高三一轮复习生物必修一第三章第二节细胞器的结构和分工

第二节细胞器之间的分工合作

第Ⅰ部

正文一细胞器之间的分工（一）核糖体1组成成分：蛋白质和rRNA，外面是蛋白质，无生物膜结构。2结构：有大亚基和小亚基两部分构成。3功能：蛋白质是生命活动的主要承担者，而合成蛋白质的场所是核糖体，是“生产蛋白质的机器”。在核糖体上相邻两个氨基酸要发生脱水缩合这一化学变化。4统一性：在原核细胞中唯一的细胞器是核糖体，因此原核细胞与真核细胞共有的细胞器只有核糖体。例：最古老的化石是35亿年前的古细菌化石，现在海洋、河流、土壤中还能发现古细菌，它们都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA，在结构上与现今生物极为相似，这是细胞水平上的证据，证明了生物有共同的祖先。当然其它方面的证据：比较解剖学、胚胎学、分子生物学也能证明，而最直接、最重要的证据是化石方面的。5分布：（1）在真核细胞细胞质中有三部分核糖体，一部分附着于内质网上，一部分游离于细胞质基质中，一部分存在于线粒体基质、叶绿体基质中。由于线粒体、叶绿体中也有DNA，故此二者也能利用核糖体合成蛋白质。（2）在原核细胞中，一部分游离于细胞质基质中，一部分附着于细胞膜内侧。6合成分泌蛋白：在游离的核糖体中合成多肽链，当合成一段之后，肽链与核糖体一起转移到粗面内质网继续合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。7翻译：mRNA自核孔进入细胞质后，与核糖体结合，携带甲硫氨酸（甲：第一！）的tRNA，通过与碱基AUG（起始密码子）互补配对，进入位点1；携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2；这两个氨基酸形成肽键，甲硫氨酸转移到位点2的tRNA上……8翻译的高效性：在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体（多聚核糖体），同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。9核糖体的形成与核仁有关。（二）内质网1结构：由膜围成的内腔相通的膜性管道系统。2功能：是蛋白质等的合成、加工场所和运输通道。如果线粒体等细胞器衰老时，可由内质网上分出部分膜结构形成小泡包裹着衰老的细胞器，然后与溶酶体融合，被溶酶体中的水解酶分解掉，营养物质可继续被细胞利用。（P60）3分类：附着核糖体的为粗面内质网，合成、加工、运输蛋白质，特别是分泌蛋白，它与细胞核的外膜相连，有的可以同时与细胞膜相连；不附核糖体的为光面内质网，是脂质合成的重要场所。（回顾---脂质的分类）内质网可以出芽的方式把合成的蛋白质或脂质转运到高尔基体。（三）高尔基体1结构：单层膜。分为形成面和成熟面。来自内质网的蛋白质和脂质从形成面向成熟面转运。2功能：主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。高尔基体参与溶酶体（细胞器）的形成。（P60）可以合成果胶，在细胞分裂时与植物的细胞壁的形成有关。参与胞吐，同时起到更新细胞膜的作用。与糖蛋白的形成有关。（四）线粒体1结构：双层膜，内膜向内折叠形成嵴。内膜上和基质中有有氧呼吸的酶。2功能：真核细胞有氧呼吸的主要场所，第二阶段在线粒体基质中完成，第三阶段在线粒体内膜上完成；第一阶段在细胞质基质中完成（次要场所；从环节上来说都是不可缺少的，没有主、次之分，主、次是从释放能量多少角度来说的）。原核细胞有氧呼吸的场所：细胞质基质。3关于线粒体的几点知识：

（1）线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA；（2）线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成，然后转移到线粒体中。（3）真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的不是这样。（4）线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。（五）溶酶体1分布：主要分布在动物细胞中，真菌细胞中也有。2.结构单层膜，内含有多种水解酶。3功能：吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌、分解衰老、损伤的细胞器延伸：溶酶体内所有水解酶在pH值=5左右时活性最佳，但其周围胞质中pH值=7.2。溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白，可以利用ATP水解的能量将胞质中的H(氢离子)泵入溶酶体，以维持其pH值=5;细胞自噬（P126）就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。意义：对于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；清除受损伤的或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。人类许多疾病的发生可能由于细胞自噬发生障碍有关。图表示巨噬细胞的吞噬作用与细胞内消化过程。此过程不能体现细胞膜结构和功能的是A.流动性B.细胞识别C.胞吞胞吐D.主动运输思考：是否体现了溶酶体的自噬作用？D体现，清除微生物或毒素都属于在细胞凋亡过程中起重要作用的细胞器是（）A、液泡 B、染色体C、高尔基体

D、溶酶体延伸阅读：细胞凋亡不同于细胞坏死的特点，是:1染色质聚集\分块位于核膜上。细胞质凝缩最后细胞核破裂。2细胞通过出芽的方式,形成许多凋亡小体。凋亡小体内有结构完整的细胞器。还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化。因为始终有膜封闭，没有内容物释放。故不会引起炎症。3，线粒体无变化。溶酶体活性不增加。4，内切酶活化，DNA降解。凝胶电泳图谱呈梯状。细胞凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性变化。D红细胞的寿命只有120天，死亡后许多红细胞破碎，进而被巨噬细胞等吞噬消化，吞噬的方式为胞吞，此时溶酶体发挥重大作用。

溶酶体内含有许多水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？

因为：1溶酶体表面高度糖基化，有助于保护自身不被酶水解。

2膜蛋白多为糖蛋白，溶酶体膜内表面带负电荷，有助于溶酶体中的酶保持游离状态。这对行使正常功能和防止细胞自身被消化有着重要意义.（六）中心体1结构：两个垂直的中心粒及其周围物质组成。

无膜结构。2成分：蛋白质。3功能：与细胞的有丝分裂有关。4分布：动物与低等植物细胞中。（七）液泡1结构：单层膜。2功能：（1）贮存作用：是储藏蛋白质和脂肪等的场所。内有细胞液，含糖类、无机盐、色素等（2）与溶酶体类似的作用。（3）维持细胞的膨压。充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺。（4）防御作用。许多植物的液泡中含有几丁质酶，它能水解破坏真菌的细胞壁。（5）还具有吸收细胞质中某些有毒物质，将其储存隔离起来，避免细胞中毒的作用。3存在特点：在幼龄的细胞中，液泡的体积很小或没有，如根尖分生区细胞。在成熟的细胞中，通常只有一个大的中央液泡。延伸：酵母菌细胞之中也有液泡。酵母菌细胞结构图（八）叶绿体1结构：双层膜。基质中有DNA、RNA和核糖体，能自主合成蛋白质。内有基粒，由类囊体构成。类囊体的薄膜上还有四种光合色素以及光合作用的酶。2功能：光合作用。3形状：高等植物一般是椭球形。藻类的叶绿体可以是板状，带状，杯状等。细胞结构——植物的细胞壁1成分：主要是纤维素和果胶（属多糖）。2功能：支持和保护。3性能：伸缩性小于原生质层，故成熟的植物细胞可以发生质壁分离。延伸：在植物有丝分裂末期，在赤道板位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁。植物体细胞杂交技术中，必须先用纤维素酶和果胶酶处理，得到原生质体，然后融合，融合成功的标志是再生出新的细胞壁。纤维素纤维素结构：由葡萄糖按一定方式结合而成，故水解产物为葡萄糖。纤维素：1植物多糖一般不为生物体提供能量，系非能源物质。

2又称为“第七营养素”：可以促进肠、胃蠕动，吸附并排出有毒物质。3在微生物作用下，可转变为乙醇，与汽油混合便是乙醇汽油，是很好的环保燃料。4纤维素可与刚果红形成红色复合物，用于检出纤维素分解菌。5蜗牛的消化道提取液可以降解植物的细胞壁，说明其中含有纤维素酶和果胶酶。6牛羊等食草动物有发达的消化器官，但也必须借助于微生物的作用才能分解纤维素这类多糖。7要寻找纤维素分解菌，须到富含纤维素的环境中去寻找。细菌细胞壁细菌细胞壁中主要含有多肽聚糖。溶菌酶可以溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。青霉素（属抗生素）能抑制细菌细胞壁的合成，所以只能杀死生长繁殖中的细菌，而不能杀死停止分裂的细菌。真菌细胞壁主要含有几丁质（壳多糖）等。几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，可用于废水处理；可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；可以用于制作人造皮肤。细胞结构----细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，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、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。例：1由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输，通常是由细胞骨架提供运输轨道。2为细胞运动提供机械动力：细胞上的纤毛和鞭毛主要由细胞骨架构成。

差速离心法

破坏细胞膜

↓

细胞匀浆

↓

离心管

↓

离心机

↓

细胞器起始离心速率低，较大的颗粒沉降到管底；收集沉淀，改用较高的速率离心上清液，将较小的颗粒沉降；以此类推……辨认细胞器辨认细胞器细胞器分布膜层数功能线粒体叶绿体内质网高尔基体液泡溶酶体核糖体中心体动植物细胞

双层膜有氧呼吸的主要场所绿色植物叶肉细胞等

双层膜光合作用的场所

动植物细胞

单层膜细胞内蛋白质合成、加工

以及脂质合成的场所。

动植物细胞

单层膜与动物细胞分泌物的形成

及植物细胞壁的形成有关

植物细胞

单层膜储存物质，使植物细胞保持坚挺

动物细胞

单层膜消化车间

具细胞结构生物

不具膜结构氨基酸合成蛋白质的场所动物细胞和低等植物细胞

不具膜结构与动物细胞有丝分裂有关细胞器简化对比示意表6.含有色素的细胞器：细胞器归纳分类1.单层膜结构的细胞器：2.双层膜结构的细胞器：3.不具膜结构的细胞器：4.植物细胞所特有的细胞器：5.动物和低等植物细胞特有的细胞器：液泡、内质网、高尔基体、溶酶体叶绿体、线粒体中心体、核糖体叶绿体、液泡中心体液泡、叶绿体11.原核细胞中具有的细胞器：7.能生成水的细胞器：8.与能量转换有关的细胞器：9.动植物细胞都有，但功能不同的细胞器：10.根尖分生区没有的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体叶绿体、线粒体高尔基体（动物：分泌蛋白，植物：细胞壁形成）叶绿体、大液泡核糖体细胞器归纳分类二、探究实践-用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1温度影响细胞代谢的速率。也影响细胞质的环流。当室温在20~25℃时。比较容易观察到新鲜黑藻的胞质环流，当达到35℃时。胞质环流的速度大大降低。2显微镜的光线调节要相对暗，因为黑藻的细胞质是均匀透明的胶状物质，如果太明亮，会影响观察。3一般来说，上午10时至下午4时,胞质环流速度较快，是观察的最佳时间。4不同细胞内胞质环流方向并不相同。4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，叶绿体以其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被灼伤。5如果视野中的胞质环流是按顺时针方向，那么其实际上的环流方向是顺时针方向。5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、代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质与结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。6叶绿体的运动实质上是在细胞骨架的作用之下进行的。三、细胞器之间的协调配合

分泌蛋白的合成及运输过程核糖体：氨基酸