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(共53张PPT)
细胞的基本结构
3.2 细胞器之间的分工合作
教学目标
1. 生命观念
（1）举例说出几种主要细胞器的功能。
（2）简述细胞膜系统的组成和功能。
2.科学思维
（1）用系统观分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性。
3.科学探究
（1）制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
新课导入
问题1：白细胞吞噬的过程，需要依赖哪些生命活动？
运动
产生能量
消化分解
物质合成
……
细胞器之间的分工
功能：是细胞进行代谢的主要场所，为代谢提供物质和环境条件。
成分：水、无机盐、糖类、氨基酸、核苷酸等，还有很多种酶。
细胞质
状态：胶质状态
细胞器：细胞质内具有一定形态、结构和功能的小单元。
细胞质基质
(细胞溶胶)
问题2：如何研究细胞内各部分的结构和功能？
细胞器之间的分工
研究方法：差速离心法
原理：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。
破坏细胞膜
细胞匀浆
不同转速离心
上清液
沉淀物
细胞器之间的分工
各种细胞结构分离的先后顺序
细胞器之间的分工
问题3：分离出细胞器后，借助什么设备来观察它们的结构呢？
显微结构
电子显微镜
光学显微镜
亚显微结构
显微结构：
光学显微镜下观察到的结构，如观察线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁等形态。
亚显微结构：电子显微镜下观察到的结构，如膜结构（细胞膜、核膜、线 粒体膜、叶绿体膜及类囊体薄膜）内质网、高尔基体、核糖体、中心体等。
细胞器之间的分工
问题4：哪些细胞结构参与了白细胞吞噬病菌的生命活动？
线粒体
提供能量
细胞器之间的分工
（1）普遍分布于真核细胞中
哺乳动物成熟红细胞中没有线粒体
只能进行无氧呼吸
细菌没有线粒体
好氧细菌可以进行有氧呼吸
真核细胞无线粒体不能进行有氧呼吸
原核细胞无线粒体
也可进行有氧呼吸
分布
线粒体—细胞的“动力车间”
细胞器之间的分工
分布
（2）需能多的细胞(心肌细胞、肝细胞)线粒体多
衣藻细胞 平滑肌细胞 肾皮质细胞 肝细胞 心肌细胞
1个 260个 400个 950个 12500个
（3）一个细胞中能量需求集中的区域线粒体分布密集
如：精子中，线粒体紧密围绕着活动的尾部。
线粒体
线粒体尾部
线粒体—细胞的“动力车间”
细胞器之间的分工
线粒体—细胞的“动力车间”
形态：
大多数呈椭球形。
结构：
两层膜(外、内膜)、嵴、基质。
成分：
含有与有氧呼吸有关的酶，含有DNA(环状)、RNA和核糖体。
功能：
有氧呼吸的主要场所，提供能量约占细胞需能95%。
基质
嵴
内膜
外膜
细胞器之间的分工
线粒体
提供能量
溶酶体
分解病菌
问题4：哪些细胞结构参与了白细胞吞噬病菌的生命活动？
细胞器之间的分工
溶酶体—细胞的“消化车间”
1.分布
主要分布在动物细胞中。
植物细胞和真菌细胞中的液泡可以发挥溶酶体的功能。
2.形态结构
单层膜的囊泡状结构
50多种
酸性水解酶
磷酸酶、核酸酶
蛋白酶、脂肪酶
磷脂酶、硫酸酯酶
… … … …
pH=4.6
细胞质基质
pH=7.0左右
细胞器之间的分工
溶酶体—细胞的“消化车间”
50多种
酸性水解酶
磷酸酶、核酸酶
蛋白酶、脂肪酶
磷脂酶、硫酸酯酶
… … … …
pH=4.6
细胞质基质
pH=7.0左右
①溶酶体中呈酸性的意义
溶酶体中呈酸性，其中的水解酶的最适pH为酸性，当少量溶酶体破裂后，释放的水解酶在细胞质基质的pH环境中失活，从而保护了细胞免受水解酶的作用。
②溶酶体如何防止自身的膜被水解
溶酶体膜内侧高度糖基化，糖链具有保护溶酶体膜免受水解酶攻击的作用。
细胞器之间的分工
溶酶体—细胞的“消化车间”
3.功能
是细胞的 “消化车间”，内含多种水解酶，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。
溶酶体
自噬体
受损的线粒体
内质网
吞噬体
细菌
溶酶体中的水解酶是由溶酶体合成的吗？
细胞器之间的分工
线粒体
提供能量
溶酶体
分解病菌
溶酶体酶
（蛋白质）
核糖体
内质网
高尔基体
问题3：溶酶体酶由白细胞自身产生，与哪些细胞器有关？
细胞器之间的分工
--
分布：
原核细胞和真核细胞中均有,
线粒体和叶绿体中也有；
功能：
细胞内合成蛋白质的场所;
结构：
无膜结构，由rRNA和蛋白质构成;
游离核糖体：
附着核糖体：
合成细胞驻留蛋白；
合成分泌蛋白和膜蛋白等；
分类：
核糖体—细胞内“生产蛋白质的机器”
rRNA
rRNA
蛋白质
大亚基
小亚基
细胞器之间的分工
内质网
结构：由单层膜连接成的分支管状或扁平囊状细胞器。
粗面内质网
光面内质网
（核糖体附着于内质网外）
参与脂质合成
合成分泌蛋白
功能：细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所
分布：
动植物细胞
细胞器之间的分工
高尔基体
扁平膜囊
（多个堆叠）
囊泡
（多个、大小不一）
结构：单层膜形成的扁平囊状和囊泡结构
分布：动植物细胞
细胞器之间的分工
对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”以及 “发送站”。
加工
分类
包装
发送
①糖基化修饰
②水解切除某些肽段
③磷酸化等
①高尔基体自身蛋白
②溶酶体/液泡内的水解酶
③细胞膜蛋白
④分泌蛋白
将各位蛋白浓缩到一个个小的出芽囊泡中
以囊泡的形式运输到相应的部位
溶酶体
或液泡
细胞膜上
细胞外面
功能
细胞器之间的分工
线粒体
提供能量
溶酶体
分解病菌
溶酶体酶
（蛋白质）
核糖体
内质网
高尔基体
细胞骨架
问题4：哪些细胞结构参与了白细胞吞噬病菌的生命活动？
细胞器之间的分工
结构：由微管、微丝以及中间丝三种结构组成
功能：维持细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化等生命活动相关。
细胞骨架
细胞器之间的分工
叶绿体—细胞的“养料制作车间”和“能量转换站”
（1）分布于植物的叶片和幼茎的绿色组织中。
分布
如：高等植物叶片的叶肉细胞和保卫细胞。
叶肉
上表皮
下表皮
保卫细胞
保卫细胞
气孔
藻类植物细胞中叶绿体较少，如：水棉细胞中只有一个或几个螺旋长带状的叶绿体。
叶绿体
细胞膜
细胞核
细胞壁
细胞器之间的分工
叶绿体—细胞的“养料制作车间”和“能量转换站”
（2）细胞中的叶绿体依光照情况而变化
光照
较弱
保证高效光合作用
叶绿体汇集到顶面
最大限度吸收光能
光照
较强
避免强光造成伤害
叶绿体移动到侧面
最小限度吸收光能
Z
Z
Z
细胞器之间的分工
叶绿体—细胞的“养料制作车间”和“能量转换站”
形态：
呈球形或椭球形。
结构：
两层膜、基粒由类囊体堆叠而成 ，基质含多种酶。
成分：
与光合作用有关的酶、色素及少量DNA、RNA和核糖体等。
功能：
光合作用的场所。
外膜
内膜
类囊体
基粒
基质
细胞器之间的分工
实验：观察叶绿体和细胞质的流动
细胞器之间的分工
观察叶绿体时为什么必须保证细胞处于有水状态？
若细胞失水，叶绿体和细胞器的移动范围会受到限制，一旦细胞严重脱水，细胞会死亡。
观察胞质流动时，光线调节要亮还是暗？
因细胞质是均匀透明的胶状物质，太明亮会影响观察，应调暗淡些。
为什么选取菠菜叶稍带叶肉的下表皮？
叶绿体少而大，便于观察；表皮细胞不含叶绿体
能直接看到细胞质的流动吗？
不能，细胞质基质是无色的，而叶绿体是绿色的，可以作为标志进行观察。
细胞质的流动有什么意义？
为细胞内的物质运输创了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。
想一想
细胞器之间的分工
与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关。
形态结构：
主要功能：
泡状结构，单层膜细胞器（含糖类、无机盐、色素和蛋白质等）
调节细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物保持坚挺
（真菌、部分低等动物有液泡，并非所有植物细胞都有液泡）
主要存在于植物细胞
分 布：
液泡
细胞器之间的分工
（分生区）细胞呈方形，排列紧密。细胞分裂能力强，因此细胞核较大，拥有大量线粒体、内质网、高尔基体和核糖体，没有液泡。
（根冠）细胞不能分裂，死亡后由分生区补充，没有液泡。
（伸长区）细胞呈长条形，能够吸水，少数细胞能分裂。有较小的液泡。
（根毛区/成熟区）不能分裂，死亡后由伸长区补充，主要吸收水分和无机盐，有较大的液泡。
液泡
细胞器之间的分工
中心体
动物细胞与低等植物细胞中。
1.分布
中心体
藻类植物
地衣植物
苔藓植物
蕨类植物
裸子植物
被子植物
低等植物
高等植物
①低等植物主要指藻类植物
②中心体位于
细胞核附近
细胞器之间的分工
由两个相互垂直的中心粒及周围物质组成
2.形态结构
中心粒1
中心粒2
中心粒是由蛋白质组成的桶状结构
周围物质也是一些蛋白质
中心体是由蛋白质组成的细胞器
(无膜结构)
3.功能
与有丝分裂有关
细胞器之间的分工
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：____________。
叶绿体
中心体
中心体、叶绿体、中央大液泡
核糖体
核糖体
填空题
高尔基体
线粒体
细胞器之间的分工
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：___________________________
9、光镜下可见的细胞器
__________________________。
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
线粒体、叶绿体、液泡
细胞器之间的分工
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：___________________
线粒体、叶绿体、核糖体
线粒体、叶绿体
核糖体
叶绿体、液泡
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：_________。
溶酶体
核糖体、内质网、
高尔基体、线粒体
核糖体
内质网
细胞器之间的分工
不同类型细胞图像判定(不包含真菌细胞)
1.有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞
2.有叶绿体的细胞为植物细胞。
3.有中心体无细胞壁的细胞为动物细胞。
细胞之间的协调配合
分泌蛋白的合成和运输
1.分泌蛋白
有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白。
消化酶
抗体
溶菌酶
细胞因子
蛋白类激素
……
分泌
蛋白
细胞之间的协调配合
内质网
核糖体
高尔基体
线粒体
囊泡
豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在含3H标记的亮氨酸的培养液
2.研究过程
豚鼠的胰腺腺泡细胞
3H-亮氨酸
C
C
OH
O
H2N
CH2
CH
CH3
CH3
细胞之间的协调配合
3 min
17 min
117 min
附着有核糖体的内质网中
高尔基体中
靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中
带有放射性标记的物质出现的位置
时间
细胞之间的协调配合
在游离核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成
合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，且边合成边转移到内质网腔。
在内质网中经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。
内质网鼓出小泡，包裹着蛋白质离开内质网，达到高尔基体，与高尔基体膜融合。
1
1
2
2
3
3
4
4
线粒体
4
3.分泌蛋白的合成和运输过程
细胞之间的协调配合
高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。
1
5
2
3
4
5
6
高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡
6
7
囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
7
在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。
线粒体
4
3.分泌蛋白的合成和运输过程
细胞之间的协调配合
1
2
3
4
5
6
7
线粒体
4
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
囊泡
线粒体
氨基酸
形成肽键
加工肽链
进一步加工
分类包装发送
供能
细胞外
细胞之间的协调配合
1
2
3
4
5
6
7
线粒体
4
细胞器的放射线强度
时间
核糖体
内质网
高尔基体
细胞之间的协调配合
1
2
3
4
5
6
7
线粒体
4
膜面积
时间
内质网
细胞膜
高尔基体
膜面积
时间
前
后
内质网
高尔基体
细胞膜
细胞之间的协调配合
1
2
3
4
5
6
7
4
核糖体
内质网
高尔基体
囊泡
溶酶体
(水解酶)
囊泡
细胞膜上
(膜蛋白)
细胞外
(分泌蛋白)
4.高尔基体的交通枢纽作用
7
6
溶酶体
7
6
细胞之间的协调配合
1.合成一小段肽链
3.合成完整肽链
2.移动
4.初步加工
5.形成囊泡
6.再加工
7.形成囊泡
细胞膜上
合成完整肽链
游离核糖体
粗面内质网
高尔基体
细胞外
溶酶体/液泡
细胞质基质
线粒体
叶绿体
细胞核
拓展
细胞内各种蛋白质合成及其去向
细胞之间的协调配合
5.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。
H
1
1
质子数
质子数 + 中子数
H
1
H
2
H
3
中子数是0
中子数是1
中子数是2
氕
氘
氚
同位素
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。
1
2
定义
特点
细胞之间的协调配合
3
类型
同位素
放射性同位素
稳定同位素
3H、14C、32P、35S
15N、18O
4
同位素标记法
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。同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。
细胞的生物膜系统
1.定义
在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、 高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
生物膜系统
核膜
细胞器膜
细胞膜
①真核生物才具有生物膜系统
②原核生物没有生物膜系统，但是具有生物膜(细胞膜)
细胞的生物膜系统
细胞的生物膜系统
生物膜系统
核膜
细胞器膜
细胞膜
外膜
内膜
叶绿体膜
线粒体膜
内质网膜
高尔基体膜
溶酶体膜
囊泡
囊泡
外膜
内膜
外膜
内膜
类囊体膜
相连
相连
细胞的生物膜系统
2.生物膜的成分与结构相似
①生物膜的主要成分是：脂质(磷脂)+蛋白质
②生物膜的基本结构：流动镶嵌模型
a.磷脂双分子层——基本骨架
b.蛋白质分子分布在磷脂双分子层中
细胞的生物膜系统
3.生物膜系统在结构和功能上密切联系
①结构上密切联系
内质网膜
细胞膜
核膜(外膜)
高尔基体膜
溶酶体膜
囊泡
囊泡
细胞的生物膜系统
4.生物膜系统的功能
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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。
第二：许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。
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，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
细胞膜的功能
提供酶的附着位点
使细胞区室化
细胞的生物膜系统
生物膜的应用
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。
血液
血液透析装置
透析液
废液
净化后的血液
泵
再见，谢谢！
细胞的基本结构

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