1、第第2节节 细胞器之间的分工合作细胞器之间的分工合作第第3 3章章 细胞的基本结构细胞的基本结构2022-11-242022-11-24问题探讨问题探讨 C919C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、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。管、发动机、座椅、座舱设备等）、总装制造等部门。1 1、如果缺少其中的某个部门，如果缺少其中的某个部门，C919C91
2、9飞机还能制造成功吗？飞机还能制造成功吗？2 2、细胞中是否也具有多种不同细胞中是否也具有多种不同“部门部门”？这些？这些“部门部门”也存在类似的分工与合作吗？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，需要不同部门的合作与配合，研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的合作与配合，缺少任何一个部缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。门都难以完成研制的工作。细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门部门”，它们既有分工又有合作，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。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
3、是遗传信息库，蛋白质例如，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。体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这这说明细胞的生命活动也是需要多个说明细胞的生命活动也是需要多个“部门部门”和和“车间车间”协调配合完成的。协调配合完成的。细胞质细胞质基质：基质：细胞器：细胞器：细细胞胞质质线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、液泡、中心体溶酶体、核糖体、液泡
4、、中心体呈溶胶状，是新陈代谢的主要场所。呈溶胶状，是新陈代谢的主要场所。低速离心低速离心高速离心高速离心沉淀收集沉淀收集沉淀收集沉淀收集沉淀收集沉淀收集2022-11-24一、细胞器之间的分工一、细胞器之间的分工1 1、线粒体：、线粒体：双层膜功能：细胞进行有氧呼吸的功能：细胞进行有氧呼吸的主要主要场所场所，是细胞的，是细胞的“动力车间动力车间”。分布：动植物细胞都有，主要分分布：动植物细胞都有，主要分布在布在新陈代谢旺盛新陈代谢旺盛的细胞中。的细胞中。结构：外膜光滑，结构：外膜光滑，内膜内膜某些部位向线粒体的内腔形成某些部位向线粒体的内腔形成嵴嵴（大大增大了（大大增大了线粒体内膜线粒体内膜的
5、表面积），上面附着大量有的表面积），上面附着大量有氧呼吸相关的酶，线粒体基质中也有许多与有氧呼吸氧呼吸相关的酶，线粒体基质中也有许多与有氧呼吸相相关的酶，还含有少量关的酶，还含有少量DNA和和RNA。我辕门射戟，虎牢关我辕门射戟，虎牢关前战关张刘，勇猛无前战关张刘，勇猛无比，比，肌肉细胞肌肉细胞的线粒的线粒体比你多体比你多我运筹帷幄，决胜我运筹帷幄，决胜千里，是智慧的化千里，是智慧的化身，我身，我大脑细胞大脑细胞的的线粒体比你多线粒体比你多！诸葛亮吕布诸葛亮2 2、叶绿体：、叶绿体：双层膜双层膜功能：绿色植物细胞进行光合作功能：绿色植物细胞进行光合作用的场所，为用的场所，为“养料制造车间养料制
6、造车间”、“能量转换站能量转换站”分布：绿色的植物细胞（主要是分布：绿色的植物细胞（主要是叶肉细胞）中叶肉细胞）中结构：外膜、内膜光滑，内部有许多基粒，每个基粒都由一个个结构：外膜、内膜光滑，内部有许多基粒，每个基粒都由一个个类囊体类囊体堆叠而成，大大增大了叶绿体堆叠而成，大大增大了叶绿体内部的膜内部的膜的表面积，的表面积，类囊体类囊体薄膜薄膜上有光合色素和光合作用有关的酶。在基粒和基粒之间充满上有光合色素和光合作用有关的酶。在基粒和基粒之间充满了叶绿体基质，叶绿体基质中含有了叶绿体基质，叶绿体基质中含有光合作用有关的酶，还含有少光合作用有关的酶，还含有少量量DNA和和RNA。3、内质网：单层
7、膜功能：功能：蛋白质蛋白质等大分子物等大分子物质的质的合成、加工场所和运合成、加工场所和运输通道输通道。类型：类型：（1 1）光面内质网光面内质网：不含有：不含有核糖体。核糖体。（2 2）粗面内质网粗面内质网：有核糖：有核糖体附着。体附着。分布：动植物细胞中。分布：动植物细胞中。结构：结构：由膜围成的由膜围成的管状、泡管状、泡状或扁平囊状结构连接形成状或扁平囊状结构连接形成一个连续的一个连续的内腔相通的膜性内腔相通的膜性管道系统管道系统。4、高尔基体：单层膜功能：对来自内质网的功能：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类蛋白质进行加工、分类和包装的和包装的“车间车间”及及“发送站发送站”；与；与动
8、物细胞动物细胞的的分泌物的形成分泌物的形成有关；有关；与与植物细胞植物细胞的的细胞壁形细胞壁形成成有关。有关。分布：动植物细胞中。分布：动植物细胞中。结构：结构：由大、小囊泡构成由大、小囊泡构成。5、液泡：单层膜功能：可以功能：可以调节调节植物植物细细胞胞内内的的环境环境、充盈的液、充盈的液泡还可以使植物细胞泡还可以使植物细胞保保持坚挺持坚挺。分布：主要存在于植物分布：主要存在于植物的的（成熟）（成熟）细胞中。细胞中。结构：结构：液泡膜内有液泡膜内有细胞液细胞液，含糖类、无机盐、，含糖类、无机盐、色素色素和蛋白质等。和蛋白质等。6、溶酶体：单层膜功能：分解衰老、功能：分解衰老、损伤的损伤的细胞
9、器细胞器，吞，吞噬并杀死侵入细胞噬并杀死侵入细胞的的病毒或细菌病毒或细菌。分布：主要分布于分布：主要分布于动物细胞动物细胞中中起源：高尔基体起源：高尔基体结构：结构：溶酶体内部含有溶酶体内部含有多多种水解酶种水解酶，是细胞的，是细胞的“消消化车间化车间”。7、核糖体：无膜功能：细胞内合成蛋白质功能：细胞内合成蛋白质(多多肽）的场所，是肽）的场所，是“生产蛋白生产蛋白质的机器质的机器”。类型：有的附于粗面内质网类型：有的附于粗面内质网上、有的游离在细胞质基质上、有的游离在细胞质基质中。中。分布：原核细胞、真核细胞分布：原核细胞、真核细胞中都有分布的中都有分布的唯一唯一细胞器。细胞器。结构：结构：
10、蛋白质和蛋白质和rRNA组成。组成。8、中心体：无膜功能：与细胞的有丝分功能：与细胞的有丝分裂有关。裂有关。分布：动物细胞和低等分布：动物细胞和低等植物细胞中。植物细胞中。结构：结构：由两个互相垂直由两个互相垂直排列的中心粒及周围物排列的中心粒及周围物质组成质组成。细胞骨架蛋白质纤维构成的网架蛋白质纤维构成的网架结构结构,维持着细胞的形态，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞锚定并支撑着许多细胞器，与器，与细胞运动、分裂、细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能分化以及物质运输、能量交换、信息传递量交换、信息传递等生等生命活动密切相关。命活动密切相关。尝试对各种细胞器进行分类细胞器分类归纳细胞器
11、分类归纳有膜结构 内质网、高尔基体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡溶酶体、液泡线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体核糖体、中心体核糖体、中心体2、分布动植物共有的：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体线粒体、核糖体、内质网、高尔基体植物特有的：液泡、叶绿体液泡、叶绿体动物、低等植物共有的：中心体中心体单层膜：双层膜：1、结构 无膜结构：溶酶体溶酶体动物主要有的：真核细胞和原核细胞共有的细胞器：核糖体核糖体动植物细胞共有但功能不同的细胞器：高尔基体高尔基体含有色素的细胞器：液泡、叶绿体液泡、叶绿体与能量转换有关的细胞器：线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体探究：用高倍显微镜观察探究：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的
12、流动叶绿体和细胞质的流动实验原理实验原理：叶肉细胞中的叶绿体叶肉细胞中的叶绿体呈绿色，呈绿色，可以在高倍显微镜下观可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。活细胞中的察它的形态和分布。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观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。质中的叶绿体的运动作为标志。实验材料：藓类叶（或菠菜叶实验材料：藓类叶（或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）稍带些叶肉的下表皮）高倍显微镜下黑藻的叶绿体高倍显微镜下黑藻的叶绿体1 1、叶绿体的形态和分布、叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系与叶绿体的功能有什么关系?2
13、2、植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活、植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义动有什么意义?叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体源。这使得叶绿体在弱光下能
14、接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片栅栏组织（接近上表皮）细胞中的叶绿体较海绵组被灼伤。又如，叶片栅栏组织（接近上表皮）细胞中的叶绿体较海绵组织（接近下表皮）的细胞中的多，这使得叶片的叶绿体能够接受更多的织（接近下表皮）的细胞中的多，这使得叶片的叶绿体能够接受更多的光照进行光合作用。光照进行光合作用。细胞质是细胞代谢的主要场所。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、细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质和结构。代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质和结构。细胞质的流动，为细胞内细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生
15、命活动的正常进行。物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。2022-11-24二、细胞器之间的协调配合二、细胞器之间的协调配合（研究方法：同位素标记法）（研究方法：同位素标记法）有些有些蛋白质是在细蛋白质是在细胞内合成后，分泌胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做这类蛋白质叫做分分泌蛋白泌蛋白，如，如消化酶、消化酶、抗体和一部分激素抗体和一部分激素。2022-11-24氨基酸氨基酸多肽链多肽链较成熟的蛋白质较成熟的蛋白质成熟的蛋白质成熟的蛋白质分泌蛋白分泌蛋白核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜合成合成加工、折叠加工、折叠修饰、修饰、加
16、工加工分泌分泌囊泡囊泡囊泡囊泡线粒体为整个过程提供线粒体为整个过程提供能量能量转移转移1 1、分泌蛋白是在哪儿合成的分泌蛋白是在哪儿合成的?2 2、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、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?尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。3 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？、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？分泌蛋白是分泌蛋白是在内质网上的核糖体中在内质网上的核糖体中合成的。合成的。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核
17、糖体、内质网、高尔基核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构体和细胞膜等结构。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊。分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。融合，将蛋白质分泌到细胞外。需要能量需要能量，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量，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的过程也需要能量。这些能量囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外的过程也需要能量。这些能量主要是主要是由线
18、粒体通过有氧呼吸提供的由线粒体通过有氧呼吸提供的。2022-11-24三、细胞的生物膜系统三、细胞的生物膜系统1、概念：、概念：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。细胞的生物膜系统。2022-11-242、生物膜系统的功能：、生物膜系统的功能：（1 1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递的时在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。过程中起着决定性的作用。（2 2）许多重要的化学反应需要酶的参与，
19、广阔的膜面积为）许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。多种酶提供了附着位点。（3 3）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。2022-11-24医学上采用透析型医学上采用透析型人工人工肾替代病变的肾肾替代病变的肾行使功行使功能。能。其中起关键作用的其中起关键作用的血液透析膜就是一种人血液透析膜就是一种人工合成的膜
20、材料。工合成的膜材料。与社会的联系1 1、“分子伴侣分子伴侣”在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽折叠、组装和转运，但其本身不参与最终产物一定部位相结合，帮助这些多肽折叠、组装和转运，但其本身不参与最终产物(蛋蛋白质白质)的形成。根据所学知识推测的形成。根据所学知识推测“分子伴侣分子伴侣”主要存在于主要存在于()A A内质网内质网 B B核糖体核糖体 C C高尔基体高尔基体 D D溶酶体溶酶体A课堂练习课堂练习2 2、下图表示用下图表示用3 3H-H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间
21、具有放射性亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的()()C二、拓展应用二、拓展应用 溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被水解。根据这一事实，可以作出多种合理假说。例如，水解。根据这一事实，可以作出多种合理假说。例如，膜的成分可能被修饰膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能而能使酶远离自身；使酶远离自身；可能因膜转运物质使得膜周围的环境可能因膜转运物质使得膜周围的环境（如（如pHpH）不适合酶发挥作用）不适合酶发挥作用等等。等等。课后练习课后练习
