第3章第2节-细胞器之间的分工合作

第2节细胞器之间的分工合作第3章细胞的基本结构

C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干个部门分工合作，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）、总制造等部门等。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？一、细胞器之间的分工细胞质细胞器:许多化学反应在此进行（细胞代谢的主要场所）细胞质基质:细胞质中具有特定的形态结构，能完成各自专有的功能的结构，包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等。

呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成科学方法：分离细胞器的方法——差速离心法原理：差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。过程：（1）将细胞膜破坏后，制成匀浆，（2）将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。（3）分离得到各种细胞器。超声波破碎匀浆细胞破碎后的悬浮液8000g离心10min取上清液移入新试管细胞核等沉降20000g离心15min取上清液移入新试管100000g离心60min微体、高尔基体、质膜沉降倾去上清液把沉淀制成悬浮液把悬浮液移入蔗糖溶液低密度高密度100000g离心60min质膜微体高尔基体用差速离心法分离细胞器的步骤一、细胞器之间的分工分离各种细胞器的方法——差速离心法一、细胞器之间的分工细胞核细胞膜细胞质高尔基体线粒体液泡叶绿体中心体溶酶体内质网核糖体细胞壁外膜内膜嵴

膜：两层膜，外模光滑，内膜向内腔折叠形成嵴。4.功能：3.结构有氧呼吸的主要场所,是细胞“动力车间”1.分布：一、细胞器之间的分工——线粒体2.形状：动植物细胞粒状或者棒状嵴：增大膜表面积，有利于有氧呼吸呼吸进行。基质：含有氧呼吸有关的酶以及少量DNA和RNA外膜内膜基粒基质3.结构：4.功能：光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”1.分布：一、细胞器之间的分工——叶绿体绿色植物的绿色部分2.形状：扁平的椭球形或球形膜：基粒：基质：由许多个囊状结构的类囊体堆叠而成，含有色素以及和光合作用有关的酶含光合作用有关酶以及少量DNA和RNA内外两层膜均为光滑比较叶绿体和线粒体分布形态双层膜内膜外膜基粒基质功能结构有氧呼吸的主要场所光合作用的场所动植物细胞中绿色植物的绿色部分粒状棒状扁平的椭球形或球形与周围的细胞质基质分开内膜向内腔折叠形成嵴一层光滑的膜由囊状结构堆叠而成，含色素和与光反应有关的酶有氧呼吸的有关酶暗反应有关的酶都含有少量的DNA和RNA线粒体叶绿体线粒体与叶绿体的比较1.分布：粗面内质网：上面附有核糖体，参与蛋白质的合成、加工与运输通道。光面内质网：脂质的合成“车间”2.形态与结构：动、植物细胞一、细胞器之间的分工——内质网由单层膜连接而成的管状、泡状、扁平囊状结构连接而成的内腔相通的膜性管道系统3.分类与功能1.分布：动物细胞：与分泌物形成有关，对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装植物细胞：与细胞壁形成有关高尔基体是唯一一个在动植物细胞中都有而功能不同的细胞器。3.功能一、细胞器之间的分工——高尔基体2.形态与结构：单层膜的扁平囊状结构，有大、小囊泡动植物细胞1.分布：调节细胞内的环境保持细胞坚挺液泡一、细胞器之间的分工——液泡2.结构：单层膜，内有细胞液（水、色素、糖类、蛋白质、无机盐、水解酶等）3.功能色素使花、果实、叶呈现各种颜色主要存在于植物细胞中1.分布：分解衰老、损伤的细胞器吞噬、杀死入侵的病毒和病菌一、细胞器之间的分工——溶酶体溶酶体——细胞的“消化车间”2.结构：3.功能主要分布在动物细胞中单层膜包裹的囊状小泡，含有多种水解酶核糖体——“生产蛋白质的机器”1.分布：2.形态结构：3.分类功能一、细胞器之间的分工——核糖体椭球型粒状小体，由蛋白质和RNA组成，外表无膜

游离核糖体：附着核糖体：合成分泌蛋白（消化酶、抗体、部分激素）合成胞内蛋白（如血红蛋白、呼吸氧化酶）真核细胞、原核细胞（仅有的一种细胞器）3.功能：存在于动物、低等植物（如团藻、苔藓等）的细胞内，位于细胞核附近。与动物细胞有丝分裂有关。1.分布：2.结构：一、细胞器之间的分工——中心体无膜结构，两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。一、细胞器之间的分工——细胞骨架1.分布：动植物细胞2.结构：蛋白质纤维组成的网架结构（1）维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器（2）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有关3.功能：细胞器总结名称结构位置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多数真核生物绿色植物绿色部位动植物动植物植物动物真核生物原核生物动物、低等植物有氧呼吸的主要场所,是细胞“动力车间”光合作用的场所,“养料制造车间”和“能量转换站”粗面：合成、加工与运输蛋白质，光面：合成脂质动物：对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装；植物：与细胞壁的合成有关分类：①附着在内质网上，②游离在细胞质基质；功能：是生产蛋白质的机器两个互相垂直的中心粒及周围物质组成。功能：与细胞的有丝分裂有关内有细胞液（水、色素、糖类、蛋白质、无机盐、水解酶等）功能：①调节植物细胞内环境，②保持细胞坚挺含多种水解酶，①分解衰老、损伤的细胞器②吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌小结1线粒体 A与动物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，使植物细胞坚挺细胞器之间的分工连连看以分泌蛋白的合成与运输过程为例二、细胞器之间的协调配合1、分泌蛋白

指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体和一部分激素。

2、研究方法：同位素标记法(P51)用3H标记亮氨酸蛋白质的合成和运输过程追踪科学方法：同位素标记法在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，12C与14C。同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。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，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。

同位素标记法的概念：同位素标记法的应用：二、细胞器之间的协调配合囊泡线粒体高尔基体核糖体内质网117min3min17min豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解灰点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白

在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射３Ｈ标记的亮氨酸二、细胞器之间的协调配合1、分泌蛋白是在哪儿合成的?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?尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。

分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。

经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。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。4、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？

需要能量，这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。二、细胞器之间的协调配合3、分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生什么样的变化？内质网膜面积减少，细胞膜面积增大，高尔基体不变细胞膜内质网高尔基体氨基酸多肽一定空间结构的蛋白质

成熟蛋白质合成核糖体内质网

加工加工融合分泌细胞膜高尔基体胞吐囊泡囊泡提供

能量线粒体二、细胞器之间的协调配合脱水缩合运输转运折叠修饰

内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。核膜内质网膜细胞膜

各种生物膜的组成成分相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分在不同的膜中所占的比例不同。二、细胞器之间的协调配合

（一）生物膜系统的构成

（二）生物膜系统的作用三、细胞的生物膜系统

1.细胞膜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________、________和_________中起着决定性作用。

2.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。

3.把各种细胞器分隔开，如同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。保证了细胞生命活动高效、有序地进行。物质运输能量转换信息传递三、细胞的生物膜系统1．理论上阐明了细胞生命活动规律。2．在工农业生产和医学实践中有重要用途。

工业：人工模拟设计选择通过性膜，淡化海水或者处理污水。

农业：从膜结构的角度研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，改善农作物品质。

医学：人工膜材料代替人体病变器官行使正常的生理功能。血液透析膜，能代替肾脏把病人血液中的代谢废物透析掉。

(三）研究生物膜系统的意义

当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，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工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。与社会联系课堂反馈1．在成人心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是（

）A．核糖体B．线粒体C．内质网D．高尔基体2．细胞内与能量转换有关的细胞器是（）A．高尔基体与中心体B．中心体与叶绿体C．线粒体和叶绿体 D．内质网和核糖体BC课堂反馈3．下图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图（其中物质X代表氨基酸；a、b、c、d、e表示细胞结构）。下列说法正确的是（）BA．图中a、b、c和d依次表示内质网、高尔基体、具膜小泡和细胞膜B．激素蛋白的加工和分泌过程说明生物膜在功能上具有密切联系C．在图中e结构内，葡萄糖可氧化分解产生CO2D．有分泌功能的细胞才有a、b、c、d结构，抑制e的功能会影响主动运输课堂反馈4．下列有关生物膜系统的说法正确的是（）A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与核膜都属于生物膜系统B．生物膜的组成成分和结构都完全相同，在结构和功能上紧密联系C．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动D．细菌内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应互不干扰A1．按分布归纳动植物都有的细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体主要分布于植物细胞