细胞器-系统内的分工合作

第2节细胞器——系统内的分工合作各个车间生产出零件组装

手机成品细胞内也存在类似工厂的各种车间吗？我们怎么才能看到这些“车间”呢？细胞内的各种“车间”有怎样的结构和功能呢？细胞器

细胞内部就像一个繁忙的工厂，细胞质中有许多忙碌不停的“车间”——具有一定的结构和功能，这些“车间”统称为细胞器一、细胞质细胞质的结构和功能显微结构亚显微结构扫描电子显微镜0.2μm0.2nm光学显微镜细胞质定义：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质。细胞质细胞质基质呈液态胶状的物质，是细胞进行新陈代谢的主要场所细胞器悬浮在细胞质基质中的具有特定的形态、结构和功能的小器室。包括：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡、溶酶体等。分类

细胞的显微结构（光镜下）细胞器在哪里?细胞的亚显微结构（电镜下）线粒体高尔基体内质网溶酶体核糖体中心体细胞器的种类有：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡、溶酶体等。

要研究各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，用什么方法分离各种细胞器呢？在细胞学说创立后的100年间，克劳德决心把细胞内部的组分分离开，探索细胞内组分的结构和功能。克劳德坚信，要深入了解细胞的秘密，就必须将细胞内的组分分离出来。经过艰苦的努力，他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。资料：

勇于探幽入微的克劳德差速离心法将匀浆放入离心管破坏细胞膜（形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆）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）用高速离心机在不同的转速下进行离心分离细胞中各结构成分低速离心沉淀收集高速离心沉淀收集沉淀收集分布：形态：结构：成分：功能：普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。大多数呈椭球形。双层膜（外膜、内膜）、嵴、基质。含有与有氧呼吸有关的酶，少量DNA和RNA等。有氧呼吸的主要场所，提供能量约占细胞需能的95%。1.线粒体一.细胞器之间的分工

线粒体

思考：1.从结构上看，线粒体是有氧呼吸主要场所的原因？2.线粒体的内膜向内折叠形成嵴有什么意义？3.为什么线粒体多集中在新陈代谢比较旺盛的部位？含有多种与有氧呼吸有关的酶

增大内膜的表面积

线粒体为生命活动提供大量的能量例题1、德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物部分细胞中线粒体的数量（见下表）。分析回答：肝细胞肾皮质细胞平滑肌细胞心肌细胞动物冬眠状态下的肝细胞950个400个260个12500个1350个1、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？2、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态下多，这是为什么？3、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？答案：（1）心肌细胞运动量大，因不停的收缩舒张，需能多（2）冬眠时，动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏代谢加强，需能多。（3）细胞新陈代谢的强弱。例题2、通常线粒体均匀分布在细胞质基质中，但在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中，例如：在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物的不同组织、器官的细胞中线粒体的数量也有很大差别，例如：线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平滑肌细胞中多。在不同的生物体，因为代谢程度的不同，线粒体数量也有差别，例如：一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多一些，飞翔鸟类胸肌细胞线粒体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？答案：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞翔，运动员运动需要大量能量，所以，飞翔鸟类胸肌细胞中、运动员肌细胞中的线粒体数量多。同样道理，新生细胞的生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛，所以线粒体多。基粒：囊状结构的薄膜是绿色的。2.叶绿体类囊体基粒分布：形态：结构：成分：功能：主要分布在叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞中。呈球形或椭球形。双层膜（外膜、内膜）基质、基粒。基粒由囊状结构(类囊体）堆叠而成。在类囊体上，有色素和酶。基质含酶。与光合作用有关的酶、色素及少量DNA和RNA等。光合作用的场所——“养料制造厂”和“能量转换站”。2.叶绿体

叶绿体

思考：1.

叶绿体的结构与光合作用有什么关系？2.色素和酶分别位于什么地方？1,含有光合作用所需的色素和酶2,椭圆形的形态有利于多方向吸收光3,基粒由一个个的囊状结构堆叠起来能充分吸收光色素:囊状结构薄膜(类囊体）上酶:囊状结构薄膜和基质

比较线粒体与叶绿体不同相同分布功能膜DNA和RNA

线粒体叶绿体动植物细胞植物的叶肉细胞有氧呼吸主要场所光合作用场所两层膜两层膜

有

有3、内质网内质网结构示意图电镜下的内质网有机物的合成车间比喻：内质网分布：类型粗面型内质网：滑面型内质网：形态结构：有机物的合成车间绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。由单层膜结构连接而成的网状物内质网比喻：表面附有核糖体；扩大细胞的膜面积；与分泌蛋白质的加工、运输有关。蛋白质在核糖体上合成后通过内质网的孔隙进入内质网腔进行折叠、组装、糖基化、形成二硫键等，不能被加工的很快在腔内被降解。滑面型内质网与糖类、脂质的合成有关，并具有分泌功能。合成代谢旺盛的细胞中，内质网比较发达。

内质网－核糖体单层膜由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质合成和加工（粗面），以及脂质合成（滑面）的“车间”糙面内质网滑面内质网增大了细胞内的膜面积.1ml肝细胞的内质网展平连接后可得11平方米的膜表面积。在内质网的膜上，有许多酶(与蛋白质、脂质和糖类的合成有关的酶)。存在：形态结构：主要功能：附着在粗面内质网上或游离在细胞质基质中椭球形的粒状小体，无膜结构.真核细胞内可达数万。生产蛋白质的“机器”(细胞内合成蛋白质的场所)4.核糖体成分:RNA和蛋白质游离核糖体：合成的蛋白质，多数分布在细胞质基质中或细胞本身生长所需，如呼吸酶、血红蛋白等。附着核糖体：合成某些专供输送到细胞外面的蛋白质(分泌蛋白)，如抗体、酶原、蛋白质类激素等。两种核糖体的功能：主要是细胞外蛋白主要是细胞内结构蛋白附着态核糖体游离态核糖体存在部位：动植物细胞中细胞核附近形态结构：扁平小囊和小泡，单层膜主要功能：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装高尔基体——蛋白质的“加工车间”和“发送站”5.高尔基体1.与植物细胞细胞壁形成有关2.与动物细胞分泌物的形成有关分布：几乎存在于所有的动物细胞中。结构：功能：细胞内具有单层膜构成的囊状结构的细胞器，含有多种水解酶类。是细胞内的“消化车间”，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。6.溶酶体7.液泡存在：植物细胞；成熟的植物细胞占体积的90%结构：液泡膜;细胞液（单层膜）成分:含糖类、无机盐、色素、蛋白质、有机酸、生物碱等功能：调节植物细胞内的渗透压，使细胞保持坚挺。液泡

植物细胞液泡内的水状液体，是细胞代谢作用的产物，其中溶解着有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、盐类和色素（花青素）等。植物的花、叶、果实的颜色，除绿色之外，大多由此产生。由于细胞液中含有很多溶解物质，因而具有较高的渗透压，可以维持一定膨压。细胞液中常含有特殊气味的物质，起到杀菌和防腐作用。细胞液也是药用和工业用物质的来源，如毛地黄的强心苷，茶叶的鞣质，治疗疟疾的奎宁碱和常山碱，镇痛止咳的吗啡，治疗哮喘的麻黄碱等。分布：结构：功能：存在于动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近。由两个相互垂直的中心粒及其周围物质组成。动物细胞的中心体与有丝分裂有关。8.中心体成分：呈胶质状态。含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶。功能：进行多种化学反应。细胞质基质

各种细胞器的比较表细胞器分布膜结构功能线粒体叶绿体液泡溶酶体内质网高尔基体核糖体中心体

植物细胞动、植物细胞动、植物细胞动物、低等植物细胞

双层膜单层膜无膜有氧呼吸的主要场所光合作用的场所与能量代谢有关与细胞的渗透（即细胞的吸水和失水）有关消化吞入的颗粒及衰老无用的细胞碎片

蛋白质的运输合成加工与蛋白质、脂类、糖类合成有关，是蛋白质等的运输通道与动物细胞分泌物加工形成和转运排出有关，与植物细胞壁形成有关合成蛋白质的场所与动物细胞、低等植物细胞有丝分裂有关

细胞骨架（决定细胞形状）蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。微丝（肌动蛋白）微管微丝微管微管线粒体质膜内质网核糖体微丝分布：动、植物细胞共有的细胞器是：细胞器归类分析线粒体、高尔基体、内质网和核糖体共四种。高等植物成熟细胞特有的细胞器是：叶绿体和大液泡。动物细胞和低等的植物细胞特有的细胞器是:中心体。结构：具有“膜结构”的细胞器是：具有双层“膜结构”的细胞器是：无“膜结构”的细胞器是：线粒体、叶绿体，（细胞核膜有双层膜，但不属于细胞器）。线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。核糖体、中心体。功能：具有独立遗传功能的细胞器（含核酸）是：线粒体、叶绿体。与能量转换有关的细胞器是：线粒体、叶绿体。动、植物细胞都有，但功能不同的细胞器是：高尔基体。含有色素的细胞器是：叶绿体、液泡。2.(1)．只存在于植物细胞中的细胞器：

(2)、动、植物细胞中形态相同、功能可能不同的细胞器：(3)、根尖分生区没有的细胞器：

(4)．原核细胞中具有的细胞器：

(5)、真核细胞中细胞器的质量大小：

叶绿体高尔基体叶绿体、中心体、液泡核糖体；叶绿体＞线粒体＞核糖体。(6)．有关膜结构的细胞器：(7)．具有核酸的细胞器：

(8)、能自我复制的细胞器：(9)．有“能量转换器之称”的细胞器：

(10)、产生ATP的场所：(11)．能形成水的细胞器：

(12)．与主动运输有关的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、中心体（细胞核中的染色体）线粒体、叶绿体；线粒体、叶绿体、细胞质基质叶绿体、线粒体、核糖体。核糖体（载体合成）、线粒体（提供能量）(13)．参与细胞分裂的细胞器：(14)．将质膜与核膜连成一体的细胞器：

(15)．泪腺细胞分泌泪液，泪液中有溶菌酶，与此生理功能有关的细胞器：核糖体（间期蛋白质的合成）、中心体（动物）、高尔基体（植物）、线粒体。

内质网核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(16)．含有色素的细胞器：(17)．与脂类及多糖合成有关的细胞器：叶绿体、有色体、液泡。有色体和叶绿体中均含有叶黄素和胡萝卜素，液泡的细胞液中含有花青素等色素。内质网复习：1、线粒体2、内质网4、高尔基体与蛋白质合成有关的细胞器：核糖体与蛋白质合成和加工有关的细胞器：内质网与蛋白质分类、加工和包装有关的细胞器：高尔基体1、观察叶绿体：

取材（藓类、菠菜叶等）、制片、观察

2、线粒体的观察：

取材（口腔上皮细胞）、染色、制片、观察染色：健那绿+线粒体→蓝绿色。

三、实验：

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体想一想：能不能用植物叶肉细胞观察线粒体？为什么要将健那绿溶解在生理盐水中？3．染色叶绿体呈绿色，不需染色,线粒体需用

----染液染色，染色后为

色。健那绿蓝绿4．实验流程(1)观察叶绿体(2)观察线粒体1．实验材料的选取(1)观察叶绿体常选用藓类叶片，这是因为藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞。若选用菠菜叶作为材料，要撕取带少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细胞排列疏松，易撕取，且所含叶绿体数目少，但个体大，便于观察。(2)观察线粒体不选取植物细胞的原因是经健那绿染色的线粒体颜色与叶绿体颜色相近，会掩盖并影响对线粒体的观察。特别提醒2．实验注意事项(1)制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持着水状态，以免影响细胞活性。(2)取人口腔上皮细胞时，要先漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。(3)健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，需要溶解于生理盐水中，保证染色后不影响细胞的正常形态。人的口腔上皮细胞（在光学显微镜下可以观察到）线粒体短棒状、圆球状、线形、哑铃形等（在光学显微镜下可以观察到）椭球形或球形、绿色【巩固2】

下列有关观察叶绿体和线粒体实验的叙述，错误的是(

)。A．在高倍显微镜下，叶绿体和线粒体的结构清晰可见B．观察叶绿体时，应保证临时装片中的叶片保持有水状态C．健那绿染液可将线粒体染成蓝绿色D．高倍显微镜下叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球形或球形解析高倍镜下，只能看到叶绿体、线粒体的形态，而无法看到其结构。答案

A3、实验拓展：（1）强光下，叶绿体以

对光；

弱光下，叶绿体以

对光；

黑暗处，叶绿体无规则分布在细胞质中。（2）线粒体的数量与细胞的代谢有关：

代谢越旺盛的细胞，线粒体的数量就

。

新生细胞比衰老或病变细胞的线粒体。椭球形的侧面越多椭球形的正面多

3分钟后标记的氨基酸出现在附有核糖体的内质网中。

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。

17分钟后，标记的氨基酸出现在高尔基体中。

117分钟后，标记的氨基酸出现在细胞膜内运输蛋白质的小泡及细胞外的分泌物中。二.细胞器之间的协调配合资料分析:分泌蛋白的合成与运输

3min17min117min核糖体

内质网腔

高尔基体

细胞膜内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。高尔基体边缘“突起”形成小泡，

移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。合成、加工、分泌

在蛋白质的合成、运输与分泌过程中还需要能量，这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸合成的ATP提供的。线粒体的内膜上有进行有氧呼吸所需的各种酶。

由此可见，细胞内的各种生物膜不但在结构上互相联系，在功能上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。核糖体内质网高尔基体合成加工加工胞外粗面内质网囊泡囊泡细胞之间的协调配合线粒体为反应提供能量细胞之间的协调配合细胞的生物膜系统成分相似：结构相似：生物膜系统：都含有磷脂、蛋白质和糖类。都如同细胞膜的结构由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的。三.细胞的生物膜系统1）直接联系：内质网膜向内与核膜相连，向外与细胞膜相连。各种生物膜系统在结构上的联系2）间接联系：内质网膜、高尔基体膜、细胞膜、核膜、线粒体膜之间的关系如图所示线粒体膜

核膜——内质网膜——高尔基体膜——细胞膜囊泡出芽囊泡出芽3）生物膜的化学组成：各种生物膜的化学组成大致相同。

3、将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行而不互相干扰,保证生命活动高效、有序地进行。生物膜的功能1、使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输、能量交换、信息传递中起决定性作用。

2、为多种酶提供附着位点，是许多生化反应的场所。3.用显微镜观察小麦根毛细胞时，观察不到的一组细胞器是（ ）①线粒体②叶绿体③液泡④高尔基体⑤中心体①④ B.②⑤ C.①③ D.②④B

4.将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中，不会破裂的是

A.红细胞

B.叶绿体

C.线粒体

D.洋葱表皮细胞D5.在线粒体、叶绿体和高尔基体中都含有的化学成分是：()A.磷脂和蛋白质

B．脂肪和核酸

C.蛋白质和核酸

D.胆固醇和淀粉A6．分泌蛋白（如胰蛋白酶）在附着于内质网上的核糖体中合成后，运输方向是（

）A.内质网→细胞膜→高尔基体

B.高尔基体→内质网→细胞膜C.内质网→高尔基体→细胞膜

D.细胞膜→内质网→高尔基体C7.动物细胞中高尔基体含量最多的细胞是

（）

A.神经细胞

B.肌细胞

C.腺细胞

D.红细胞C8、凤仙花的紫红色花瓣，能挤搓出紫红色的汁液。它主要来自细胞中的（）A、叶绿体 B、内质网 C、液泡 D、细胞质基质9、下列物质在核糖体内合成的是（）A、性激素 B、淀粉 C、消化酶 D、脂肪10、用电子显微镜观察小麦根毛细胞，看不到的是()A、液泡、叶绿体 B、高尔基体、核糖体C、线粒体、内质网 D、叶绿体、中心体CCD11、下列关于叶绿体和线粒体结构与成分的叙述，正确的是（）A、两者可以分布于不同的细胞中B、两者结构内都含有色素C、构成两者的化学成分相同D、两者所含有的酶相同12、在细胞质中，与核膜、细胞膜具有结构联系的细胞器是（