《细胞器——系统内的分工合作》_图文

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? 细胞器 ?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?

一、细胞质的结构和功能 光 学 显 微 镜
亚显微结构

扫描电子显微镜 显微结构

一、细胞质的结构和功能
成分: 水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷 细胞质 酸等,还有很多种酶 基 质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所 (胶质状) 功能 为新陈代谢提供所需的物质和一定的环 境条件,如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。 线粒体 叶绿体 内质网 细胞器 核糖体 高尔基体 中心体 液 泡 溶酶体

细 胞 质

细胞器在哪?

内 质 网

中 心 细胞的显微结构体

(光镜下)

线 粒 体

高 尔 基 体

溶酶体

核 糖 体

细胞的亚显微结构 (电镜下)

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

将各种细胞器分离开(利用不同的 离心速度所产生的不同离心力)

一.细胞器之间的分工
1. 线粒体
分布: 普遍存在于动植物细胞中。 新陈代谢旺盛的细胞含量多
形态: 大多数呈短棒状、圆球 状、线形、哑铃形。 结构: 两层膜(外膜、内膜)、 嵴、基粒、基质。 成分: 含有与有氧呼吸有关的 酶,少量DNA等。 功能: 有氧呼吸的主要场所,提供 能量约占细胞需能的95%。

思 考:

线 粒 体

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

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 950个 肾皮质 细胞 400个 平滑肌 细胞 260个 心肌 细胞 12500个 动物冬眠状态 下的肝细胞 1350个

1、心肌细胞的线粒体数量最多,这是因为什么? 心肌运动量大、不停地收缩,需能量多 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? 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,耗能多 3、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关? 细胞新陈代谢的旺盛程度

2.叶绿体

基粒:囊状结构 的薄膜是绿色的。

2、叶绿体
扁平的椭球形 形状: 或球形 叶肉细胞或 分布: 幼茎的皮层细胞 外膜:平滑 内膜:平滑 结构: 酶的分布 基质 基粒 (类囊体的薄膜)色素 酶的分布: (光合作用有关的酶)基质、基粒 功能: 光合作用的场所
外膜 内膜 基质 基粒

养料制造车间 能量转换站

叶绿体
思 考: 色素和酶分别位于什么地方?

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 分布 功能
线粒体 叶绿 体
动植物 植物 有氧呼吸 主要场所 光合作用 场所

相同 膜 DNA
两层膜


两层膜 有

3.内质网
分布:绝大多数动 植物细胞都有内质 网。内连核膜, 外连细胞膜。(扩
大了细胞内的膜面 积)

形态结构: 由单层膜结构连接而成的网状物 类型 粗面型内质网:附着有核糖体,蛋白质合成加工 光面型内质网:糖类和脂类合成

内质网--蛋白质合成和加工、以及脂质合成的“车间”

4.高尔基体
存在部位: 动植物细 胞中细胞 核附近 形态结构:扁平囊状结构,有大小囊泡,单层膜 动物细胞与细胞分泌物的形成有关 主要功能: (对蛋白质有加工、分类、包装“车间”和
“发送站”)

植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关
(合成纤维素)

5.核糖体

存 在: 附着在内质网上或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(多肽)的场所 核糖体——“生产蛋白质的机器”

6. 溶 酶 体

分布:动、植物细胞内 形态结构:单层膜包裹的小泡,含有多种水解酶。 功能: “消化车间”,含有多种水解酶,能分解衰老、损 伤的细胞器,吞噬并杀死侵入的病毒或病菌

例如:两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化

7.液 泡
存 在:植物细胞(成熟的 植物细胞具中央大 液泡)

形态结构: 泡状结构;表面有单层液泡膜,内有细胞 液(含糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节细胞内的环境,使细胞保持坚挺; 主要功能: 与代谢产物贮存有关,

与花、果等颜色有关。
思 考

所有的植物细胞都有液泡吗?

8.中心体

分布: 动物细胞内和低等的植物细胞中 结构: 无膜结构(由两个互相垂直排列的中心粒及周 围物质组成) 功能: 与细胞有丝分裂有关,有丝分裂时发出星射 线,形成纺缍体。

细胞器 线粒体 叶绿体

液泡

溶酶体 内质网 高尔基体 核糖体 中心体

分布
膜结构

动、植 物细胞

植物细胞

动、植物细胞
单层膜

动物、 低等植 物细胞

双层膜

无膜 物与 细动 胞物 有细 丝胞 分、 裂低 有等 关植

功能

与能量代谢 的 与 有关 吸细 水胞 和的 主有 的光 失渗 要氧 场合 水透 场呼 所作 )( 所吸 用 有即 的 关细 胞

蛋白质的 无消 用 化 运输 加工 合成 的 吞 的合 与 与形 与 合 成 蛋 植成 动 细入 运 成 输有 白 物和 物 胞 的 通关 质 细转 细 蛋 碎 颗 道, 、 胞运 胞 白 是 脂 壁排 分 质 片粒 蛋 类 形出 泌 的 及 白 、 成有 物 场 质 糖 有关 加 衰 所 等 类 关 工 , 老

各种细胞器的比较表

细 胞 器 辨 识 一

细胞质 内质网 核膜 细胞核 核仁 线粒体 高尔基体 内质网 核糖体 细胞膜 液泡 叶绿体 溶酶体 细胞壁

细 胞 器 辨 识 二

细胞质 内质网 核膜 细胞核 核仁 线粒体 高尔基体 内质网 核糖体 细胞膜

溶酶体

中心体

如何辩别一个细胞是动物细胞还是高等植物细胞?

细胞器归纳:
有膜结构 单层膜:内质网、高尔基体、
溶酶体、液泡

1、膜结构

双层膜:线粒体、叶绿体 无膜结构:核糖体、中心体
线粒体、核糖体、内质网、 动植物共有: 高尔基体、溶酶体 植物特有: 液泡、叶绿体

2、分布

动植物都有但功能不同: 高尔基体 动物、低等植物共有: 中心体 含有DNA和RNA: 线粒体、叶绿体 含有色素: 叶绿体、液泡

细胞骨架(决定细胞形状)
质膜 内质网

微管
线粒体 核糖体

微丝

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。

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
使用高倍显微镜观察叶绿体、 实验目的: 线粒体的形态与分布

实验原理:

1、用高倍显微镜观察叶肉细胞中的叶绿体,呈绿 色,扁平的椭圆形或球形。 2、用高倍显微镜观察,通过活细胞染料健那绿 (Janus green B )染线粒体呈现蓝绿色,而细 胞质接近无色。

实验步骤: 制作临时装片
观察 (先低倍,后高倍)

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 内质网 有关的细胞器:

与蛋白质分类、加工 和包装有关的细胞器: 高尔基体

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 P48
同位素标记法

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。

3分钟后标记的氨 17 分钟后,标记的 117 分钟后,标记的氨 基酸出现在细胞膜内运输蛋 基酸出现在附有核糖体 氨基酸出现在高尔基体 白质的小泡及细胞外的分泌 的内质网中。 中。 物中。

3min 核糖体 内质网腔

17min 高尔基体

117min 细胞膜

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。

氨基酸 合成 肽链 盘旋、折叠、 糖基化、运输 较成熟蛋白质 内质网 线 粒 体 内质网的核糖体

囊泡

加工、修饰、分泌 高尔基体 成熟蛋白质 分泌 分泌蛋白 囊泡

细胞膜

细胞的生物膜系统

成分相似 结构相似

生物膜系统:细胞内由细胞器膜和细胞膜、核膜 等膜结构组成的统一整体。

内质网与细 胞膜相连

内质网与核 膜外层相连

内质网腔与两层核 膜之间的腔相通

细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。

生物膜之间的转变
在活细胞中,内质网膜、 高尔基体膜和细胞膜这三种 膜可以互相转变。

生物膜的联系与转化: 1、直接联系

2、间接联系

№1:细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内 部环境。在物质的运输与能量交换及信息传递 中起决定性作用。

№2:增大膜的面积,供酶、核糖体等附着在 上面,使各种化学反应有序进行

№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, 保证了细胞生命活动高效、有序的进行。

练习:1.下图表示用3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋 白,追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细 胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是 ( )

C

2.用显微镜观察小麦根毛细胞时,观察不到的 一组细胞器是( B ) ①线粒体 ②叶绿体 ③液泡

④高尔基体 ⑤中心体
A. ①④ B. ②⑤

C.①③

D. ②④

3.将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中,不 会破裂的是 D A.红细胞 B.叶绿体 C.线粒体 D.洋葱表皮细胞

4.在线粒体、叶绿体和高尔基体中都含有的化 学成分是:( A ) 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

6 .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 ( C) 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

7. 动物细胞中高尔基体含量最多的细 胞是 ( ) C A.神经细胞 B.肌细胞 C. 腺细胞 D.红细胞

8、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( C ) 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( C ) 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( D ) 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

11、下列关于叶绿体和线粒体结构与成分的叙述, 正确的是( A ) 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( C ) A、高尔基体 B、叶绿体 C、内质网 D、液泡

13、下列有关生物膜的叙述,正确的是( D ) A、内质网主要由蛋白质分子和糖类分子组成 B、核膜和溶酶体膜在结构上有直接联系 C、线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的 D、生物膜将细胞器分隔开,使各种化学反应高效、 有序地进行
14、内质网和核膜、细胞膜相连,这种特点表明内 质网的重要功能之一是( A ) A、提供细胞内物质运输的通道 B、扩展细胞内膜,有利于酶的附着 C、提供核糖体的附着支架 D、参与细胞内某些代谢反应

16. 完成有关细胞质的概念图。

细胞质

细胞质基质

① 细胞器

不具膜细胞器 举 2例

具膜细胞器 举 2例

② 核糖体、中心体

③ 线粒体、叶绿体

识 图 回 答:

1、 该 细 胞 是____ 细 胞, 依 据 是: 此 细 胞 具 有 植物
[ ]3 _____ 、 [ 细胞壁 ] ______ 、[ 1 液泡 ] ____。2 叶绿体 2、 细 胞 进 行 生 命 活 动 所 需 的 能 量 主 要 由[ ]_____ 供 给, 生 理 活 动 消 耗 的主要能 源 物 质 是________ 。 4该 线粒体

葡萄糖 3、 结 构7 是 与 ________的 形 成 有 关。 细胞壁

4 7 5 6 1 2 3


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