞内部区室化）
4.4 生物膜的功能
四、细胞的生物膜系统
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。
与社会的联系
血液透析膜
小结
细胞器之间的分工与合作
细胞器之间的分工
单、双、无膜的记忆简记口诀:
线叶双，无心糖其他为单。
探究与实践：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
细胞器之间的协调配合
实例：分泌蛋白的合成和运输过程
细胞的生物膜系统
组分：细胞器膜和细胞膜、核膜
联系：
高尔基体膜与其他膜
间接联系：
直接联系：
除高尔基体膜外，内质网膜与其他膜直接联系
功能：
①细胞膜的三大功能
②提供酶的附着位点
③保证了细胞生命活动高效、有序地进行
1. 下列有关分泌蛋白的叙述，正确的是（ ）
A. 分泌蛋白在细胞内的合成只需核糖体和内质网参与
B. 线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量
C. 分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外
D. 囊泡运输分泌蛋白时，其膜不会与细胞膜融合
当堂训练
需线粒体提供能量，高尔基体加工
还需高尔基体参与加工和运输
囊泡会与细胞膜融合通过胞吐释放蛋白质。
2、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是（ ）
A、5 B、6 C、7 D、8
当堂训练
3. 科学研究发现，附着在内质网上的核糖体主要合成某些运输到细胞外的分泌物质。下列哪种物质是由内质网上的核糖体合成的（ ）
A.红细胞中的血红蛋白
B.有氧呼吸的酶
C.胃腔中，起消化作用的胃蛋白酶
D.性激素
当堂训练
本节课到此结束
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