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第2节
细胞器之间的分工合作
第3章 细胞的基本结构
我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。
---引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
导入
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？
研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的分工与合作，缺少任何一个部门都难以完成研制工作。
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。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所。同时，内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。
C919飞机
问题探讨
（1）细胞内的“部门”指的是什么？这些“部门”分布的场所在哪里？
（2）细胞内有哪些主要的细胞器？
（3）主要采用什么科学方法分离细胞器？
（4）各种细胞器的主要功能分别是什么？
请同学们自主阅读教材P47-P49的内容，思考讨论以下问题：
问题探讨
细胞内的“部门”指的是什么？这些“部门”分布的场所在哪里？
细胞内有哪些主要的细胞器？
问题探讨
主要采用什么科学方法分离细胞器？
科学方法
差速离心法
原理：主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
步骤：
破坏细胞膜，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离心：起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中；
收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降；
以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。
亚显微结构又称为超微结构，指在普通光学显微镜下观察（1200倍以下）不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。
普通光学显微镜的分辨力极限约为0.2微米，细胞膜、内质网膜和核膜的厚度，核糖体、微体、微管和微丝的直径等均小于0.2微米，因而用普通光学显微镜观察不到这些细胞结构，要观察细胞中的各种亚显微结构，必须用分辨力更高的电子显微镜（几万至几千万倍）。
显微结构与亚显微结构
生物上显微结构一般是以细胞为单位，而亚显微结构是以细胞器为单位的。
光学显微镜
电子显微镜
知识拓展
知识拓展
显微结构是指光学显微镜下看到的结构
叶绿体
液泡
染色体
亚显微结构是指电子显微镜下看到的结构
叶绿体
线粒体
高尔基体
显微结构与亚显微结构
生物上显微结构一般是以细胞为单位，而亚显微结构是以细胞器为单位的。
植物细胞和动物细胞的亚显微结构
液泡
叶绿体
高尔基体
线粒体
内质网
核糖体
中心体
溶酶体
细胞质
细胞核
核膜
核仁
细胞膜
细胞质
细胞核
核膜
核仁
细胞膜
细胞壁
细胞器之间的分工——线粒体
分布
从生物类型来看：存在于有氧呼吸的真核细胞；
从同一个体来看：代谢旺盛的细胞中数量较多，如心肌细胞中的线粒体数量多于腹肌细胞。
形态结构
呈线状、粒状、棒状。具内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴。嵴的周围充满了基质。
成分
内膜和基质中含多种与有氧呼吸有关的酶；
少量DNA和RNA。
功能
是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。
外膜
内膜
嵴
基质
线粒体的亚显微结构模式图
线粒体的电镜照片
细胞器之间的分工——叶绿体
分布
绿色的植物细胞，主要分布在叶肉细胞中。
形态结构
球形或椭球形（显微结构）。由双层膜包被，内有许多基粒。每个基粒由圆饼状的类囊体堆叠而成。基粒间充满了基质（亚显微结构）。
成分
色素（分布于类囊体膜上）、酶、少量DNA和RNA（基质中）、蛋白质、糖类等。
功能
是进行光合作用的主要场所，是“养料制造车间”和“能量转换站”。
外膜
内膜
类囊体
基粒
基质
叶绿体的亚显微结构模式图
叶绿体的电镜照片
细胞器之间的分工——核糖体
分布
有的附着于粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中。
形态结构
椭球形的粒状小体，无膜结构；包括两个亚基，主要成分是蛋白质和RNA。
类型
游离核糖体
附着核糖体
功能
是细胞内合成蛋白质的场所，“生产蛋白质的机器”。
大亚基
小亚基
核糖体的亚显微结构模式图
细胞器之间的分工——内质网
分布
动、植物等细胞中。
形态结构
由膜（单层膜）圈成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。
类型
光面内质网：与脂质合成有关
粗面内质网（附着有核糖体）：与分泌蛋白的的运输、加工有关。
功能
是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。
光面内质网
粗面内质网
内质网的亚显微结构模式图
内质网的电镜照片
细胞器之间的分工——高尔基体
分布
广泛分布于动植细胞中。
形态结构
由单层膜围成的扁平囊状和囊泡状结构共同构成，有大小囊泡。
功能
主要是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”。
拓展：科学家破坏了植物细胞的高尔基体，发现其分裂无法形成新的细胞壁，细胞无法一分为二。请推测高尔基体可能还有什么功能？
与植物细胞壁的形成有关。
扁平囊
囊泡
高尔基体的亚显微结构模式图
高尔基体的电镜照片
细胞器之间的分工——中心体
分布
动物与低等植物（如：绿藻、小球藻、水绵、褐藻、硅藻等）细胞中。
形态结构
由一组（两个）相互垂直的中心粒及周围的物质组成。
无膜结构。
成分
主要成分是蛋白质。
功能
与动物细胞有丝分裂有关。【有丝分裂间期复制，前期发出星射线，形成纺锤体】
中心体的亚显微结构模式图
中心体的电镜照片
细胞器之间的分工——溶酶体
分布
主要分布在动物细胞。
形态结构
由单层膜单层膜包裹形成的小泡，起源于高尔基体
成分
含有多种水解酶。
功能
是细胞内的“消化车间”：能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或细菌。
溶酶体的亚显微结构模式图
细胞器之间的分工——液泡
分布
主要存在于成熟植物细胞中，根尖分生区组织细胞无大液泡。【酵母菌等低等生物的细胞中也有液泡】
形态结构
呈泡状，表面是液泡膜（单层膜），内有细胞液。
成分
细胞液中含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。
功能
调节植物细胞内的环境；充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
细胞器之间的分工——细胞骨架
形态结构
是由蛋白质纤维组成的网架结构。
由微管、微丝以及中间纤维三种结构组成
功能
维持着细胞的形态
锚定并支撑着许多细胞器
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。
成纤维细胞的细胞骨架
细胞器归类分析
细胞器 分工 形态结构 生理功能
线粒体 动、植物细胞 双层膜 有氧呼吸的主要场所“动力车间
叶绿体 植物细胞 双层膜 光合作用的场所，“养料制造车间”，“能量转换站”
内质网 动、植物细胞 单层膜 蛋白质合成加工，脂质合成
高尔基体 动、植物细胞 单层膜 蛋白质加工、分类、包装。
动物：蛋白质加工、转运和分泌；植物：细胞壁的形成
溶酶体 动、植物细胞 单层膜 分解衰老损伤细胞器，吞噬病菌等，“消化车间”
核糖体 动、植物细胞 无膜 合成蛋白质的“机器”
中心体 动物、低等植物细胞 无膜 与细胞有丝分裂有关
液泡 植物细胞 单层膜 调节细胞内环境，保持渗透压，维持细胞形态。
小 结
小 结
细胞器归类分析
（1）
（2）
小 结
细胞器归类分析
（3）
小 结
细胞器归类分析
（4）
小试牛刀
1、下列有关细胞结构的叙述，错误的是（ ）
A. 植物细胞中的液泡可调节细胞内的环境B. 中心体和核糖体与蛋白质的合成有关C. 高尔基体主要进行蛋白质的分拣和转运D. 叶绿体、线粒体与细胞内物质和能量的转化有关
B
解析：植物细胞中的液泡含有水、无机盐、糖类、色素、蛋白质等，可调节细胞内的环境，A正确；核糖体与蛋白质的合成有关，中心体与有丝分裂有关，B错误；高尔基体主要进行蛋白质的分拣和转运，C正确；叶绿体和线粒体与细胞内物质和能量的转化有关，叶绿体是光合作用的场所，线粒体是有氧呼吸的主要场所，D正确。
小试牛刀
2、下面对几种细胞器的说法中，正确的是（ ）
A. 真核细胞中都含有图示的五种细胞器
B. 在光学显微镜下，④比图中其他几种细胞器更为醒目
C. 图中的几种细胞器都含有磷脂
D. ③④⑤都含有核酸
B
小试牛刀
3、据一项来自康奈尔大学的研究揭示，为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成，将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到内部“回收利用工厂”，在那里将废物降解，使“组件”获得重新利用。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 细胞膜塑形蛋白在合成过程中，场所由核糖体提供，动力可由叶绿体提供
B.“分子垃圾袋”主要由脂质和蛋白质构成
C.“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是核苷酸
D. 人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和溶酶体等
B
第3章 第2节
下节课继续学习
细胞器之间的分工合作（第2课时）

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