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3.2细胞器——系统内的分工合作(第一、第二课时)


沫若中学 刘建英

光镜下的细胞结构 微米级
细胞膜 细胞核 细胞质 显微结构 细胞质: 细胞膜以内,细胞核以外的原生质。是均
匀透明的胶状物质,能不断流动。

细胞结构 细胞膜 成分:水、无机盐、脂质、糖类、 细胞质 氨基酸、核苷酸和多种酶 细胞质
基质

功能:进行新陈代谢的主要场所 功能的“小器官”

细胞器: 细胞质内具有一定形态结构和

细胞核

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 实验原理: 叶肉细胞的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色; 线粒体可被专一性活性染料健那绿染液染成蓝绿 色,可在高倍镜下观察它们的形态和分布。 目的要求: 用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的形 态和分布。

材料用具: 方法步骤:

观察叶绿体: 在载玻片中央滴一滴清水 制片 取藓叶或菠菜带叶肉的 下表皮放入水滴中 盖上盖玻片 观察 (先低后高)

观察线粒体: 在载玻片中央滴一滴健那绿染液 制片 牙签刮口腔内测壁后涂于染液中 盖上盖玻片 镜检

实验结果:
线粒体:形态多样, 短棒状居多,在口腔 上皮细胞中均匀分布。 叶绿体:呈绿色,扁平的椭球形或球形,不断 的运动。靠近细胞膜和叶脉的叶肉细胞中叶绿 体数量多些。

思考: 1、为什么用健那绿染液染色? 健那绿是专一性线粒体活体染色剂,可使活细 胞中线粒体呈现蓝绿色而细胞质接近无色,且线 粒体能在健那绿染液中维持活性数小时。 2、健那绿染液为什么要溶于生理盐水中? 维持细胞正常的形态和生理活性 3、实验材料为什么要用藓叶或菠菜叶下表皮的叶 肉细胞? 藓叶只有一层细胞,叶绿体大,数量少。菠菜 叶下表皮的叶肉细胞是海绵组织,细胞排列疏松, 分散,易撕取,其叶绿体大而少,便于观察。 4、叶绿体是不是静止的?不是

电子显微镜下的细胞结构

亚显微结构

纳米级

探究一: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,用什么方法呢? 差速离心法 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) 将匀浆放入离心管 用高速离心机在不同的转速下进行离心
将各种不同密度的细胞器分离开(利用不同的离心速 度所产生的不同离心力)

细胞器之间的分工: 请阅读课本44—46页细胞器之间的分工相关 内容,完成以下任务: 1、准确辨认各种细胞器 2、尝试归纳它们的分布、形态结构、功能。

内质网

线 粒 体
叶绿体 核糖体 高尔基体 中心体

溶酶体

液泡

内膜 外膜


基质
线粒体亚显微结构

哺乳动物的红细胞和蛔虫无线粒体) 分布:动植物细胞中都有。 结构:外膜、内膜、嵴、基质(少量DNA、RNA和有关酶)。 形状:椭球形 短棒状 粒状等 特性: 能自由移动,活细胞中可运动到代谢较旺盛的部位。 功能:有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。

一个细胞中有1-50万个。代谢越旺盛,需能量越多 数量: 的细胞含线粒体越多、动物细胞比植物细胞线粒体 多,心肌细胞、肝细胞、肾小管等细胞多。

探究2:德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种动 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 动物冬眠时 的肝细胞 950个 400个 260个 12500个 1350个

(1)心肌细胞的数量最多,这是因为? 心肌细胞运动量大,因不停的收缩舒张,需能量多。 (2)动物冬眠状态下肝细胞中的线粒体比常态下多 的原因是: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,需能量多. (3)从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么 有关? 细胞新陈代谢的强弱。

探究3:飞翔的鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比 不飞翔的鸟类多,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 比衰老细胞线粒体多。为什么? 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,能 提供细胞生命活动所需要的能量。鸟类飞翔、 运动员运动需要大量能量,所以飞翔的鸟类 胸肌细胞中、运动员肌细胞中线粒体多。同 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。(新陈代谢旺盛的 细胞,消耗的能量多,线粒体数量多。)

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? 含有多种与有氧呼吸有关的酶

2.线粒体的内膜向内折叠形成嵴有什么意义? 增大内膜的表面积 3.为什么线粒体多集中在新陈代谢比较旺盛的 部位?
线粒体为生命活动提供大量的能量

含有酶 和色素

含大量的酶和少 量DNA、 RNA

有色素分 布,增大 膜面积

基 粒

类囊体

叶绿体 植物细胞特有的。
主要分布在叶肉细胞和幼 分布: 嫩的皮层细胞中。 呈球形或椭球形。 形态: 根尖细胞中无叶绿体。 两层膜(外膜、内膜)基质、基粒。基粒 结构: 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。 成分: 与光合作用有关的酶、色素及少量DNA等。 功能: 绿色植物进行光合作用的场所,是植物细胞 的“养料制造厂”和“能量转换站”。

问题探讨:
1、能进行光合作用或有氧呼吸的细胞一定含有 叶绿体或线粒体? 不一定,蓝藻能进行光合作用。但无叶绿 体和线粒体。 2、所有植物细胞都有叶绿体? 不是,植物的根尖细胞和表皮细胞没有叶绿体。

线粒体和叶绿体比较表
线粒体
分布 形态 双 外膜 层 内膜 膜 结 基 构 基 功能 质 粒 含与有氧呼吸有关酶 动植物细胞中 短棒状、粒状、圆球状

叶绿体
主要存在于植物的叶肉细胞 椭球形或球形

与周围的细胞质基质分开 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 类囊体堆叠成基粒,含色素 和与光反应有关的酶。 含与光合作用有关的酶

都含有少量的DNA和RNA(都能半自主复制)
有氧呼吸的主要场所

光合作用的场所

核糖体

分布:动植物细胞 结构:单层膜连接成的管网状结构
粗面内质网:附有核糖体,与核膜外层相连。 类 与蛋白质的合成、加工和运输有关。 型 滑面内质网:不附有核糖体,与糖类和

脂质合成有关。 功能:① 增大膜面积,是酶的附着支架 ; ② 细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质 合成的“车间”;
比喻:有机物的合成车间

分布:动植物细胞中细胞核附近。(真核细胞) 结构:单层膜折叠成的扁平囊、小泡状结构 功能:① 动物细胞:与细胞分泌物形成有关。对 来自内质网的蛋白质进行加工、分类和转运。 ② 植物细胞:与细胞壁的形成有关。 是蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送 站” 比喻:蛋白质的“加工工厂”

讨论:淋巴细胞是人体内重要的免疫细胞,有 一种淋巴细胞能够产生、分泌抗体,并通过抗 体清除侵入体内的病原体。 经由抗原刺激过的淋巴细胞,其内质网和 高尔基体会明显增多。试解释这一现象。

溶 酶 体

形态:是一种单层膜的囊状小泡 特点:含有多种水解酶 功能:分解衰老损伤的细胞器,杀死入侵的病 毒和病菌。 比喻:“酶仓库”、“消化系统”

分布:植物细胞 结构: 表面有单层膜的泡状结构,膜内液体叫细胞 液,含色素、无机盐、糖类、蛋白质等; 功能: ①调节细胞的内环境,维持细胞形态 ②使植物细胞保持坚挺。(与渗透吸水、代 谢产物贮存有关,与花、果等颜色有关。)

只要是植物细胞就一定有大液泡吗?
不一定,根尖分生区细胞无大液泡

核 糖 体

核糖体

分布:动植物中。①附着在内质网和核膜上; ②游离在细胞质基质中 形态结构: 椭球形的粒状小体,无膜结构 主要功能:细胞内合成蛋白质的场所

比喻:蛋白质的“装配车间”

中 心 体

分布: 动物细胞内和低等的植物细胞中

结构:中心体(由两个垂直排列的中心粒组成)
功能:与细胞有丝分裂有关。

膜结构
叶绿体 双层

分 布
植物细胞

其 它
基粒、基质、酶 色素、DNA

主要功能
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所 蛋白质(多肽)合成的场所 蛋白质合成加工和运输, 糖类(动物)和脂质合成 蛋白质加工包装和运输
参与动物细胞分泌物和植物 细胞壁形成

线粒体 双层
核糖体 无 内质网 单层 高尔基 单层 体 中心体 无 液泡
单层

嵴、基质、基 动植物细胞 粒、酶、DNA 动植物细胞 动植物细胞 动植物细胞 动物和低等 植物细胞 植物和低等 动物细胞 动植物细胞

参与动物细胞有丝分裂 色素、糖类 无机盐等
调节内环境、维持渗透压,

保持细胞坚挺形态
分解消化衰老细胞器,杀菌

溶酶体 单层

归纳总结
动物细胞
没有细胞壁 不 同 点 没有叶绿体 有中心体 某些低等动物有液泡

植物细胞
有细胞壁 叶肉细胞、幼嫩部位 有叶绿体 中心体见于低等植物 有液泡

相 都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中 同 共有的细胞器是线粒体、内质网、核糖体和高 点 尔基体等

1 细胞质
2 溶酶体 3 核膜 4 细胞核 5 核仁 6 线粒体 7 高尔基体 8 内质网 9 核糖体 10 细胞膜
液泡 11

12 叶绿体 13 细胞壁

线粒体

叶绿体
植 物 细 胞 结 构 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞器 内质网 高尔基体 核糖体 液泡 溶酶体 细胞质基质

动物细胞亚显微结构模式图
细胞质 B 核膜 D 细胞核 C 核仁 E 线粒体 F 高尔基体 G 内质网 H
K

核糖体 J
细胞膜 A K 溶酶体

K I中心体

线粒体 动物 细胞 结构 细胞膜 细胞器 内质网

高尔基体
核糖体

细胞质

中心体

溶酶体
细胞质基质

细胞核

连连看 细胞器之间的分工
1线粒体 A与动物细胞的有丝分裂有关

2溶酶体
3液泡 4核糖体 5高尔基体 6中心体

B进行光合作用的场所
C蛋白质的加工和发送 D合成蛋白质的场所 E为细胞生命活动提供能量 F分解衰老、损伤的细胞器

7内质网 8叶绿体

G蛋白质的合成和加工以及 脂质合成的场所 H储存物质,使植物细胞坚挺

动 中心体 物 核糖体 细 粗面内质网 胞

细胞膜 线粒体 高尔基体 核基质 核膜 核仁 滑面内质网

叶绿体

植 物 细 胞

高尔基体 内质网

液泡

细胞核 核糖体 线粒体

细胞膜

细胞壁

对细胞器归纳分类 1.单层膜结构的细胞器: 液泡、内质网、高尔基体、溶酶体 2.双层膜结构的细胞器: 叶绿体、线粒体 3.不具膜结构的细胞器:中心体、核糖体 4.高等植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡 5.动物和低等植物特有的细胞器: 中心体 6.原核细胞、真核细胞共有的细胞器: 核糖体 7.高等植物细胞具有的细胞器: 叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、 溶酶体、核糖体

8、高等动物细胞具有的细胞器: 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、 中心体 9、高等植物细胞、动物细胞都具有的细胞器 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、

10.与能量转换有关的细胞器: 叶绿体、线粒体 11.动植物细胞都有,但功能不同的细胞器: 高尔基体(动物:分泌蛋白、植物:细胞壁形成) 12.根尖分生区没有的细胞器: 叶绿体、大液泡 13.原核细胞中具有的细胞器:核糖体

14、与消化酶、抗体等蛋白质合成有关的细胞器: 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 15、含有色素的细胞器: 液泡、叶绿体 16、含有DNA的细胞器:叶绿体 线粒体 17.能生成水的细胞器: 线粒体、叶绿体、核糖体
18、与细胞有丝分裂有关的细胞器: 线粒体、高尔基体、核糖体、中心体 19、结构上能够彼此相连的细胞器: 内质网与核糖体、内质网与线粒体 20、光学显微镜下能看到的细胞器: 线粒体、叶绿体、液泡

细胞器间的协调配合:

资料分析:分泌蛋白的合成与运输
科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标 记的亮氨酸,3min后,被标记的亮氨酸出现在 附着有核糖体的内质网中,17min后,出现在 高尔基体中,117min后,出现在细胞膜内的小 泡及细胞外的分泌物中。

3min

17min

117min

核糖体

内质网腔

高尔基体

细胞膜

讨论以下问题:P48 1.分泌蛋白是在哪里合成的? 核糖体 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?尝试描述分泌蛋白的合成与 运输过程。 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 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? 需要,主要由线粒体提供

4.与分泌蛋白的合成有关的细胞器有哪些?
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

5、分泌蛋白合成和分泌的前后,内质网、高尔 基体、细胞膜面积的变化: 内质网膜约有减少、高尔基体膜基本不变、细胞 膜约有增加。 内质网
1、曲线图 细胞膜 高尔基体
膜 面 积

2、直方图





细胞的生物膜系统
成分相似:都含有磷脂、蛋白质和糖类。

结构相似:都如同细胞膜的结构
生物膜系统: 由细胞器膜和细胞膜、核膜等 结构共同构成的。

细胞的生物膜系统:
生物膜在结构和功能上都紧密联系
结构上 直接联系:内质网膜可连接核膜、细胞膜

膜之间通过囊泡相互转移 间接联系: 功能上: 既分工又相互联系

细胞膜 高尔基体
核糖体 内质网

由此可见,细胞内的 在蛋白质的合成、 各种生物膜不但在结构 运输与分泌过程中还 上互相联系,在功能上 需要能量,这些能量 也是既有分工又相互联 主要是由线粒体通过 系的。各种生物膜的分 有氧呼吸合成的ATP 工合作、相互配合是细 提供的。线粒体的内 胞生命活动协调进行的 膜上有进行有氧呼吸 结构与功能的基础。 所需的各种酶。

阅读教材49页,想一想 1、细胞膜的作用是什么?

2、细胞中膜面积为什么很大?其作用是什么?

3、如果各个细胞器都没有了膜结构,会出现什 么情况?这体现出生物膜的什么作用?

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、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。

如,现已广泛使用的透析型人工肾当人的 血液通过人工肾时,能将血液中的尿素等废 物透析出来,然后让“干净”的血液返回人 的体内。有效地解决了肾脏衰竭的病人体内 废物排出的问题,延长了肾衰病人的寿命。

课堂总结:

成分: 水、无机盐、脂质、糖类、氨基 酸、核苷酸和多种酶 细胞质

细胞质

基质

功能: 进行新陈代谢的主要场所

差速离心法 核糖体、溶酶体、中心体、液泡。

线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、 细胞器:

细胞器之间的分工 细胞器间的协调配合 细胞的生物膜系统

1、 如图为细胞的亚显微结构图,请据图回答。 动物 细胞的模式图。判断的依据 (1)此图表示______ 细胞壁 、 是此细胞中有[6]中心体 ____ _,而无_______ 叶绿体 。(2)[4]内质网 液泡 、_______ _______ ____ _是细胞内 蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”。 核糖体 是合成蛋白质的场所。 (3)[7]_______ (4)图中[1]细胞膜的化学 脂质和蛋白质 成分主要是___ _______, 将细胞和外界 具有的功能有_____ ____, 环境分隔开 _______ _,控制物质进出细胞 。 进行细胞间的信息交流 。

(5)图中[8]为____ ___,在其中也进行着多 细胞质基质 种化学反应,为细胞代谢提供_______ 、 能量 、_______ 核苷酸 _______ 氨基酸 等物质和条件,为细胞器的生命活动提供所需

要的物质以及一定的周围环境。
(6)[2]___ ___主要对来自[4]________ 高尔基体 内质网 的蛋

白质进行加工、分类和包装。

2、填空

细胞中 线粒体 为细胞生命活动提供能量。植物细 胞中 叶绿体 进行光合作用。细胞中合成蛋白质的 场所是 核糖体 。细胞中 内质网 进行蛋白质 的合成和加工,脂质的合成。细胞中 高尔基体 进 行蛋白质的加工、分类、包装及运输。细胞中能 分解衰老、损伤的细胞器的是 溶酶体 。动物细胞 中与细胞分裂密切相关的是 中心体 。细胞的 细胞膜 可以控制物质进出细胞。植物细胞的 细胞壁 对细胞起支持和保护细胞的作用。

3、用35S标记一定量的氨基酸,来培养某哺乳动物的乳腺 细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变 化曲线(图甲),以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、 内质网膜面积的变化曲线(图乙)。

(1)请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次 是 核糖体、内质网、高尔基体 。高尔基体在此过 程中所起的作用是 对乳腺细胞加工分类和包装 。 (2)请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属 的细胞结构依次是 内质网、细胞膜、高尔基体 。 (3)导致f曲线先上升后下降的原因是 与乳腺细胞的形 。 成

4. 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( B ) A. 核糖体 B. 线粒体 C. 内质网 D. 高尔基体。 5.在唾液腺细胞中,参与合成并分泌唾液淀粉酶 的的细胞器是( C ) A. 线粒体、中心体、高尔基体、内质网; B. 内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体; C.内质网、核糖体、线粒体、高尔基体; D.核糖体、中心体、内质网、高尔基体。

6、 从某腺体的细胞中,提取
出附着有核糖体的内质网,放 内质网 酸放 量射 入含有放射性标记的氨基酸的 核糖体 性 氨 培养液中。培养液中含有核糖 基 体和内质网完成其功能所需的 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 物质和条件。很快连续取样, 时间 并分离核糖体和内质网。测定 (min) 标记的氨基酸出现在核糖体和 内质网中的情况,结果如下图所示。请回答: (1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累,最可能 的解释是 氨基酸在核糖体上形成了肽链 。 (2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网 中也出现,且数量不断增多,最可能的解释 是 肽链进入内质网中进行加工 。(3)实验中,培 养液相当于细胞中的 细胞质基质 。

1.找出图中的错误
高尔基体 内质网 核仁 线粒体 中心粒 叶绿体

叶绿体应没有

应没有

动物细胞

植物细胞

细胞膜
高尔基体 核糖体 内质网
核糖体 合成 内质网 囊泡
加工 运输 加工分类和包装

高尔基体 囊泡 细胞膜 移动
分泌到胞外

脱水 氨基酸 缩合 多肽 蛋白质 盘曲折叠

成熟的 蛋白质

分泌 蛋白

线粒体供能

合成、加工、分泌 ? 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。

核糖体 合成 氨基酸
脱水缩合

内质网
加工运输

囊泡

高尔基体

囊泡

细胞膜
分泌

加工分类和包装

多肽

盘曲折叠

蛋白质

成熟的蛋白质

线粒体供能

附着态核糖体

游离态核糖体

主要是细胞外蛋白

主要是细胞内结构蛋白


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