第三章

細胞的基本結構

第2節

細胞器之間的分工合作問題探討

C919飛機是我國研制的新一代大型客機。研制C919飛機需要若干部門分工合作，如整體研發設計、特種材料及工藝技術、機載系統研發（包括發動機、座椅、座艙設備等）、總裝制造等部門。思考：1.如果缺少其中的某個部門，C919飛機還能制造成功嗎？2.細胞中是否也具有多種不同的“部門”？一、細胞結構細胞膜細胞質細胞核位于植物細胞膜的外層；主要由纖維素和果膠構成；對細胞起支持和保護的作用；細胞質基質細胞器呈溶膠狀，是活細胞進行新陳代謝的主要場所具有特定功能的各種亞細胞結構的總稱細胞如線粒體、葉綠體、核糖體、內質網、高爾基體、溶酶體等，它們都統稱為細胞器，細胞器分布在細胞質基質中。細胞壁二、細胞骨架（教材P50）4

細胞骨架是由蛋白質纖維（微絲、微管）組成的網架結構，維持著細胞的形態，錨定并支撐著許多的細胞器，與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關。三、分離細胞器的方法5差速離心法采取逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。破壞細胞膜，形成勻漿把勻漿放入離心管用高速離心機在不同的轉速下進行離心分離不同大小的細胞器三、分離細胞器的方法細胞勻漿低速離心中速離心高速離心大顆粒較大顆粒小顆粒細胞核線粒體、溶酶體內質網、高爾基體更高速離心更小顆粒核糖體準備好了解不同的細胞器了嗎！你記住分離細胞器的方法了嗎？差速離心法三、分離細胞器的方法電子顯微鏡0.2μm0.2nm光學顯微鏡①顯微結構②亞顯微結構合作探究一：請自主學習課本P48-49頁，小組合作完成下表的相關內容。種類膜層數分布結構功能線粒體葉綠體內質網高爾基體溶酶體液泡核糖體中心體四、細胞器之間的分工91、具有雙層膜結構的細胞器——①線粒體分布：形態：結構：功能：短棒狀、圓球狀等外膜內膜嵴基質雙層膜基質外膜內膜嵴向內折疊存在少量DNA、RNA，核糖體、酶（增大膜面積）細胞進行有氧呼吸的主要場所細胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體“動力車間”動植物細胞；供能代謝旺盛的部位分布較多；能進行呼吸作用的細胞都含有線粒體嗎？能進行呼吸作用的細胞不一定都含有線粒體，如硝化細菌。四、細胞器之間的分工101、具有雙層膜結構的細胞器——②葉綠體內膜外膜基質基粒分布：形態：結構：功能：扁平的橢球形或球形雙層膜基粒基質外膜內膜存在少量DNA、RNA，核糖體與光合作用有關的酶由多個類囊體堆疊形成類囊體薄膜上含有光合色素。類囊體綠色植物進行光合作用的場所（增大膜面積）“養料制造車間”“能量轉換站”綠色植物的葉肉細胞、幼嫩的莖；能進行光合作用的細胞都含有葉綠體嗎？能進行光合作用的細胞不一定都含有葉綠體，如藍細菌。問題1:

你是否想過線粒體、葉綠體為什么有雙層膜呢？

線粒體的起源假說—內共生學說細菌原始真核細胞內膜細胞核線粒體原始真核細胞光合細菌葉綠體葉綠體的起源假說—內共生學說線粒體葉綠體①都有雙層膜結構；②都含有少量的DNA、RNA,酶；③都有增大膜面積的結構；④都與能量轉換有關；問題2:

線粒體、葉綠體有哪些共同點呢？

131.下列關于葉綠體和線粒體的敘述，錯誤的是（

）

A.線粒體和葉綠體均含有少量的DNA

B.葉綠體只存在于進行光合作用的細胞中

C.線粒體具有雙層膜

D.線粒體基質和葉綠體基質所含物質的種類相同D實戰訓練

142.內共生學說認為，線粒體和葉綠體分別起源于原始真核細胞內共生的進行有氧呼吸的細菌和進行光能自養的藍細菌。下列各項中不能作為該學說證據的是（）D實戰訓練

A.共生是生物界的普遍現象B.線體和葉綠體的基因組與細菌相似C.線粒體和葉綠體中的核糖體與細菌中的核糖體相似D.線粒體和葉綠體內的某些蛋白質由核基因指導合成153.早期電子顯微鏡制樣要采用低溫固定，直到20世紀60年代采用戊二醛常溫固定樣品，科學家才在電鏡下觀察到真核細胞的細胞質中，除了存在各種細胞器，還有細胞骨架。下列相關敘述，正確的是（）C實戰訓練

A．細胞骨架使囊泡在細胞中轉運速率受到阻礙B．細胞骨架的成分主要是纖維素C．早期低溫固定樣品過程中細胞骨架結構會降解消失D．各種細胞器是細胞進行代謝反應的主要場所四、細胞器之間的分工162、具有單層膜結構的細胞器——①內質網形態：功能：分布：由單層膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結構連接形成的一個連續的內腔相通的膜性管道系統。粗面內質網光面內質網光面內質網粗面內質網（核糖體附著）

是蛋白質合成、加工和運輸的通道

脂質、糖類等的合成動植物細胞四、細胞器之間的分工172、具有單層膜結構的細胞器——②高爾基體形態：功能：分布：單層膜圍起的扁平囊狀結構，有囊泡動植物細胞對來自內質網的蛋白質進行加工、分類包裝動物：與分泌蛋白的形成有關

植物：與細胞壁的形成有關“車間”及“發送站”線粒體高爾基體葉綠體內質網四、細胞器之間的分工182、具有單層膜結構的細胞器——③溶酶體形態：功能：分布：由單層膜圍成的囊狀小泡，內含多種水解酶主要分布在動物細胞中能分解衰老、損傷的細胞器吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌“消化車間”起源：高爾基體四、細胞器之間的分工192、具有單層膜結構的細胞器——④液泡形態：功能：分布：由單層膜圍成的泡狀結構，內有細胞液，含糖類、無機鹽、色素和蛋白質等。主要分布在植物細胞中；調節植物細胞內的環境充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺。儲存營養物質花青素所有植物細胞都含有液泡？204.李清照《如夢令》詞“試問卷簾人，卻道海棠依舊。知否？知否？應是綠肥紅瘦！”這里的“綠”和“紅”分別形容葉和花，相對應的色素分別存在于細胞的（）A實戰訓練

A.葉綠體和液泡B.線粒體和液泡C.液泡和細胞質基質D.葉綠體和細胞質基質215.細胞膜塑形蛋白促進囊泡形成的機制揭示，為了將細胞內的廢物清除，細胞膜塑形蛋白會促進囊泡（分子垃圾袋）形成。將細胞受損的蛋白質運到“回收利用工廠”，降解廢物，使“組件”被重新利用。下列相關敘述中正確的是（）D實戰訓練

A．細胞膜塑形蛋白、核酸、淀粉等生物大分子的單體在排列順序上都具有多樣性B．囊體細胞內能形成囊泡的細胞器有內質網、高爾基體和中心體C．“分子垃圾袋”主要由磷脂和蛋白質構成，該結構具有流動性的功能特點D．“回收利用工廠”可能是溶酶體，“組件”可能是氨基酸四、細胞器之間的分工223、無膜結構的細胞器——①核糖體形態：功能：分布：橢球形，由RNA和蛋白質組成“生產蛋白質的機器”真核細胞、原核細胞合成蛋白質的場所附著核糖體游離核糖體

分泌蛋白

胞內蛋白四、細胞器之間的分工3、無膜結構的細胞器——②中心體形態：功能：分布：由兩個互相垂直排列的中心粒及周圍的物質組成動物和低等植物細胞與細胞的有絲分裂有關四、細胞器之間的分工24結構雙層膜結構單層膜結構無膜結構結構含DNA含RNA含色素功能能產生水能量轉化與蛋白質合成、分泌有關線粒體、葉綠體內質網、高爾基體、溶酶體、液泡中心體、核糖體線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體液泡、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體、內質網線粒體、葉綠體核糖體、內質網、高爾基體、線粒體1、有關細胞器知識的歸納總結2、細胞類型的判斷有無以核膜為界限的細胞核無原核細胞有真核細胞有無細胞壁無動物細胞植物細胞有有無中心體有低等植物細胞無高等植物細胞當堂檢測----連線各細胞器的功能251線粒體 A與動物細胞的有絲分裂有關2溶酶體 B進行光合作用的場所3液泡 C蛋白質的加工和發送4核糖體 D合成蛋白質的場所5高爾基體 E為細胞生命活動提供能量6中心體 F分解衰老、損傷的細胞器7內質網 G蛋白質的合成和加工以及脂質 合成的場所8葉綠體 H儲存物質，使植物細胞堅挺當堂檢測(教材P53）2627當堂檢測6.右圖表示幾種細胞器模式圖，下列有關說法不正確的是（）A.細胞器D是蛋白質加工及脂質合成的場所B.細胞器B、F不含磷脂C.植物的細胞都含有ED.A與植物細胞壁的形成有關C第三章細胞的基本結構第2節細胞器之間的分工合作02一、探究·實踐用高倍顯微鏡觀察葉綠體3、實驗材料：

1、實驗目的：4、實驗步驟：

2、實驗原理：5、實驗結論：葉綠體呈綠色，散布于細胞質中。使用高倍鏡觀察葉綠體的形態和分布。蘚類的葉片（菠菜葉稍帶下表皮）

①用鑷子取菠菜葉稍帶葉肉的下表皮放入盛有清水的培養皿中。

②制作臨時裝片：往載玻片中央滴一滴清水，用鑷子夾住所取的葉放入水滴中，蓋上蓋玻片。

③高倍顯微鏡下觀察葉綠體形態。葉肉細胞中的葉綠體散布于細胞質中，呈綠色、扁平的橢球形或球形。一、探究·實踐用高倍顯微鏡觀察細胞質的流動2、實驗原理：

3、實驗材料：1、實驗目的：

5、實驗結論：4、實驗步驟：

觀察細胞質流動，理解細胞質流動是一種生命現象活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態。觀察時可用細胞質基質中的葉綠體的運動作為標志。新鮮的黑藻。

①供觀察用的黑藻事先放在光照、室溫條件下培養。

②制作臨時裝片：取一片幼嫩的小葉放在載玻片的水滴中，蓋上蓋玻片。

③高倍顯微鏡下觀察葉綠體隨細胞質流動的情況。活細胞中的細胞質處于不斷流動（環形流動）的狀態，且流動方向是不定的。311.液泡發達的植物(如黑藻、輪藻等)細胞中,細胞質呈薄層沿著細胞膜以一定的速度和方向進行流動,觀察細胞質流動,可用葉綠體的運動作為標志。下列說法錯誤的是 ()C實戰訓練

A.細胞質的流動為細胞內的物質運輸創造了條件B.用于觀察的黑藻,應先放在光照、室溫條件下培養C.所有細胞的細胞質都會流動,因此均可以作為本實驗的材料D.將實驗室溫度從室溫逐漸降低,會發現葉綠體的運動逐漸減慢二、細胞器之間的協調配合溶酶體

中心體（低等植物）葉綠體

液泡線粒體核糖體內質網高爾基體動物細胞植物細胞問題1:

同學，你是否思考過為什么動、植物細胞基本都需要有線粒體、核糖體、內質網、高爾基體等細胞器呢？二、細胞器之間的協調配合線粒體是“動力車間”核糖體是“生成蛋白質的機器”內質網是蛋白質等大分子物質合成、加工場所和運輸通道。高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝的“車間”和“發送站”。問題2:

這些細胞器之間是不是存在某種協作呢？二、細胞器之間的協調配合細胞內由許多條“生產線”。每一條“生產線”都需要若干細胞器的相互配合。類似

分泌蛋白的合成和運輸就是一個例子什么叫分泌蛋白？請舉例？科學家用什么方法研究分泌蛋白的合成與運輸？234

1分泌蛋白最初是在哪里合成的？原料是什么？分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，依次經過了哪些細胞器或細胞結構？請嘗試構建分泌蛋白的合成和運輸過程。分泌蛋白合成分泌的過程中需要能量嗎？若需要則能量由哪里提供？合作探究二：請同學們自主閱讀教材P51-52，小組合作思考討論完成問題

二、細胞器之間的協調配合1、分泌蛋白在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的一類蛋白質。如消化酶、抗體和一部分激素等。2、實例注意：性激素本質是固醇下列不屬于分泌蛋白的是（）A、消化酶B、抗體C、有氧呼吸酶D、唾液淀粉酶C胞內蛋白：在游離的核糖體合成，不經過內質網、高爾基體的加工以及細胞膜的胞吐，只在細胞內起作用的一類蛋白質。如血紅蛋白、呼吸酶等等。二、細胞器之間的協調配合3、分泌蛋白研究的科學方法----同位素標記法

在同一元素中，質子數相同，中子數不同的原子稱為同位素。同位素標記法可用于標記示蹤物質的運行和變化規律。通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清楚化學反應的詳細過程。同位素標記3H14C32P35S18O15N檢測放射性檢測密度或相對分子質量放射性同位素檢測穩定同位素分泌蛋白的合成與分泌探究.實踐【選材】【方法】豚鼠胰腺腺泡細胞①能分泌大量的消化酶同位素標記法②取材容易、容易觀察【實驗步驟】①用同位素3H標記亮氨酸；②將豚鼠的胰腺腺泡細胞放入含有3H-亮氨酸的培養液中短時培養；③不同的時間、多次取樣，制備組織切片，利用放射性自顯影技術，追蹤被標記亮氨酸的轉移路徑。亮氨酸是必需氨基酸，必須從環境中獲取，而不能自身合成。分泌蛋白的合成與分泌探究.實踐【實驗結果】3min17min117min標記氨基酸出現的先后順序：

核糖體→內質網→高爾基體→囊泡→細胞膜→細胞外問題1:

細胞器是如何分工合作，共同完成細胞的生命活動的？分泌蛋白的合成與分泌探究.實踐游離的核糖體內質網高爾基體細胞膜囊泡囊泡氨基酸形成肽鏈加工肽鏈形成蛋白質進一步修飾加工成成熟的蛋白質囊泡與細胞膜融合細胞外分泌線粒體供能交通樞紐問題2:

分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，與細胞結構有關？問題3:

分泌蛋白從合成到運輸細胞膜外，穿過了幾層生物膜？分泌蛋白的合成與分泌探究.實踐膜面積時間O曲線圖內質網膜高爾基體膜細胞膜直方圖前后時間O膜面積內質網膜高爾基體膜細胞膜二、細胞器之間的協調配合4.分泌蛋白合成和分泌過程中膜面積變化拓展延伸：分泌蛋白胞內蛋白44三、細胞的生物膜系統細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統。1、原核生物和病毒有生物膜系統嗎？沒有，因為原核細胞內的生物膜分化不完善，只有細胞膜，沒有核膜及具膜細胞器；病毒無任何膜結構，所以原核生物和病毒無生物膜系統。2、生物膜系統是細胞中各種膜結構的總稱，還是生物體內各種膜結構的總稱？是細胞中各種膜結構的總稱，比如胃黏膜、腸系膜就不屬于生物膜系統。生物膜系統的概念★生物膜系統≠生物膜三、細胞的生物膜系統1、在組成成分上的聯系細胞的不同膜組成成分及含量比較表2、在結構上的聯系由磷脂雙分子層構成基本骨架，蛋白質分子分布其中，都具有一定的流動性。高爾基體膜核膜細胞膜內質網膜間接聯系間接聯系直接聯系直接聯系囊泡囊泡三、細胞的生物膜系統生物膜系統的功能3、在功能上的聯系廣闊的膜面積為酶