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第2节 细胞器之间分工合作
细胞的显微结构与亚显微结构
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。
在电子显微镜下观察到的细胞器内部结构称为亚显微结构。
显微结构
亚显微结构
扫描电子显微镜
0.2μm
0.2nm
光学显微镜
1、区域：细胞膜以内，细胞核以外区域。
是均匀透明的胶状物质，能不断流动。
2、组成：细胞质=细胞质基质+细胞器
一、细胞质
细胞质
基 质
成分:
功能：
是活细胞进行新陈代谢的主要场所
细胞器
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶
细胞质
分离各种细胞器的方法：
定义：
种类：
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、液泡、溶酶体、中心体
差速离心法
细胞质中具有特定的形态结构，能完成各自专有的功能的结构。
状态:
溶胶状态
差速离心法
2.将匀浆放入离心管
1.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）
4.将各种细胞器分离开（利用不同的离心速度所产生的不同离心力）
3.用高速离心机在不同的转速下进行离心
低速离心
收集沉淀
悬浮沉淀
高速离心
二、细胞器之间的分工
（一）各种各样的细胞器
1.线粒体
短棒状或圆球状（光镜下）
2、形态：
1、分布：
动、植物细胞中
外膜
内膜
嵴
基质
1.线粒体：
3、结构
外膜
内膜(形成嵴)
基质
（含有氧呼吸有关的酶）
(含有氧呼吸有关的酶、少量DNA和RNA)
双层膜结构
4、功能：
动力车间
活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
生命活动所需能量大约95%来自线粒体。
5、分布规律
可移动；新陈代谢旺盛的细胞多。
一般代谢旺盛的细胞，如活动量大的心肌细胞、分泌功能很强的胰腺细胞、大脑神经细胞、分生组织细胞等，含线粒体都比较多。
线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中，但是它在活细胞中能自由地移动，往往细胞内新陈代谢旺盛的部位线粒体比较集中。例如，线粒体在小鼠受精卵的分裂面附近数量就相对比较多。
想一想
人体的下列细胞中，含线粒体数目较多是
（ ）
A. 神经元
B. 心肌细胞
C. 皮肤表皮细胞
D. 汗腺细胞

B
基粒：囊状结构的薄膜是绿色的。
叶绿体
2.叶绿体：
1、存在：
2、功能：
植物细胞（叶肉细胞）
细胞进行的光合作用的场所。
养料制造车间
能量转换站
2.叶绿体：
含有光合作用所必需的酶；少量的DNA和RNA
4、结构
外膜
内膜
基 粒
基 质
→ 使叶绿体内部与外界隔开
→ 圆柱形，由类囊体堆叠而成。
(含有与光合作用有关的酶和色素)
双层膜结构
椭球形或球形（光镜下）
3、形态：
2.叶绿体：
外膜
内膜
基质
基粒
（电镜下）
双层膜
类囊体
基粒
3.内质网
1、分布：
动、植物细胞中
2、分类：
光面内质网
粗面内质网
→附有核糖体
光面内质网
3.内质网：
4、功能
增大细胞内的膜面积。膜面积最大的细胞器。
3、结构：
单层膜连接而成的内腔相通的网状系统。
粗面内质网：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：与脂质的合成有关
4.高尔基体
4.高尔基体
分布：
动、植物细胞中
功能
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、与分泌物形成有关（动物细胞）
3、与细胞壁形成有关（植物细胞），合成纤维素
4、是各种膜成分相互转化的枢纽；
5、与溶酶体的形成有关
有机物“加工厂”
单层膜。扁平囊状结构+大小囊泡（分泌物）
结构：
5.液泡
分布：
植物细胞中（酵母菌也有）
结构：
液泡膜（单层膜）
细胞液
→ 含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等
花、果实颜色
5.液泡
功能
1、调节植物细胞内的环境。
2、充盈的液泡可以使植物保持坚挺。
6.溶酶体
单层膜的小泡
内含很多水解酶
分解衰老损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒和病菌。
“消化车间”
分布:
结构：
成分：
功能：
主要在动物细胞
蝌蚪变青蛙尾部消失
7.核糖体
核糖体的结构（无膜）
1、分布:
2、存在部位：
3、结构：
所有细胞中
附着在粗面内质网上
游离在细胞质基质中
无膜结构
蛋白质和RNA
7.核糖体：
4、成分：
5、分类：
6、功能：
生产蛋白质的机器
附着核糖体（合成分泌蛋白）
游离核糖体（合成胞内蛋白）
8.中心体
功能：
与细胞有丝分裂有关
结构：
无膜结构，由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成
存在：
动物细胞、低等植物细胞
有丝分裂
细胞壁
细胞壁
1.分布：
2.成分：
3.功能：
4.性质：
全透性的，对物质的出入没有选择性
植物、真菌及大多数原核细胞都有细胞壁
植物---纤维素和果胶
细菌---肽聚糖
支持和保护
真菌---几丁质
细胞骨架
1、成分：
2、功能：
蛋白质纤维
练一练：请辨认几种常见细胞结构
练一练：请辨认几种常见细胞器
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
小结
二、细胞器之间的分工
（二）细胞器总结（大本P44）
1、分布
（1）原核细胞具有的细胞器：
（2）植物细胞特有的细胞器：
（3）动物和低等植物细胞特有的细胞器：
（4）动、植物细胞共有的细胞器：
核糖体
叶绿体、液泡
中心体
线粒体、高尔基体、内质网、核糖体
（二）细胞器总结
2、结构
（1）不具膜的细胞器：
（2）具单层膜的细胞器：
（3）具双层膜的细胞器：
（4）膜面积最大的细胞器：
核糖体、中心体
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
线粒体、叶绿体
内质网
（二）细胞器总结
3、成分
（1）含DNA的细胞器：
（2）含RNA的细胞器：
（3）含色素的细胞器：
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
叶绿体、液泡
（二）细胞器总结
4、功能
（1）能进行能量转换的细胞器：
（2）能自我复制的细胞器：
（2）动植物细胞都有，但功能不同的细胞器：
（3）能合成有机物的细胞器：
叶绿体、线粒体
高尔基体
叶绿体(糖类)、高尔基体(糖类)、内质网(脂质)、核糖体(蛋白质)
叶绿体、线粒体、中心体
（2012 重庆）下列细胞亚显微结构示意图，正确的是：
练一练
√
三、实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
（一）观察叶绿体的形态和分布
1.选材
藓类的小叶：
菠菜叶稍带些叶肉的下表皮：
叶片很薄，大多仅有一层叶肉细胞，并且叶绿体大，便于观察。
下表皮海绵组织较多，易撕取，叶绿体大且排列疏松，便于观察；稍带些叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。
2.步骤
滴---盖---低倍观察---高倍观察
（二）观察细胞质的流动
1.选材：黑藻叶片
2.步骤
资料分析：分泌蛋白的合成和运输
研究方法：同位素标记法
四、细胞器之间的协调配合
1、同位素标记法
（1）在同一元素中，质子数相同，中子数不同的原子为同位素；
（2）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；
（3）同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律；
（4）同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。
　　科学家用3Ｈ标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质。
时间 位置
3分钟后 有核糖体的内质网
17分钟后 高尔基体
117分钟后 细胞膜内侧的小泡和释放到细胞外的分泌物中
2、胞内蛋白与分泌蛋白
（1）胞内蛋白：在细胞内发挥作用的蛋白质。如：与有氧呼吸有关的酶、血红蛋白等。
（2）分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如：抗体、消化酶、一部分激素等。
讨论：P51
1、分泌蛋白在哪里合成？
2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过哪些
细胞器和细胞结构？
3、分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？
能量由哪里提供？
3、分泌蛋白的合成过程
氨基酸
肽链
较成熟蛋白质
成熟蛋白质
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
线粒体
囊泡
囊泡
合成
盘旋、折叠、
糖基化、运输
加工、修饰、分泌
分泌
分泌蛋白
分泌蛋白合成与运输过程
分泌蛋白的合成过程
核糖体
肽链
合成
内质网
加工
较成熟的蛋白质
高尔基体
细胞膜
加工、修饰、包装
成熟的蛋白质
分泌
分泌蛋白
囊泡
(运输)
囊泡
(运输)
线粒体
供能
（1）高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用；
（2）放射性出现的先后顺序：
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
（3）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
总 结
4、分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积变化
典型图示1：
信息解读
图1表示用放射性元素标记某种氨基酸追踪不同时间放射性元素出现顺序为：内质网→高尔基体→分泌小泡
信息解读
内质网膜面积减小
高尔基体膜面积基本不变
细胞膜面积相对增大
信息解读
典型图示3：
内质网膜面积减小
细胞膜面积相对
增大
高尔基体膜面积先增大后减小，保持基本不变
五、细胞的生物膜系统
1、概念：细胞膜、细胞器膜和核膜，共同构成细胞的生物膜系统。
问题：视网膜、小肠膜（壁）、毛细血管膜(壁)是不是生物膜？
不是，生物膜是指细胞中的膜
2、生物膜系统
细胞膜：单层，细胞的外界膜
核膜：双层，具有核孔，细胞核的外界膜
细胞器膜：
双层膜：线粒体、叶绿体
单层膜：高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
注：真核细胞具有生物膜系统，原核细胞有生物膜但无生物膜系统、病毒没有生物膜及生物膜系统。
3、各种生物膜之间的联系
（1）化学成分上：
相似性：主要由脂质和蛋白质组成；
差异性：含量上有所差异（与膜的功能有关）。
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
有些细胞中内质网与细胞膜相连
细胞内的各种生物膜在结构上存在着直接或间接的联系
　　
核膜外表面和内质网上均有核糖体附着
核膜外表面和内质网上均有核糖体附着
细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性
在活细胞中，膜的组成成分可以转移：内质网→高尔基体→细胞膜；细胞膜→ 细胞质
内质网
高尔基体
细胞膜
核膜
3.各种生物膜在结构上的联系
囊泡
直接联系：
间接联系：
内质网
细胞膜
囊泡
线粒体
（3）各种生物膜在功能上的联系
合成肽链
核糖体
内质网
高尔基体
小泡
分泌蛋白
加工蛋白质
进一步加工
酶、抗体和
部分激素
提供能量
细胞膜
小泡
外排作用
例：分泌蛋白的合成与分泌
各种生物膜在功能上既有明确的分工，又有密切的联系，相互配合，协同合作。
4、生物膜系统的功能
（1）细胞膜
决定
物质运输（载体蛋白等）
能量转换
信息传递（细胞识别）
（2）其他膜
酶附着的支架
为生化反应的进行创造条件
使细胞内部区域化
保证反应高效、有序地进行
5.研究生物膜的重要意义
1、实践上——仿生学
　　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
　　医学上根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。
2、医学上——代用器官
课堂练习
1、下列物质中，不在核糖体上合成的是（ ）
A、麦芽糖酶 B、核糖核酸
C、胰岛素 D、载体蛋白
2、下列结构中不属于细胞器的是 （ ）
A、液泡 B、核糖体 C、核仁 D、内质网
3、下列结构中，不含磷脂的细胞器是 （ ）
A、线粒体 B、内质网
C、高尔基体 D、核糖体和中心体
4、把鼠肝细胞磨碎，然后放在离心管内高速旋转离心，从上到下依次分成A、B、C、D四层，其中发现C层中含有呼吸酶，C层很可能主要由下列哪种成分组成？（ ） A、细胞壁 B、细胞膜
C、线粒体 D、叶绿体
B
C
D
C
5、只是绿色植物细胞特有，而动物细胞中没有的细胞器是（ ）
A、核糖体、叶绿体 B、线粒体、高尔基体
C、中心体、内质网 D、叶绿体、液泡
6、当某种病毒侵入人体时，会妨碍细胞的呼吸从而影响人体正常的生理功能。那么这种病毒很可能作用于（ ）
A、线粒体 B、中心体 C、核糖体 D、高尔基
7、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，共穿过的生物膜层数是（ ）
A、5 B、6 C、7 D、8
D
A
B

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