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(共45张PPT)
第2节 细胞器之间的分工合作
1.举例说出几种重要细胞器的结构和功能。
2.制作临时装片，观察叶绿体和细胞质的流动。
3.掌握分泌蛋白的合成和运输过程
4.了解细胞的生物膜系统
学习目标
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、机械系统研发(包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等)、总装制造部门。
讨论：
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？
【问题探讨】
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞壁
位于植物细胞膜的外层；
主要由纤维素和果胶构成；
对细胞起支持和保护的作用；
细胞器
细胞
细胞器是如何存在于细胞质当中的？
一、细胞器之间的分工合作
呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成，是活细胞新陈代谢的主要场所
线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、核糖体、溶酶体、中心体
细胞质基质
细胞骨架：是由蛋白质纤维（微丝、微管）组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多的细胞器，与细胞运动、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。动物细胞与植物细胞的亚显微结构模式图
线粒体
核糖体
高尔基体
内质网
内质网
细胞核
叶绿体
液泡
溶酶体
中心粒
植物细胞与动物细胞显微结构图
植物细胞与动物细胞亚显微结构图
判断方法：
一般来说，图示中呈现出各种细胞器内部结构、细胞膜流动镶嵌模型结构时，该图示判断为亚显微结构。
显微结构：
光学显微镜下，不论低倍镜还是高倍镜下能观察到的结构。例，P50叶绿体。
亚显微结构：
能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2微米的细微结构。例，P43细胞膜。
采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
用高速离心机在不同的转速下进行离心
破坏细胞膜，形成匀浆
把匀浆放入离心管
分离不同大小的细胞器
一、
分离细胞器的方法——差速离心法
原理：
重量不同，需要的离心速率不同。重量越轻，所需的离心速率越大
分离细胞器的方法——差速离心法
破碎细胞后的细胞匀浆
大颗粒
小颗粒
较大颗粒
更小颗粒
细胞核等
线粒体、溶酶体等
内质网、高尔基体等
核糖体等
一、
细胞器之间的分工：1、具有双层膜结构的细胞器——①线粒体分布：形态：结构：功能：短棒状、圆球状等双层膜基质外膜内膜嵴向内折叠存在少量DNA、RNA，核糖体、与有氧呼吸有关的酶（增大膜面积）细胞进行有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力车间”细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体动植物细胞；代谢旺盛的部位分布较多；特例：哺乳动物成熟红细胞、人蛔虫1：原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
答：很多原核细胞都可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上（细胞质基质和细胞膜上含有有氧呼吸相关的酶）。
2：哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
答：因为哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，而且细胞内也没有有氧呼吸的酶，因此，只能进行无氧呼吸。
3：飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。为什么？
答：经常运动，需要能量多的细胞，新陈代谢越旺盛，其细胞内线粒体数量越多。
1、具有双层膜结构的细胞器——②叶绿体
分布：
形态：
结构：
功能：
扁平的椭球形或球形，水绵细胞中呈条带状
双层膜
基粒
基质
外膜
内膜
存在少量DNA、RNA，核糖体
与光合作用有关的酶
由多个类囊体（含光合色素）
堆叠形成
绿色植物进行光合作用的场所
（增大膜面积）
绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎；
能进行光合作用的细胞都含有叶绿体吗？
能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，如蓝细菌。
细胞器之间的分工：
1、具有双层膜结构的细胞器对比
线粒体 叶绿体
不同点 分布
增大膜面积的方式
酶
色素
功能
相同点 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
与有氧呼吸有关，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（叶绿素、胡萝卜素）
绿色植物进行光合作用的场所
①均具有双层膜结构；
②均能进行能量转换；
③都含有磷脂、蛋白质和少量的DNA、RNA、核糖体，能形成自身的部分蛋白质，能自主复制，是半自主性细胞器
细胞器之间的分工
2、具有单层膜结构的细胞器——①内质网
结构：
形态：
分布：
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。
粗面内质网
光面内质网
（核糖体附着）
是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
脂质、某些糖类等的合成
动植物细胞
膜面积最大的细胞器
细胞器之间的分工2、具有单层膜结构的细胞器——②高尔基体形态：功能：分布：单层膜围起的扁平囊状结构，有囊泡动植物细胞对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装动物：与溶酶体的形成有关植物：与细胞壁的形成有关2、具有单层膜结构的细胞器——④液泡
形态：
功能：
分布：
由单层膜围成的泡状结构，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。
主要分布在植物细胞中；
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。
例：凤仙花的紫红色花瓣能挤出紫红色的汁液，这些汁液主要来自于（ ）
A.叶绿体 B.内质网 C.液泡 D.细胞质基质
C
储存营养物质
花青素
细胞器之间的分工
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，逐渐融合成一个液泡。
2、具有单层膜结构的细胞器——③溶酶体形态：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消化、分解胞吞吞入的营养物质；与细胞的自溶有关起源：高尔基体例：可以与动物细胞的吞噬泡融合，并消化掉吞噬泡内物质的细胞器是（）A.核糖体B.溶酶体C.内质网D.高尔基体B细胞器之间的分工
细胞器的分工
二、
双 层 膜 线粒体
叶绿体
单 层 膜 内质网
高尔基体
液泡
溶酶体
无 膜 核糖体
中心体
Q5：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水解呢？
A5：溶酶体膜结构特殊，比如有高度糖基化现象，可能有利于防止自身膜蛋白的降解，保持稳定。
Q6：溶酶体内含有的这些水解酶是在哪儿合成的呢？
A6：核糖体中合成之后运输到溶酶体。
3、无膜结构的细胞器——①核糖体
形态：
功能：
分布：
无膜细胞器，是体积最小的细胞器；由蛋白质与RNA组成，椭球形
附着核糖体
真核细胞、原核细胞
游离核糖体
合成蛋白质的场所
细胞器之间的分工
3、无膜结构的细胞器——②中心体形态：功能：分布：由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成动物和低等植物细胞与细胞的有丝分裂有关细胞器之间的分工结构双层膜结构单层膜结构无膜结构结构含DNA含RNA含色素功能能产生水能量转化与蛋白质合成、分泌有关线粒体、叶绿体内质网、高尔基体、溶酶体、液泡中心体、核糖体线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体、核糖体液泡、叶绿体线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、内质网线粒体、叶绿体核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关细胞器知识的归纳总结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细胞器之间的分工
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验原理：
实验材料：
实验步骤：
（1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后可以在高倍镜下观察它的形态和分布。
（2）活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
藓类叶、菠菜叶、番薯叶、新鲜的黑藻等。
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
4.实验结果
①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色，随细胞质流动，自身也可转动。
②每个细胞中细胞质流动的方向是一致的,其流动方式为环流式。
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：
细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的酶和细胞器等。
细胞质的流动,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。
1.线粒体 A .与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
例1：连线
例2.请辨析各标号代表的细胞结构
(1)动物细胞亚显微结构模式图
①_______
②___________
③_______
④_________
⑤_______
⑥_______
⑨_______
细胞膜
细胞质基质
线粒体
高尔基体
中心体
核糖体
内质网
(2)植物细胞亚显微结构模式图
①_______
②_________
⑦_______
⑧_______
⑨_______
⑩_______
_____
_______
_______
细胞壁
高尔基体
细胞核
线粒体
叶绿体
内质网
液泡
核糖体
细胞膜
1.下图是根据细胞器的相似或不同点进行分类的，下列选项不属于此图分类依据的是（ ）
液泡
线粒体
高尔基体
叶绿体
A.有无膜结构 B.单层膜还是双层膜
C.有无色素 D.是否普遍存在于动植物细胞中
A
2.正常精细胞形成精子的过程中，细胞的很多结构退化消失，但保留了大量线粒体，因为线粒体可以合成精子运动所需的（ ）
A．乙醇 B．能量
C．胰岛素 D．淀粉
3.在小麦的根细胞中都看不见的细胞器是( )
A．线粒体，叶绿体 B．叶绿体，中心体
C．液泡，高尔基体 D．中心体，内质网
4．水稻叶肉细胞的DNA存在于( )
A．细胞核 B．线粒体
C．叶绿体 D．以上三者
B
B
D
细胞器之间的协调配合
问：核糖体是合成蛋白质的场所，内质网可以加工和运输蛋白质，高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行加工，这说明细胞器之间可能存在什么联系
核糖体
内质网
高尔基体
细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成和运输为例
1.分泌蛋白
(1)概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
(2)举例：消化酶、抗体和一部分激素。
注意：
胞内蛋白：在细胞内合成，在细胞内起作用。如血红蛋白、呼吸酶
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白的合成与运输
实验材料：
实验技术：
豚鼠的胰腺腺泡细胞
同位素标记法（教材P51 科学方法）
（3）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。
（1）同位素：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。
（2）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，从而示踪物质的运行规律和变化规律。
分泌蛋白的合成与运输
实验过程与结果：
3H标记的亮氨酸
豚鼠胰腺胰泡细胞分泌蛋白形成过程图解
观察细胞中放射性标记物先后出现的部位
豚鼠胰腺的腺泡细胞
注射
游离的核糖体
高尔基体
为整个过程提供能量
细胞膜
粗面内质网
囊泡
囊泡
线粒体
修饰加工
不成熟的蛋白质
（有一定空间结构的蛋白质）
成熟的蛋白质
氨基酸→肽链
分泌蛋白
胞吐
加工、折叠
脱水缩合
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。
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
1：和分泌蛋白合成与分泌相关的细胞结构有哪些？
2：所有蛋白质形成过程都需要内质网和高尔基体的加工吗？
答：不是，原核细胞没有内质网和高尔基体，依然可以形成具有一定功能的蛋白质；真核细胞中胞内蛋白的合成不需要内质网和高尔基体的加工。
答：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。
例．科学家提供35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化，结果如右图。下列选项表示a、b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序，正确的是（ ）
A．a核糖体→b内质网→c高尔基体
B．a内质网→b高尔基体→c细胞膜
C．a高尔基体→c内质网→b细胞膜
D．a内质网→c高尔基体→b细胞膜
D
例.用35S标记一定量的氨基酸，来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线（图甲）,以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线（图乙）。
（1）请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是 。高尔基体在此过程中所起的作用是 。
（2）请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依
是 。
（3）导致f曲线先上升后下降的原因是 。
核糖体、内质网、高尔基体
对来自内质网的蛋白质进行加工分类和包装
内质网膜、细胞膜、高尔基体膜
高尔基体先得膜，后失膜
细胞的生物膜系统
生物膜
细胞中的细胞膜、核膜、以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都是由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。
生物膜系统
由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
【注意】
真核细胞具有生物膜系统；
原核细胞没有生物膜系统，但是具有生物膜 （细胞膜）；
生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，比如胃黏膜、肠系膜就不属于生物膜系统。
各生物膜的联系
a、组成上的联系：
各生物膜的组成成分相似，都由
脂质（主要为磷脂）、蛋白质及
少量的糖类组成，但每种成分所占的比例不同。
b、结构上的联系：
高尔基体
内质网
间接相连
直接相连
细胞核外膜
细胞膜
间接相连（囊泡）
囊泡
直接或间接相连
核膜
内质网膜
细胞膜
结构：流动镶嵌模型
细胞的生物膜系统
核膜
功能：
细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递过程中起着决定性作用。
许多重要化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。
细胞内的生物膜把各细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序进行。
生物膜系统在结构和功能上紧密联系
1. 判断下列结构中，属于生物膜系统的是（ ）
A.线粒体外、内膜 B.高尔基体膜
C.中心体 D.膀胱膜
E.内质网膜 F.肠系膜
G.核糖体 H.腹膜
I.囊泡膜 J.液泡膜
K.叶绿体外、内膜 L.皮肤和黏膜
M.消化道黏膜 N.白细胞的细胞膜
ABEIJKN
随堂巩固
下列有关生物膜的叙述，不正确的是： （ ）
A.膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜；
B.各种生物膜的化学组成和结构相似；
C.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称；
D.生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
C

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