1、 第第2 2节节 细胞器之间的分工合作细胞器之间的分工合作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(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?问题探讨细胞在生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化。在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”，这些“部门”都有一定的结构，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等，它们统称为细胞器(organelle)。细胞质
2、中还有呈溶胶状的细胞质基质，细胞器就分布在细胞质基质中。细胞器之间的分工细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。一、分离细胞器的方法差速离心法将细胞膜破坏将匀浆放入离心管采取逐渐提高离心速率分离大小不同的细胞器获得不同大小颗粒的细胞器细胞壁细胞壁内质网内质网细胞核细胞核核膜核膜核仁核仁高尔基体高尔基体叶绿体叶绿体液泡液泡植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构模式图细胞质细胞质线粒体线粒体细胞膜细胞膜核糖体核糖体溶酶体溶酶体二、细胞器之间的分工细胞壁细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤合位于植物细胞细胞膜的外面，主要由纤合工维素和果胶构成，对细胞起支持与保护作用。工维素和果胶
3、构成，对细胞起支持与保护作用。内质网内质网是蛋白质等大是蛋白质等大分子物质的合成、加分子物质的合成、加工场所和运输通道。工场所和运输通道。它由膜围成的管状、它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道内腔相通的膜性管道系统。有些内质网上系统。有些内质网上有核糖体附着，叫粗有核糖体附着，叫粗面内质网面内质网;有些内质有些内质网上不含有核糖体，网上不含有核糖体，叫光面内质网。叫光面内质网。液泡液泡主要存在于植物主要存在于植物的细胞中，内有细胞的细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，可色素和蛋白质等，可
4、以调节植物细胞内的以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持可以使植物细胞保持坚挺。坚挺。叶绿体叶绿体是绿色植物能进是绿色植物能进行光合作用的细胞含有行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的细胞器，是植物细胞的的“养料制造车间养料制造车间”和和“能量转换站能量转换站”。线粒体线粒体是细胞进行有氧是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细呼吸的主要场所，是细胞的胞的“动力车间动力车间”。细。细胞生命活动所需的能量，胞生命活动所需的能量，大约大约95%来自线粒体。来自线粒体。核糖体核糖体有和附于粗面内有和附于粗面内质网上，有的游离在细质网上，有的游离在细胞质基质中，是胞质基
5、质中，是“生产生产蛋白质的机器蛋白质的机器”。溶酶体溶酶体主要分布在动物细胞中，是主要分布在动物细胞中，是细胞的细胞的“消化车间消化车间”，内部含有多，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死修侵入细胞的病胞器，吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌。毒或细菌。中心体中心体分布在动物分布在动物与低等植物细胞中，与低等植物细胞中，由两个互相垂直排由两个互相垂直排列的中心粒及周围列的中心粒及周围物质组成，与细胞物质组成，与细胞的在丝分裂有关。的在丝分裂有关。高尔基体高尔基体主要是对主要是对来自内质网的蛋白来自内质网的蛋白质进行加工、分类质进行加工、分类和包装
6、的和包装的“车间车间”及及“发送站发送站”。细胞骨架(1)组成：蛋白质纤维。(2)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。与细胞器有关的三个“不一定”没有叶绿体没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含有叶绿体。胞也不含有叶绿体。没有大液泡没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物根的细胞也不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有大液泡。尖分生区细胞没有大液泡。有中心体有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物
7、细胞也含有中心体。细胞也含有中心体。双层膜：双层膜：线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体单层膜：单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体内质网、高尔基体、液泡、溶酶体无膜：无膜：核糖体、中心体核糖体、中心体原核生物：只有核糖体，无其他细胞器！原核生物：只有核糖体，无其他细胞器！真核生物的细胞器：真核生物的细胞器：与能量转换有关的细胞器：与能量转换有关的细胞器：线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体含色素的细胞器：含色素的细胞器：叶绿体，液泡叶绿体，液泡高等植物细胞高等植物细胞动物细胞动物细胞核糖体核糖体线粒体线粒体内质网内质网高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体叶绿体叶绿体大液泡大液泡中心体中心体 细胞器细胞器三、实验：
8、用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动2.2.实验材料：叶绿体实验材料：叶绿体：藓类的叶片（菠菜叶下表皮：藓类的叶片（菠菜叶下表皮）1.1.实验原理：实验原理：(1)(1)叶绿体呈绿色、扁平的叶绿体呈绿色、扁平的椭球椭球或球形，不需染色，制片后直接观或球形，不需染色，制片后直接观察。察。(2)(2)活细胞中的细胞质处于不断活细胞中的细胞质处于不断流动流动的状态。观察时可用细胞质基的状态。观察时可用细胞质基质中的质中的叶绿体叶绿体的运动作为标志。的运动作为标志。3.3.实验原理实验原理4.4.实验结论实验结论(1)(1)叶绿体呈叶绿体呈绿色绿色、扁平的椭球、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也
9、或球形，随细胞质流动，自身也可转动。可转动。(2)(2)每个细胞中细胞质流动的方每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为向一致，其流动方式为环流环流式。式。四、细胞器之间的协调配合四、细胞器之间的协调配合分泌蛋白的合成和运输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。在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，14C与12C。同化学位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。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。用位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同
10、位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中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。科学方法同位素标记法游离的核糖体：游离的核糖体：继续完成多肽链的合成，边合继续完成多肽链的合成，边合成边转移到肉质网腔内，再经成边转移到肉质网腔内，再经过过加工，折叠，加工，折叠，形成有一定形成有一定空空间结构间结构的的蛋白质蛋白质高尔基体：高尔基体：为为整个过程提供能源保障整个过程提供能源保障细胞膜细胞膜：将来自内质网的蛋白将来自内质网的蛋白质质进一步修饰进一步修饰加工加工粗面内质网粗面内质网：囊泡囊泡囊泡囊泡核糖体与多
11、肽链核糖体与多肽链将氨基酸连成将氨基酸连成多肽链多肽链（脱水缩合脱水缩合）将成熟的蛋白质分泌将成熟的蛋白质分泌到细胞外面到细胞外面 线粒体线粒体在细胞中，许多细胞器都有膜，如在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网内质网、高尔基体高尔基体、线粒线粒体体、叶绿体叶绿体、溶酶体溶酶体等，这些等，这些细胞器膜细胞器膜和和细胞膜细胞膜、核膜核膜等结等结构，共同构成构，共同构成细胞细胞的生物膜系统。的生物膜系统。四、细胞的生物膜系统四、细胞的生物膜系统它们组成成分和结构它们组成成分和结构相似相似,结构和功能上紧密联结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构间的协调配合。系，进一步体现了细胞内各种结构间
12、的协调配合。原核细胞有生物膜吗？有生物膜系统吗？四、细胞的生物膜系统四、细胞的生物膜系统不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转物质运输、能量转换和信息传递换和信息传递的过程中起着决定性作用。的过程中起着决定性作用。许多重要的化学反应都在生物膜上进行，许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。为多种酶提供了大量的附着位点。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细
13、胞内能够得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不同时进行多种化学反应，而不会互相干扰会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。序地进行。内质网与核内质网与核膜外层相连膜外层相连内质网腔与两层核内质网腔与两层核膜之间的腔相通膜之间的腔相通内质网与细内质网与细胞膜相连胞膜相连生物膜在结构上的联系生物膜在结构上的联系核膜外表面和内核膜外表面和内质网上均有核糖质网上均有核糖体附着体附着核膜外表面和内核膜外表面和内质网上均有核糖质网上均有核糖体附着体附着v内质网膜内质网膜与与核膜和细胞膜核膜和细胞膜都有都有直接直接联系。联系。v高尔基体膜高尔基体膜不与其他膜有直接不与其他
14、膜有直接的联系，但是可以通过形成的联系，但是可以通过形成囊囊泡泡，进行，进行间接间接联系。联系。内质网膜内质网膜高尔基体膜高尔基体膜细胞核外膜细胞核外膜细胞膜细胞膜线粒体膜线粒体膜囊泡囊泡囊泡囊泡直接直接联系联系间接间接联系联系（间接（间接联系）联系）各种生物各种生物膜在结构膜在结构上存在着上存在着直接和间直接和间接的联系接的联系人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，当肾功能发人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出現水肿、毒生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出現水肿、毒症。目前常用的治疗方法，是采用透析型人工肾替代病变症。目前常用的治疗
15、方法，是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。当病人的血液流经人肾时，血液透析工合成的膜材料。当病人的血液流经人肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢物透析掉，让千净的血液返回膜就能把病人血液中的代谢物透析掉，让千净的血液返回病人体内。病人体内。与社会的联系海水净化海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，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。对海水、污水进行净化获得纯净淡水。模拟生物膜模拟生物膜练习练习v成人的心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量成人的心肌细胞中的
16、数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器：的细胞器：（）A.核糖体核糖体 B.线粒体线粒体 C.内质网内质网 D.高尔基体高尔基体 B1、在真核细胞的细胞器中，无膜结构的是、在真核细胞的细胞器中，无膜结构的是 （）A、线粒体、中心体、线粒体、中心体 B、核糖体、中心体、核糖体、中心体C、中心体、高尔基体、中心体、高尔基体 D、高尔基体、核糖体、高尔基体、核糖体2、玉米叶肉细胞中，具有色素的一组细胞器是、玉米叶肉细胞中，具有色素的一组细胞器是 （）A、线粒体、高尔基体、线粒体、高尔基体 B、叶绿体、液泡、叶绿体、液泡C、中心体、核糖体、中心体、核糖体 D、内质网、液泡、内质网、液泡3、一分子、一分子C
17、O2从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是 （）A、5 B、6 C、7 D、8BBB1、在真核细胞的细胞器中，无膜结构的是、在真核细胞的细胞器中，无膜结构的是 （）A、线粒体、中心体、线粒体、中心体 B、核糖体、中心体、核糖体、中心体C、中心体、高尔基体、中心体、高尔基体 D、高尔基体、核糖体、高尔基体、核糖体2、玉米叶肉细胞中，具有色素的一组细胞器是、玉米叶肉细胞中，具有色素的一组细胞器是 （）A、线粒体、高尔基体、线粒体、高尔基体 B、叶绿体、液泡、叶绿体、液泡C、中心体、
18、核糖体、中心体、核糖体 D、内质网、液泡、内质网、液泡3、一分子、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是 （）A、5 B、6 C、7 D、8BBB练习练习4、将下列细胞器和相关的功能连接起来、将下列细胞器和相关的功能连接起来细胞器名称细胞器名称 细胞器的功能细胞器的功能中心体中心体 分解衰老死亡的细胞，吞噬并杀死分解衰老死亡的细胞，吞噬并杀死 侵入细胞的病毒或病菌侵入细胞的病毒或病菌线粒体线粒体 合成蛋白质合成蛋白质核糖体核糖体 与细胞的有丝分裂有关与细胞的有丝分裂
19、有关溶酶体溶酶体 进行光合作用进行光合作用叶绿体叶绿体 有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所液液 泡泡 参与细胞分泌物的形成参与细胞分泌物的形成高尔基体高尔基体 调节植物细胞内的环境，维持调节植物细胞内的环境，维持 植物细胞内的形态植物细胞内的形态练习练习v在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有：酶的细胞器有：（）A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B.内质网、核糖体内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体、叶绿体、高尔基体 C.内质网、核糖体内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、高尔基体、线粒体 D.内质网、核糖体内质网、核糖体、高尔基体、中心体、高尔基体、中心体C练习练习v下列有关生物膜的叙述，不正确的是：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；膜，再转移到细胞膜；B.各种生物膜的化学组成和结构相似；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；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，共同完成细生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能胞的生理功能C
