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第三章 细胞的基本结构
第2节 细胞器之间的分工合作
细胞质
细胞质
细胞器：细胞质中具有特定形态、结构的能完成一定功能的“小车间”
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体
核糖体、溶酶体、中心体、液泡等。
细胞新陈代谢的主要场所
为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件,如提供ATP、原料、酶等.
细胞质中无特定结构，呈胶质状的物质
细胞质基质：
差速离心法
分离各种细胞器的方法——差速离心法
破坏细胞膜，制成细胞匀浆
2、匀浆放入离心管
3、离心机离心
4、细胞器分离
如果要分离细胞内部结构，首先要做的准备工作是什么？
差速离心法
分离各种细胞器的方法——差速离心法
采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器获得不同大小颗粒的细胞器
2. 如何分离得到各种细胞结构？
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
什么是细胞的显微结构与亚显微结构？
在电子显微镜下观察到的细胞结构称为细胞的亚显微结构
用光学显微镜观察到的细胞内部构造称为细胞的显微结构。
植物细胞亚显微模式图
动物细胞亚显微模式图
细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工
细胞器 动物细胞中是否有 植物细胞中是否有 具有的功能 是否具有膜结构
线粒体
叶绿体
中心体
核糖体
内质网
高尔基体
液泡
溶酶体
细胞器之间的分工
一、
一、
液泡
细胞器之间的分工
一、
存在于植物细胞中
单层膜（液泡膜），内有细胞液
细胞液中有糖类、无机盐、色素、蛋白质等。
a）调节植物细胞内的环境，使细胞保持一定的渗透压；
b）使植物细胞保持坚挺
（1）分布：
（2）结构：
（3）功能：
液泡
01
叶绿体
02
细胞器之间的分工
一、
光合作用的酶和光合色素；
少量DNA、RNA
进行光合作用的场所，
“养料制造车间”和“能量转换站”
双层膜（内膜、外膜）
基粒：囊状结构（类囊体）堆叠而成
基质
（叶肉细胞、幼嫩茎皮层细胞）
绿色植物
扁平的椭球形或球形
（1）分布：
（2）形态：
（3）结构：
（4）成分：
（5）功能：
外膜
内膜
基质
核糖体
DNA
类囊体
基粒
线粒体
03
细胞器之间的分工
一、
大多数呈短棒状、圆球状
双层膜、嵴（内膜向内凹陷形成嵴，增大膜的表面积）、基质
与有氧呼吸有关的酶，少量的DNA、RNA等
有氧呼吸的主要场所，是细胞的 “动力车间”。
（1）分布：
（2）形态：
（3）结构：
（4）成分：
（5）功能：
真核细胞
内膜
外膜
嵴
DNA
基质
核糖体
肝细胞 平滑肌细胞 肾皮质细胞 心肌细胞
950个 400个 260个 12500个
思考：德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物部分细胞中线粒体的数量(见下表)
心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么
因为线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的 “动力车间”。
心肌细胞不停的收缩舒张，需要较多的能量，所以线粒体数量多。
线粒体和叶绿体比较：
线粒体 叶绿体
分布
形态
结构
基质
增加膜面积的方式
功能
真核细胞中
短棒状、圆球状
双层膜
双层膜
扁平的椭球形或球形
绿色植物的叶肉细胞、幼嫩茎皮层细胞
向内折叠形成嵴
类囊体堆叠形成基粒
有氧呼吸的主要场所
光合作用的场所
细胞器之间的分工
一、
都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制）
半自主细胞器
核糖体
细胞器之间的分工
一、
（1）形态结构：
（2）分布：
（3）成分：
（4）功能：
椭球形的粒状小体，无膜结构
各种原核细胞和真核细胞
有的附着在粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中
RNA和蛋白质
细胞内合成蛋白质的场所，“生产蛋白质的机器”
分布在内质网上的核糖体主要合成分泌蛋白
游离在细胞质基质中的核糖体主要合成胞内蛋白
附着核糖体
游离核糖体
04
内质网
细胞器之间的分工
一、
单层膜
存在于动、植物细胞中
蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
（1）分布：
（2）形态结构：
（3）类型：
（4）功能：
粗面型内质网：蛋白质合成和初步加工的车间
光面型内质网：脂质、糖类合成车间。
（附有核糖体）
05
高尔基体
细胞器之间的分工
一、
动植物细胞中都有
单层膜构成的扁平囊状结构，有囊泡
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”
（1）分布：
（2）形态结构：
（3）功能：
动物：与溶酶体的形成有关
植物：与细胞壁的形成有关
囊泡
06
区分内质网和高尔基体：
溶酶体
细胞器之间的分工
一、
主要分布在动物细胞
小球状，单层膜
含有多种水解酶
a）能分解衰老、损伤的细胞器
b）吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
是细胞的“消化车间”
（1）分布：
（2）形态结构：
（3）特点：
（4）功能：
被溶酶体分解后的产物去向：对细胞有用的物质留在细胞内重复利用；废物则被排出细胞外
07
中心体
08
细胞器之间的分工
一、
动物细胞、（某些）低等植物细胞
无膜结构，由两个互相垂直的中心粒（微管蛋白）及周围物质组成
与细胞有丝分裂有关
（1）分布：
（2）形态结构：
（3）功能：
线粒体与叶绿体
内质网，高尔基体，液泡、溶酶体
中心体，核糖体
线粒体与叶绿体
线粒体、叶绿体
叶绿体、液泡
1、具有双层膜结构的细胞器：
2、具有单层膜的细胞器：
3、不具膜结构的细胞器：
4、与能量的转换有关的细胞器：
5、含有少量DNA和RNA的细胞器：
6、含有色素的细胞器:
小结：
细胞器之间的分工
一、
一、
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
一、
实验探究
细胞骨架：
细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有支持它们的结构——细胞骨架
细胞器之间的分工
一、
一、
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞的运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
1 线粒体 A 与动物细胞的有丝分裂有关
2 溶酶体 B 进行光合作用的场所
3 液泡 C 蛋白质的加工和发送
4 核糖体 D 合成蛋白质的场所
5 高尔基体 E 为细胞生命活动提供能量
6 中心体 F 分解衰老、损伤的细胞器
7 内质网 G 蛋白质的合成和加工以及脂质合成 的场所
8 叶绿体 H 储存物质，使植物细胞坚挺
细胞器之间的分工
连连看
细胞器之间的协调配合
思考与讨论：
什么是分泌蛋白？
答：在细胞中合成后分泌到细胞外起作用的蛋白质。
比如消化酶、抗体和一部分激素
二、
胞内蛋白：血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶
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，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，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。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。
同位素标记法的概念
同位素标记法的应用
细胞器之间的协调配合
二、
若组织切片中含有放射性3H物质，可使覆盖其上的感光乳剂曝光形成银颗粒
原理
特点
物理性质有差异（如放射性、原子量），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
特点
同位素：原子序数相同，质子数相同、中子数不同的原子，如1H和3H
应用
放射性同位素放出的电离射线可以使感光乳剂曝光，形成显微镜下可见的银颗粒
应用
追踪放射性物质的分布及数量
细胞器之间的协调配合
二、
实验探究：分泌蛋白的合成和运输
豚鼠胰腺腺泡细胞
产生大量的分泌蛋白
取材容易，易于观察
选材
同位素标记法和放射性自显影技术
方法
细胞器之间的协调配合
二、
实验探究：分泌蛋白的合成和运输
步骤
选择同位素3H标记的亮氨酸
将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养（3 min）
随后将细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。
不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用放射性自显影技术，追踪被标记亮氨酸的转移路径。
可不可以用3H同位素标记的谷氨酸呢？
细胞内附着有核糖体的内质网
高尔基体
细胞膜内囊泡及细胞外的分泌物
细胞器之间的协调配合
二、
117min
17min
3min
核糖体
内质网
高尔基体
1、分泌蛋白在哪里合成？
2、分泌蛋白的合成和分泌依次经过哪些结构
3、分泌蛋白和成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供
核糖体 → 内质网 → 高尔基体 → 细胞膜等结构
核糖体
需要能量，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量。囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量。这些能量主要由线粒体通过有氧呼吸提供的。
细胞器之间的协调配合
二、
初步加工、折叠
氨基酸
核糖体
脱水缩合
多肽链
内质网
具有一定空间结构的蛋白质
囊 泡
细胞膜
成熟的蛋白质
分泌蛋白
囊 泡
高尔基体
线粒体（提供能量）
进一步的
修饰加工
交通枢纽
交通枢纽
分泌蛋白运到细胞外的过程示意图
结合细胞器的功能，尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
1、体现膜的流动性
2、体现细胞器之间的分工与合作
3、体现膜的成分与结构相似
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
分泌蛋白运到细胞外的过程示意图
分泌蛋白的合成和运输
分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
_________
_________
_________
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
细胞器之间的协调配合
二、
细胞的生物膜系统
三、
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。
1、概念：
组成成分相同，都由脂质、蛋白质、少量糖类构成
2、在成分上的联系：
相似：
差异：
组成成分的含量有差异
注意：原核细胞没有生物膜系统，但原核细胞具有细胞膜这种生物膜。
生物膜系统 ≠ 生物膜
双层膜
单层膜
功能
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
生物膜系统
核膜
细胞膜
细胞器膜
细胞的生物膜系统
三、
细胞的生物膜系统
三、
核膜
内质网膜
细胞膜
3、在结构上的联系：
（1）内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通。
（2）内质网膜与细胞膜相连。
细胞的生物膜系统
三、
3、在结构上的联系：
内质网
直接联系
核膜
细胞膜
高尔基体
间接联系
囊泡
间接联系
囊泡
细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。
细胞的生物膜系统
三、
4、功能上的联系
各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作，如分泌蛋白的合成、加工、分泌的过程。细胞内分泌蛋白的合成和运输过程，体现了生物膜在功能上的相互联系。
透析型人工肾
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。
细胞的生物膜系统
三、
研究生物膜系统的意义
细胞器
细胞质基质
分泌蛋白的合成和运输
细胞质
生物膜系统
分工合作
核糖体、中心体
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
叶绿体、线粒体
观察细胞中的叶绿体和细胞质的流动
实验
分类
单层膜
无膜
双层膜
共同
组成
核膜和细胞膜等
加上
课堂小结
一、
四、
分泌蛋白的合成和运输
课堂小结
一、
四、
四、课堂小结
完善细胞的生物膜系统概念图
核膜
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
课堂小结
一、
四、
内质网的膜面积_____
减少
综合比较：高尔基体的膜面积__________
细胞膜的膜面积_____
①
②
③
④
基本不变
增加
分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
细胞器之间的协调配合
二、

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