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1、本节聚焦本节聚焦:l细胞内有哪些主要的细胞器？细胞内有哪些主要的细胞器？l细胞器是如何分工合作、共同完成细胞的生命活动的？细胞器是如何分工合作、共同完成细胞的生命活动的？l什么是生物膜系统？它具有什么功能？什么是生物膜系统？它具有什么功能？必修必修1/1/第第3 3章章/细胞的基本结构细胞的基本结构/第第2 2节节 细胞器之间的细胞器之间的分工合作分工合作 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、总装制造等部门。讨论 1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？C919飞机 研制大飞机是一个复杂
2、的系统工程，研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同需要不同部门的合作与配合，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。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“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。这这说说明明细细胞胞的的生生命命活活动动也也是是需需要要多多个个“部门部门”和和“车间车间”协调配合完成的协调配合完成的。真核细胞的结构真核细胞的结构细胞质细胞质基质基质(呈胶质状呈胶质状)细胞器细胞器成分：由水、无机盐、糖类、氨基酸、核苷酸、酶等功能：
3、是活细胞进行的新陈代谢主要场所线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡、溶酶体等真真核核细细胞胞细细胞胞膜膜细细胞质胞质细胞核细胞核细胞骨架细胞骨架蛋白质纤维组成的网架结构。(细胞壁细胞壁)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；一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工分离细胞器的方法分离细胞器的方法差速离心法差速离心法差速离心主要是采取逐渐提高离心速率逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。低速时，颗粒大的先沉降；改用较高的离心速率，较小颗粒沉降，以此类推。差速离心法：差速离心法：破坏细胞膜，制成细胞匀浆离心管较低离心速率收集沉淀管底(大
4、颗粒)上清液(小颗粒)较高离心速率(细胞壁、细胞核等)管底(较小颗粒)上清液收集沉淀进一步提高离心速率(叶绿体)依次分离出线粒体、核糖体等。操作过程：操作过程：细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质细胞质细胞质核膜核膜核膜核膜细胞膜细胞膜核仁核仁溶酶体溶酶体叶绿体叶绿体液泡液泡高尔基体高尔基体内质网内质网核糖体核糖体线粒体线粒体线粒体线粒体高尔基体高尔基体内质网内质网核糖体核糖体中心体中心体一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工1.线粒体细胞的“动力车间”外膜内膜嵴DNA基质核糖体细胞有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所。提供能量约占细胞需能的95%。动植物细胞都有。两层
5、膜两层膜，内膜向内凸起形成嵴，基质中含含DNADNA、RNARNA、酶、核糖体、酶、核糖体等。大多数呈椭球状或短棒状。(2)结构：(3)功能：(4)分布：(1)形态：无线粒体：无线粒体：哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞、原核细胞等。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工2.叶绿体细胞“养料制作车间”和“能量转换站”外膜内膜基粒(类囊体)基质大多数呈扁平的椭球状或球状。绿色植物(绿色部分，绿色部分，含有色素含有色素)能进行光合作用的细胞(根尖细胞无)。绿色植物光合作用的场所。两层膜两层膜，基粒由类囊体堆叠而成，基质中含含DNADNA、RNARNA、酶、核糖体酶、核糖体等。(2)结构：(3)功能：
6、(4)分布：(1)形态：无叶绿体无叶绿体：植物表皮细胞、根尖分生区细胞等。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工3.核糖体细胞“生产蛋白质的机器”(1)结构：(2)功能：(3)分布：无膜，无膜，由由RNARNA和蛋白质组成和蛋白质组成。游离在细胞质基质，或者附着在内质网膜和细胞核膜外侧。蛋白质的合成场所蛋白质的合成场所在原/真核细胞中广泛分布；是原核细胞中唯一原核细胞中唯一的细胞器。动植物细胞都有。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工4.内质网(1)结构：(2)功能：(3)分布：光面内质网粗面内质网存在于动植物等真核动植物等真核细胞细胞，外连细胞膜，内连核膜。由单层膜单层膜连接而成的管状、泡
7、状、扁平囊状结构连接而成的内腔相通的膜性膜性管道系统。管道系统。可以分为粗粗面内质网面内质网和光面内质网光面内质网。粗面内质网：参与蛋白质等大分子物质的合成、加工和运输通道。和运输通道。光面内质网：参与脂质、糖类等的合成“车间”。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工5.高尔基体(1)结构：(2)功能：(3)分布：由单层膜单层膜构成的扁平囊囊叠加在一起和小泡小泡所组成。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。存在于动植物等真核细胞。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工6.溶酶体(1)结构：(2)功能：
8、(3)分布：单层膜单层膜构成的囊状结构，含有多种水解酶水解酶类。是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶水解酶，能能分解衰老分解衰老 、损伤的、损伤的细胞细胞器器，吞吞噬并杀死侵入细胞的病噬并杀死侵入细胞的病毒或毒或细菌细菌。主要分布在动物细胞；一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工7.液泡(1)结构：(2)功能：(3)分布：单层膜，液泡膜内液体叫细胞液，含有水、糖类、无机盐、色素、蛋白质等。可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可使植物细胞保持坚挺。主要存在于主要存在于植物细胞植物细胞，成熟植物细，成熟植物细胞胞最大的最大的细胞器细胞器(根尖分生区没有根尖分生区没有液泡液泡)。一一.细胞器之
9、间的分工细胞器之间的分工8.中心体(1)结构：(2)功能：(3)分布：总是位于细胞核附近的细胞质中位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体中心体。中心粒由9组三联体微管组成无膜无膜，由两个两个相互垂直的中心粒中心粒（微管蛋白）及周围物质组成及周围物质组成。与细胞的有丝分裂有关。有丝分裂有关。动物动物和某些低等植物低等植物的细胞。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工 细胞质中支持细胞器的结构。由蛋蛋白质白质纤维纤维组成的网架结构网架结构，维持细胞形细胞形态态，锚定并支撑许多细胞器锚定并支撑许多细胞器，与细胞运运动动、分裂分裂、分化分化以及物质运输物质运输、能量转能量转化化、信息
10、传递信息传递等生命活动密切相关。细胞骨架细胞骨架一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁存在植物细胞细胞膜的外表面。对细胞起保护和支持保护和支持作用。全全透性。透性。(1)成分：(2)功能：(3)分布：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。一一.细胞器之间的分工细胞器之间的分工显微结构与亚显微结构显微结构与亚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、液泡线粒体、叶绿体、液泡等等)。显微结构：亚显微结构：是指电子显微镜下看到的结构(细胞膜、各种细胞器、核膜、细胞膜、各种细胞器、核膜、核仁核仁等结构等结构
11、)。线粒体叶绿体内质网高尔基体小结归纳小结归纳：细胞器分类细胞器分类分布分布植物特有的细胞器植物特有的细胞器动物和低等植物特有的细胞器动物和低等植物特有的细胞器动植物都有的细胞器动植物都有的细胞器原核和真核生物共有的细胞器原核和真核生物共有的细胞器结构结构无无膜结构膜结构具单层膜结构具单层膜结构具双层膜结构具双层膜结构成分成分含含DNADNA含含RNARNA含色素含色素叶绿体、液泡叶绿体、液泡中心体中心体线粒体、核糖体、内质网、高尔基体线粒体、核糖体、内质网、高尔基体核糖体核糖体中心体、核糖体中心体、核糖体高尔基体、内质网、液泡、溶酶体高尔基体、内质网、液泡、溶酶体线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体
12、线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体叶绿体、液泡叶绿体、液泡小结归纳小结归纳：比较各种细胞器比较各种细胞器膜结构分 布成分主要功能叶绿体线粒体内质网核糖体RNA和蛋白质高尔基体中心体液泡溶酶体60种以上水解酶双层膜双层膜双层膜双层膜无膜结构无膜结构无膜结构无膜结构单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细
13、胞动植物细胞动物和低等动物和低等动物和低等动物和低等植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞光合作用的场所光合作用的场所有氧有氧呼吸主要场所呼吸主要场所有机物合成的车间加工和有机物合成的车间加工和有机物合成的车间加工和有机物合成的车间加工和运输的通道运输的通道运输的通道运输的通道蛋白质合成的场所蛋白质合成的场所蛋白质合成的场所蛋白质合成的场所参与细胞分泌参与细胞分泌参与细胞分泌参与细胞分泌参与细胞有丝分裂参与细胞有丝分裂参与细胞有丝分裂参与细胞有丝分裂水和水和水和水和养料仓库养料仓库养料仓库养料仓库维持细胞形态维持细胞形态维持细胞形态维持细胞形态水解酶的仓库水解酶的仓库水解酶的仓库水解酶的仓库酶、色素
14、、酶、色素、酶、色素、酶、色素、DNADNADNADNA、RNARNARNARNA酶、酶、酶、酶、DNADNADNADNA、RNARNARNARNA色素、糖类无机盐等色素、糖类无机盐等色素、糖类无机盐等色素、糖类无机盐等线粒体线粒体叶绿体分布分布形态形态结结构构双双膜膜外膜外膜 内膜内膜基粒基粒基质基质功能功能光合作用光合作用的场所的场所有氧呼吸有氧呼吸的主要场所的主要场所都含有少量的都含有少量的DNADNA和和RNARNA（都能都能半自主复制半自主复制）含与含与光合作用光合作用有关的有关的酶酶含与含与有氧呼吸有氧呼吸有关有关酶酶多个类囊体堆叠组成，含多个类囊体堆叠组成，含光合色素光合色素和和
15、酶酶是一层是一层光滑光滑的膜的膜向内折叠形成向内折叠形成嵴嵴与周围的细胞质基质分开与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形粒状、棒状粒状、棒状植物的植物的叶肉叶肉细胞、细胞、嫩茎嫩茎细胞细胞有氧呼吸有氧呼吸的的真核真核生物生物小结归纳小结归纳：线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体细胞膜细胞膜高尔基体高尔基体线粒体线粒体光面内质网光面内质网粗面内质网粗面内质网核糖体核糖体中心体中心体细胞质基质细胞质基质核膜核膜核仁核仁随堂训练：随堂训练：动物动物细胞亚显微结构模式图细胞亚显微结构模式图随堂训练：随堂训练：植物植物细胞亚显微结构模式图细胞亚显微结构模式图细胞膜细胞膜核糖体核糖体液泡液泡内
16、质网内质网细胞壁细胞壁高尔基体高尔基体细胞核细胞核线粒体线粒体叶绿体叶绿体用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验原理实验原理1.叶肉细胞中的叶绿体可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布；2.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。1.藓类叶、新鲜的黑藻：叶片薄，仅有一层细胞，可直接制片观察2.菠菜叶(稍带些叶肉的下表皮)：细胞排列疏松，易撕取；含叶绿体数目少，且个体大。材料用具材料用具用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动方法步骤方法步骤一.制作藓类叶片(菠菜)临时装片并
17、观察叶绿体的形态和分布 用镊子取一片藓类的小叶藓类的小叶(或取菠菜叶稍带叶肉的下表皮菠菜叶稍带叶肉的下表皮)放入盛有清水的培养皿中。取材取材在洁净的载玻片中央滴一滴滴一滴清水清水，从新鲜枝上取幼嫩小叶幼嫩小叶放入水滴中，盖上盖玻片(保持保持有水状态有水状态以保证叶绿体的正常形态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮并能悬浮在细胞质基质中在细胞质基质中)。制片制片观察观察低倍镜低倍镜下找到叶片细胞；高倍镜高倍镜下观察叶绿体的形态和分布。高倍显微镜下黑藻的叶绿体用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动方法步骤方法步骤二.制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质流动将黑藻事先放在光
18、照、室温条件下培养在光照、室温条件下培养。取材取材用镊子取黑藻叶片黑藻叶片放在载玻片的水滴水滴中，盖上盖玻片。制片制片观察观察先用低倍镜低倍镜找到黑藻的叶肉细胞黑藻的叶肉细胞，然后换上高倍镜观察高倍镜观察。注意叶绿体随细胞质的流叶绿体随细胞质的流动动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动方向是否一致。用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动讨论讨论1.叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系?叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体
19、的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。2.植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义?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、代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质和结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动资料显示：资料显示：细胞中的叶绿体可以运动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。在在强光下，叶绿体会以椭球体的侧面朝向光源，强光下，叶绿体会以椭球体的侧面朝向光源，
20、避免叶片被强光避免叶片被强光灼伤；在灼伤；在弱光下，叶绿体以椭球体的正面朝向光源，可以接受弱光下，叶绿体以椭球体的正面朝向光源，可以接受较多的较多的光照。光照。因此叶绿体的运动是与叶绿体的功能是相适应的。不一定，蓝藻虽然只有叶绿素也能进行光合作用。问题探讨：是不是只有叶绿体的生物才能就行光合作用？1.叶绿体呈绿色绿色、扁平的椭球或球形扁平的椭球或球形，随细胞质流动流动，自身也可转动转动。2.每个细胞中细胞质流动的方向一致流动的方向一致，其流动方式为环流式环流式。实验结论实验结论二二.细胞器之间的协调配合细胞器之间的协调配合同位素标记法同位素标记法 在同一元素中质子数相同、中子数不同的原子为同位
21、素，如16O与18O，12C与14C。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，就是同位素标记法同位素标记法。同位素标记法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具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定的同位素，如15N、18O等。二二.细胞器之间的协调配合细胞器之间的协调配合分泌蛋白的合成和运输分泌蛋白的合成和运输 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的。这类蛋白质叫作分分泌蛋白
22、泌蛋白。如消化酶、抗体和一部分激素。科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3 3H H标记的亮氨亮氨酸酸，3min后，带有放射性标记的物质出现在附着有核糖核糖体的内质网体的内质网中，17min后，出现在高尔基体高尔基体中，117min后，出现在细胞膜内侧的囊细胞膜内侧的囊泡泡及细胞外的分泌物细胞外的分泌物中。分泌蛋白的合成和运输分泌蛋白的合成和运输在内质网上的在内质网上的核糖体合成。核糖体合成。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(细胞结构)需要。主要由线粒体供给。需要。主要由线粒体供给。经过了核糖体核糖体、内质网内质网、高尔基体高尔基体和细胞膜细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成合
23、成，在内质网内加工加工，由囊泡运输囊泡运输到高尔基体做进一步的加工进一步的加工，再由囊泡运输囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合融合，将蛋白质分泌到细胞外分泌到细胞外。3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量主要由哪里提供？讨论：1.分泌蛋白是在哪里合成的？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？尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。二二.细胞器之间的协调配合细胞器之间的协调配合核糖体核糖体细胞膜细胞膜肽链肽链线粒体内质网内质网合成 加工 折叠修饰加工、高尔基体高尔基体囊泡囊泡能量能量融合分泌胞吐囊泡囊泡能量能量能量能量能量能量一定一定空间结构空间结构蛋白质蛋白质成熟成熟蛋白
24、质蛋白质分泌分泌蛋白蛋白氨基酸氨基酸三三.细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统核膜核膜内质网膜内质网膜细胞膜细胞膜1.生物膜系统的构成：_、_以及_等结构，共同构成细胞的生物膜系统。细胞器膜细胞器膜核膜核膜细胞膜细胞膜 生物膜的组成成分和结构很相似。在结构、功能上紧密联系，体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。三三.细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统2.生物膜在结构和功能上紧密联系内质网内质网囊泡囊泡出芽出芽囊泡囊泡融合融合细胞膜细胞膜核膜核膜高尔基体高尔基体直接联系直接联系间接联系间接联系功能联系：功能联系：分泌蛋白的形成分泌蛋白的形成三三.细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统3.生物膜系统的作用：(
25、1)首先，细胞膜不仅使细胞具有一个 的内部环境，同时在细胞与外部环境进行 和 的过程中起着决定性作用。(2)第二，许多重要的化学反应都在 上进行，这些化学反应需要 的参与，广阔的膜面积为 提供了大量的附着位点。(3)第三，细胞内的生物膜把各种 分隔开，这样就使得细胞内能够同时进行多种 ，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。相对稳定相对稳定物质运输、能量转换物质运输、能量转换信息传递信息传递生物膜生物膜酶酶多种酶多种酶细胞器细胞器化学反应化学反应人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。透析透析型人工肾型人工肾替代病变的肾，其中血液血液透析膜透析膜就是人
26、工合成的膜人工合成的膜材料。练习与应用练习与应用 一、概念检测一、概念检测 1.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。()(2)真核生物的细胞中具膜细胞器只有线粒体、叶绿体。()2.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A练习与应用练习与应用 一、概念检测一、概念检测 3.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 4.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
27、胞 C.叶肉细胞 D.根毛细胞 BB练习与应用练习与应用 一、概念检测一、概念检测 5.找出下图中的错误，并在图中改正。（高尔基体）（高尔基体）（内质网）（内质网）（去掉）（去掉）（核仁）（核仁）练习与应用练习与应用 一、概念检测一、概念检测 5.找出下图中的错误，并在图中改正。中心粒中心粒(去掉去掉)(叶绿体叶绿体)(线粒体线粒体)练习与应用练习与应用 二、拓展应用二、拓展应用 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？尝试提出一种假设，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。溶酶体内含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被这些水解酶分解。根据这一事实，可以作出多种合理的假说。例如，膜的成分可能被修饰可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜可能因为所所带电荷或某些特定基团的作用带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；可能因膜转运转运物质使得膜周围的环境（如物质使得膜周围的环境（如PHPH）不适合）不适合酶发挥作用；等等。