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(共52张PPT)
3.2 细胞器之间的分工与合作　
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。
合作探究一：如果缺少其中的某个部门，飞机还能制造成功吗？
研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。
合作探究二：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？如果有这样的部门它们分布在细胞中的什么位置呢？
工 厂
围 墙
细胞器
细胞质基质
部 门
控制中心
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。其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。
细胞中的显微结构：
细胞壁、线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁
①显微结构
0.2μm
光学显微镜
②亚显微结构
在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍。
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
电子显微镜
0.2nm
细胞质基质
细胞器
①形态：
②成分：
③功能：
活细胞代谢的主要场所
呈溶胶状
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶
细胞质包括 和 ，
1.细胞质基质
细胞质
细胞器的结构和功能
（1）分离各种细胞器的方法：
差速离心法
--
①线粒体---
分布：
结构：
双层膜：
细胞进行有氧呼吸的主要场所
功能：
线粒体基质：酶，少量DNA、RNA、核糖体
外膜
内膜
线粒体基质
嵴
外膜：光滑
内膜：向内凹陷成“嵴”
*线粒体为半自主性细胞器
细胞器的结构和功能
“动力车间”
椭球形 ，粒状或棒状
核糖体
（增大膜面积，含有有氧呼吸酶）
普遍存在于动植物细胞中；
代谢旺盛的部位分布较多
（2）原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
（3）哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
很多原核细胞可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上。(细胞基质和细胞膜上有与有氧呼吸有关的酶)
因为哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，而且细胞内也没有与有氧呼吸有关的酶。因此，只能进行无氧呼吸。
（4）能进行有氧呼吸的细胞一定都含有线粒体？
不一定，如蓝细菌、硝化细菌等原核生物。
（1）为什么说“几乎所有真核细胞”有线粒体？哪些真核细胞无线粒体？
哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞等没有线粒体
拓展:
2.无线粒体的需氧型原核生物也能进行有氧呼吸。如：硝化细菌、好氧菌、大肠杆菌
补充:
1.代谢旺盛的细胞或部位,线粒体多。
3.无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸
如：哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫
线粒体的超微结构：
--
细胞器的结构和功能
外膜
内膜
类囊体
基粒
叶绿体基质
分布：
结构：
功能：
双层膜：均光滑
类囊体堆叠形成基粒（增大了膜面积），基粒间充满基质。
基粒
类囊体膜上有色素和酶
叶绿体基质：酶、DNA、RNA、核糖体
绿色植物细胞进行光合作用的主要场所
（2）叶绿体
*叶绿体为半自主性细胞器
扁平的椭球形 或球形
“养料制造车间、
能量转换站”
主要分布于叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞
不一定，蓝细菌的光合场所位于细胞质中的光合片层，其中含有光合色素叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。
（1）植物细胞都含有叶绿体吗？
植物表皮细胞、根尖细胞等没有叶绿体
（2）能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？
表皮细胞
保卫细胞
　　细胞中的叶绿体可以运动．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．在强光下，叶绿体会以椭球体的侧面朝向光源，避免叶片被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以椭球体的正面朝向光源，可以接受较多的光照．因此叶绿体的运动是与叶绿体的功能是相适应的．
线粒体 叶绿体
不同点 形态
分布
增大膜面积的方式
酶
色素
功能
绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎
普遍存在于动植物细胞内
内膜向内折叠形成嵴
类囊体堆叠形成基粒
与细胞呼吸有关，分布在基质和内膜上
与光合作用有关，分布在基粒和基质中
无
有氧呼吸的主要场所
类囊体薄膜上含有光合色素
绿色植物进行光合作用的场所
短棒状、圆球状等
扁平的椭球形或球形
粗面内质网
（有核糖体附着）
光面内质网
（无核糖体附着）
--
分布：
广泛分布于真核细胞
结构：
粗面内质网：蛋白质等生物大分子物质的合成、加工场所和运输通道
光面内质网：脂质（糖类）的合成车间。
功能：
（3）内质网
(内连核膜，外连细胞膜，甚至细胞器膜)
细胞器的结构和功能
单层膜
由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统。
膜面积最大的细胞器
PS：合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般发达。
--
细胞器的结构和功能
（4）高尔基体
广泛分布于真核细胞
①主要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”。
②与植物细胞壁的形成有关。
③与动物细胞的分泌物形成有关；与溶酶体的形成有关
单层膜，由一些扁平囊状结构和大小囊泡组成，内腔不相通
功能：
分布：
结构：
囊泡
唯一一种在动、植物细胞中功能可以不同的细胞器
形态：
功能：
分布：
由单层膜围成的囊状小泡，内含多种水解酶
主要分布在动物细胞中
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
自噬作用
吞噬作用
起源：
高尔基体脱落的囊泡
注意：水解后的产物可再利用
细胞的凋亡、细胞的自噬等都与溶酶体有关。
“消化车间”
膜
水解酶
细胞器的结构和功能
（5）溶酶体
思考：蝌蚪尾巴消失的生理原因是什么？
细胞内的溶酶体破裂，释放出水解酶，将细胞自溶掉。
溶酶体作用的事例
思考：
①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
②造成硅肺的原因是什么？
肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。
③新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？
细胞内的溶酶体破裂，释放其中的水解酶，其中把蛋白质水解成小的短肽。
膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用。
高中阶段 液泡 特指 中央大液泡
--
主要存在于植物成熟的细胞
单层膜；
①调节植物细胞内的环境；
②充盈的液泡还可以保持细胞坚挺。
分布：
结构：
功能：
内有细胞液，含糖类、无机盐、蛋白质
和花青素（与花和果实的颜色有关）
③没有液泡的细胞不能进行质壁分离
低等动物中的食物泡、收缩泡也属于液泡。
细胞器的结构和功能
（6）液泡
中央
大液泡
注意：植物根尖分生区细胞的液泡小而多，不含有中央大液泡。
否,叶绿体中的色素是进行光合作用的色素，而液泡中色素与维持植物的花、果实等的颜色有关 。
（1）是不是植物细胞都有中央大液泡？
（2）叶绿体和液泡内都含有色素，它们的功能是否相同？
不是，成熟植物细胞才有，如根尖分生区细胞就没有
注意：液泡存在于所有植物细胞中。只是在分生区细胞中，液泡很小很多，在成熟过程中，逐渐融合成一个大液泡。
思考：
细胞器的结构和功能
（7）核糖体
分布：
功能：
结构：
无膜结构，蛋白质+rRNA
氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，是“生产蛋白质的机器”
广泛分布于真核细胞、原核细胞,
线粒体和叶绿体中也有
游离核糖体
类型：
附着核糖体
大亚基
小亚基
蛋白质
mRNA
（7）核糖体
细胞器的结构和功能
（8）中心体
存在于动物细胞与低等植物细胞中（如衣藻、绿藻、水绵、团藻等）
无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成（化学成分：蛋白质）
与细胞有丝分裂有关。有丝分裂时：中心体在间期复制，前期移向两极发出星射线，形成纺锤体。
分布：
结构：
功能：
中心粒
中心粒
细胞类型的判断:
有无以核膜为界限的细胞核
无
原核细胞
有
真核细胞
有无细胞壁
无
动物细胞
植物细胞
有
有无中心体
有
低等植物细胞
无
高等植物细胞
植物细胞亚显微结构
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
液泡
粗面内质网
附着核糖体
游离核糖体
叶绿体
高尔基体
光面内质网
线粒体
细胞器的判断:
动物细胞亚显微模式图
①
②
③
④
⑤
⑥
中心体
线粒体
粗面内质网
核糖体
高尔基体
光面内质网
细胞器的判断:
(1)
叶绿体、中央大液泡
中心体
(2)
核糖体
核糖体、中心体
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
线粒体、叶绿体
植物根尖分生区细胞无大液泡、叶绿体、中心体
多角度分析细胞器
(3)
叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
叶绿体、线粒体
叶绿体、线粒体、核糖体
叶绿体、液泡
叶绿体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、
中心体
(4)
叶绿体、线粒体
高尔基体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
多角度分析细胞器
(1)动物细胞中都有线粒体(　　)
(2)没有叶绿体的细胞一定是动物细胞(　　)
(3)有中心体的细胞都是动物细胞(　　)
(4)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(　　)
(5)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(　　)
(6)能进行光合作用的生物一定有叶绿体。(　　)
×
×
×
×
哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫体细胞没有线粒体
没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。
有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。
没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，
如植物根尖分生区细胞没有大液泡、叶绿体、中心体
水解酶的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是在核糖体。
×
习题检测
×
细胞质中的细胞器并非悬浮于细胞之中，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。
细胞骨架
1.成分：
2.功能：
由蛋白纤维组成的网架结构
维持细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动分裂、分化及物质运输 、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
模型欣赏
Class summary
模型欣赏
Class summary
实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理
(1)叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下观察它的___________。
(2)活细胞中的细胞质处于_________的状态。
观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的_______的运动作为标志。
形态和分布
叶绿体
2.实验材料
常选用藓类叶片或者菠菜叶___________的_______。
(3)黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
不断流动
稍带些叶肉
下表皮
(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，且叶绿体较大，可直接观察。
(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
3.实验步骤
(1)制作藓类叶片的临时装片，
并观察叶绿体的___________。
形态和分布
(2)制作黑藻叶片临时装片
并观察细胞质的流动
叶肉
盖玻片
高倍镜
清水
幼嫩
温度也会影响细胞质的流动
细胞质环流
观察细胞质的流动（视频）
4.实验结果
①显微镜下观察到的细胞质流动方向与实际流动方向 。
②每个细胞中细胞质流动的方向是 的,其流动方式为环流式。
③临时装片应一直保持有水的状态，以免影响细胞的活性。
黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图
细胞质流动的意义：
为细胞内物质运输和结构移动创造了条件,从而保障了细胞生命活动的正常进行。
相同
一致
溶酶体
中心体
（低等植物）
叶绿体 液泡
线粒体
核糖体
内质网
高尔基体
温故知新—细胞器的分类
动物细胞
植物细胞
合作探究：同学，你是否思考过为什么动、植物细胞基本都需要有线粒体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器呢？
核糖体是“生成蛋白质的机器”
高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”和“发送站”。
线粒体是“动力车间”
合作探究：这些细胞器之间是不是存在某种协作呢？
内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。
细胞器之间的协调配合
实例：分泌蛋白的合成与运输
1.什么叫分泌蛋白？
2.科学家用什么方法研究分泌蛋白的合成与运输？
3.分泌蛋白是在哪里合成的？
4.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
5.分泌蛋白合成分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
合作探究：请自主学习课本P51-52页，小组合作讨论完成完成下列问题：
（1）概念：
（2）举例：
注意：性激素本质是固醇
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
消化酶、抗体和一部分激素
细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白
(3)科学方法：
同位素标记法
合作探究：什么是同位素标记法？同位素标记技术的机理是什么？
同位素标记法
质子数相同，中子数不同的原子为同位素，用物理性质特殊的同位素来标记原子的去向。
同位素标记
稳定
同位素
3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。
14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。（必一P104）
标记DNA
3H
14C
32P
35S
标记蛋白质
噬菌体的遗传物质（必二P45）
18O
15N
标记H2O、CO2
研究光合产物O2中氧原子的来源（必一P102）
标记DNA
研究DNA复制方式。（必二P55）
检测
放射性
检测
密度或相对分子质量
细胞器之间的协调配合
放射性
同位素
选材原因：拥有大量分泌细胞, 这些分泌细胞存在大量粗面内质网, 并且还发现胰腺分泌细胞中的酶原颗粒可作为消化酶的暂时储存位点。
细胞器之间的协调配合
(4)实验材料：
豚鼠胰腺
合作探究五：请同学们思考，为什么要选择豚鼠的胰腺细胞而不是其他的细胞？
(5)实验操作：
首先为豚鼠注射放射性同位素标记的氨基酸（3 H标记亮氨酸），然后分离细胞成分， 以观察新合成的带有放射性标记的蛋白质动力学特征。
在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射３Ｈ标记的亮氨酸
标记氨基酸出现的先后顺序：
_______→ _______ → ________ → ______→细胞外
内质网
核糖体
高尔基体
细胞膜
（灰色代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白）
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
肽链
一定空间结构蛋白质
成熟蛋白质
分泌蛋白
氨基酸
合成
加工、
折叠、
修饰加工、
融合
分泌
囊泡
囊泡
线粒体
能量
能量
能量
能量
(1)与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器：
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体及细胞膜　　
(2)参与分泌蛋白合成运输结构：
交通枢纽
(6)分泌蛋白形成过程：
(7)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。
膜面积
时间
核糖体
内质网
高尔基体
放射性强度
0
标记氨基酸出现的先后顺序：
_______→ _______ → _______ → ________ → ____→ ______→细胞外
内质网
核糖体
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
分泌蛋白合成过程中放射性的变化:
在细胞内，许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“资物”，而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
分泌蛋白从合成到运输至细胞膜外，穿过了几层生物膜？
0层
信息传递
细胞器
酶
细胞的生物膜系统
易错提醒
生物膜系统是指 而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等 细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等 生物膜系统。
细胞内
不属于
无
①在化学组成上的联系
脂质和蛋白质
蛋白质
b.在结构上具有一定的连续性，如图所示：
内质网膜
细胞膜
②在结构上的联系
a.各种生物膜在结构上大致相同，都是由 构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有 性。
磷脂双分子层
流动
③在功能上的联系
线粒体
核糖体（翻译）
内质网
mRNA
多肽
较成熟蛋白质
成熟蛋白质
分泌蛋白
高尔基体
细胞核（转录）
细胞膜
初加工
囊泡
再加工
运输
囊泡
分泌
能量
医学上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，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。
细胞的生物膜系统的应用
　　海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。
模拟生物膜
研究生物膜的意义：

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