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3.2 细胞器的分工合作
第3章 细胞的基本结构
生物学（新人教版）
分子与细胞
第一课时
01
问题探讨
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
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
教学目标：
1.几种主要细胞器的结构和功能
2.细胞器之间的协调配合
3.使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动
4.生物膜系统的结构和功能
阅读课本，知识导读
快速阅读课本P47-50第1自然段，思索
1.细胞质基质的组成、功能有哪些？细胞中的细胞器都有哪些？如何才能将细胞中各种细胞器分离开来？
2.根据P49的结构模式图，你能区分动物细胞或植物细胞的异同点嘛？
3.如何对各种细胞器进行分类？哪些是无膜结构的，单层膜结构的，双层膜结构的？
4.我们常说结构决定功能，你能说出哪些细胞器的结构和功能？
5.细胞骨架的作用有哪些？
细胞在生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化。在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”，这些“部门”都有一定的结构，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等，它们统称为细胞器。
细胞质中还有呈溶胶状的细胞质基质，细胞器就分布在细胞质基质中。它含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶。为新陈代谢提供场所、物质和一定环境条件，是细胞内代谢的主要场所，进行多种化学反应。
细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。
这些电镜下才能发现的微小结构，科学家如何对它们进行研究呢？
分离细胞器的方法——差速离心法
以逐步增高的转速重复离心，利用不同的离心速度所产生的
不同离心力，使细胞器分离开。
一、细胞器之间的分工
细胞壁
细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持与保护作用，由高尔基体形成。
1.线粒体
动力工厂
形态：椭球形、粒状或棒状
分布：存在于动植物细胞中
功能：细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”
结构：半自主性细胞器，双层膜。外膜光滑；内膜：向内折叠形成嵴，加大了内膜的表面积，酶的附着，有利于有氧呼吸的生化反应顺利进行。内有线粒体基质，包括少量的DNA、RNA、核糖体和与有氧呼吸有关的酶。
线粒体为细胞生命活动提供能量。
1、飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。
2、运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻练的人多。
3、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。
探究思考
分布特点：
1、不同细胞含线粒体的数量不同；
2、生命活动越旺盛的细胞线粒体的数量越多。
2.叶绿体
养料制造车间和能量转换站
形态：扁平椭球形或球形
分布：绿色植物叶肉细胞中、嫩经保卫细胞等。
功能：是植物进行光合作用的场所，是植物细胞的养料制造车间和能量转换站
结构：半自主性细胞器，双层膜，膜内有基粒（类囊体堆叠而成，增大光合膜面积膜上含色素）和基质（含少量DNA、核糖体RNA和有关酶）
线粒体 叶绿体
不同点 增大膜面积
功能
结构
相同点 叶绿体和线粒体的异同点
内膜向折叠成嵴
类囊体堆叠成基粒
有氧呼吸的主要场所
光合作用的场所
外膜、内膜、嵴、基质
外膜、内膜、基粒、基质
双层膜，含少量DNA和RNA（半自主细胞器），均含有少量的核糖体（能合成少量的蛋白质），与细胞内能量的转换有关。
3.内质网
1、分布：绝大多数动植物细胞
2、结构：单层膜。内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附有很多酶，有利于细胞内各种生化反应进行。
3、分类及功能
粗面内质网（核糖体附着）
对蛋白质进行合成、加工、运输
光面内质网
与脂质的合成有关
细胞内面积最大的细胞器，外连细胞膜，内连核膜
4.高尔基体
1.分布：动植物细胞
2.形态：扁平囊状结构，有大小囊泡
3.结构：单层膜结构
4.功能： 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”
动物：与细胞分泌物的形成有关
植物：与细胞壁的形成有关
5.核糖体
核糖体
1.分布：动、植物细胞
2.分类：附着核糖体（在内质网上）合成的是分泌蛋白和游离核糖体（在细胞质中）合成的是细胞内蛋白质
3.结构：无膜结构
4.功能： 合成蛋白质的场所
5.成分：rRNA和蛋白质
核糖体有的附于粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中，是“生产蛋白质的机器”。
6.中心体
中心体（蛋白质）
1.分布：动物细胞、低等植物细胞
2.结构：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。
3.功能： 与动物细胞的有丝分裂
7.溶酶体
1.分布：主要分布在动物细胞中
2.结构：单层膜结构
3.内含物：水解酶
4.功能：溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌。
溶酶体
8.液泡
分布：成熟的植物细胞中
结构：单层膜，膜内液体叫细胞液；
组成：液泡内有色素、糖类、无机盐、蛋白质等；
功能：调节细胞内环境；储存作用；维持细胞渗透压保持植物细胞坚挺；防御作用含的酶能破坏真菌细胞壁。
未成熟有许多小液泡，成熟后融合成一个大液泡，有的生物也有如：酵母菌
按分布 植物特有的细胞器 叶绿体、液泡
动物和低等植物特有 中心体
动植物共有 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体
结构 单层膜 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
双层膜 线粒体、叶绿体
无膜结构 核糖体、中心体
含色素 液泡、叶绿体
能量转换 线粒体、叶绿体
成分 含DNA的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
功能 动植物都有但功能不同 高尓基体
与蛋白质合成、分泌相关 核糖体，内质网，高尓基体，线粒体
能增大细胞内膜面积 线粒体、叶绿体、内质网
细胞骨架
蛋白质纤维构成的网架结构,维持细胞形态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、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。
细胞骨架本质：蛋白质纤维
1、各种细胞器的形态、结构不同,在功能上也各有分工,图中①～④表示某细胞的部分细胞器,下列有关叙述不正确的是　(　　)
A.①是线粒体,是细胞进行有氧呼吸的主要场所
B.②是中心体,与细胞的有丝分裂有关
C.③是内质网,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质的合成车间
D.④是核糖体,有的核糖体游离在细胞质中,有的附着在内质网上
C
2、下列细胞结构中，不具有双层膜的是（ ）
A、细胞核膜和线粒体膜
B、叶绿体膜和细胞核膜
C、内质网膜和高尔基体膜
D、叶绿体膜和线粒体膜
3、一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过的生物膜层数是（ ）
A、5 B、6 C、7 D、8
C
B
4、线粒体和叶绿体都是进行能量转换的细胞器。下列相关叙述不正确的是 ( )
A. 都与能量的转化有关，但最初的能量来源不同
B. 需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞都有叶绿体
C. 两者都含有磷脂、DNA和多种酶，叶绿体中还含有色素
D. 两者都有内膜和外膜，都有增大膜面积的方式
B
5、当细胞处于饥饿状态时，可水解自身生物大分子，产生营养物质，供生物继续，在此过程中起积极作用的细胞器是（ ）
A 线粒体 B 叶绿体 C 溶酶体 D 核糖体
C
第二课时
阅读课本，知识导读
快速阅读课本P50-53，思索
1.在光学显微镜下观察叶绿体选择什么材料？观察时要注意什么？叶绿体的形态和分布是怎样的？如何证明细胞质在流动？
2.常见的分泌蛋白都有哪些？分析P51思考.讨论，想一想分泌蛋白分泌从合成到分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？
3.从分泌蛋白分泌的分泌过程分析，如何理解细胞器的分工合作，共同完成细胞的生命活动？
4.什么是生物膜系统？生物膜系统对生命活动有何重要的作用？
实验：用高倍速显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理：
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。
(2)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。
2.材料用具：新鲜的藓类叶（或菠菜叶、黑藻叶）显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、消毒牙签等
注意：实验过程始终要保持有水状态
3.方法步骤：
（1）制作藓类叶片临时装片
（2）观察叶绿体：制作好的叶片临时装片先放在低倍显微镜下观察，找到叶片细胞后，换用高倍显微镜，仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
（3）先用低倍镜找到叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致致。
4.实验结论
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，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一致，其流动方式为环流式。
实验情境
1.当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，而温度高时，细胞质流动的较快。
2.在相同的条件下，细胞质靠近叶脉的细胞，细胞质流动的较快，其他细胞质流动的较慢。
二.细胞器之间的协调配合
分泌蛋白的合成与运输
分泌蛋白: 在 合成，分泌到 起作用的蛋白质。如 ，抗体和一部分激素等。
细胞内
细胞外
消化酶
同位素标记法
科学方法——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素，如16O与18O，14C与12C。同化学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。
分泌蛋白形成（细胞器之间的协调配合）
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
加工、修饰
氨基酸
多肽
有一定空间结构的蛋白质
成熟的蛋白质
分泌蛋白
脱水缩合
加工（糖基化）、折叠
囊泡
线粒体（供能）
分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图
高尔基体起重要的枢纽作用
结构上具有流动性
胞吐
小结：
1.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过的细胞器或细胞结构有：
2.在合成、分泌过程中，各个细胞器（结构）的作用：
3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要的能量提供：
4.分泌蛋白的种类：
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
主要由线粒体提供
高尔基体：加工、分类、包装。
内质网：合成、加工。
细胞膜;胞吐。
核糖体：合成。
消化酶 抗体 蛋白质类激素
内质网与细胞膜相
内质网与核膜外层相连
内质网腔与两层核膜之间的腔相通
核膜外表面和内质网上有核糖体附着
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。
生物膜系统：
三、细胞的生物膜系统
细胞膜、细胞器膜和核膜相互协调配合构成的系统。
生物膜系统的功能：
1、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，对物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起着决定性的作用
2、为酶提供附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件
3、细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行
内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。
　　高尔基体又以“出芽”方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。
高尔基体膜的厚度和化学成分介于内质网膜与细胞膜之间。在活细胞中，这三种膜可以互相转变。
1、下列有关分泌蛋白的叙述错误的是（ ）
A 分泌蛋白细胞内的合成需要核糖体的参与
B 线粒体为分泌蛋白的合成与分泌提供能量
C 分泌蛋白经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外
D 分泌蛋白合成释放过程中，囊泡会与细胞膜融合
检测练习：
C
2、连接沟通细胞膜、高尔基体膜、核膜使其成为有机整体的细胞器是（ ）
A 内质网 B 线粒体 C 核糖体 D 溶酶体
A
3、胰岛细胞中与胰岛素形成和分泌有关的结构是（ ）
A、线粒体、中心体、高尔基体、内质网、细胞膜
B、内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、细胞膜
C、内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜
D、细胞膜、内质网、核糖体、高尔基体、中心体
C
4、下列关于生物膜系统的叙述,错误的是　(　　)
A.生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构组成的体系
B.内质网增大了细胞内的膜面积,利于酶和核糖体的附着
C.生物膜将细胞质区室化,避免多种生化反应相互干扰
D.叶绿体的外膜和内膜属于生物膜系统,但其基质中的类囊体不属于生物膜系统
E.生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
F.细胞器膜可以相互转化，有的可以直接转化，有的要以囊泡的形式间接转化
DE
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