第2節(jié)細胞器——系統內的分工合作各個車間生產出零件組裝

手機成品細胞內也存在類似工廠的各種車間嗎？我們怎么才能看到這些“車間”呢？細胞內的各種“車間”有怎樣的結構和功能呢？細胞器

細胞內部就像一個繁忙的工廠，細胞質中有許多忙碌不停的“車間”——具有一定的結構和功能，這些“車間”統稱為細胞器一、細胞質細胞質的結構和功能顯微結構亞顯微結構掃描電子顯微鏡0.2μm0.2nm光學顯微鏡細胞質定義：在細胞膜以內、細胞核以外的原生質。細胞質細胞質基質呈液態(tài)膠狀的物質，是細胞進行新陳代謝的主要場所細胞器懸浮在細胞質基質中的具有特定的形態(tài)、結構和功能的小器室。包括：線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、核糖體、中心體、液泡、溶酶體等。分類

細胞的顯微結構（光鏡下）細胞器在哪里?細胞的亞顯微結構（電鏡下）線粒體高爾基體內質網溶酶體核糖體中心體細胞器的種類有：線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、核糖體、中心體、液泡、溶酶體等。

要研究各種細胞器的組成成分和功能，需要將這些細胞器分離出來，用什么方法分離各種細胞器呢？在細胞學說創(chuàng)立后的100年間，克勞德決心把細胞內部的組分分離開，探索細胞內組分的結構和功能?？藙诘聢孕?，要深入了解細胞的秘密，就必須將細胞內的組分分離出來。經過艱苦的努力，他終于摸索出采用不同的轉速對破碎的細胞進行離心的方法，將細胞內的不同組分分開。資料：

勇于探幽入微的克勞德差速離心法將勻漿放入離心管破壞細胞膜（形成由各種細胞器和細胞中其他物質組成的勻漿）將各種細胞器分離開（利用不同的離心速度所產生的不同離心力）用高速離心機在不同的轉速下進行離心分離細胞中各結構成分低速離心沉淀收集高速離心沉淀收集沉淀收集分布：形態(tài)：結構：成分：功能：普遍存在于動植物細胞中。新陳代謝旺盛的細胞含量多。大多數呈橢球形。雙層膜（外膜、內膜）、嵴、基質。含有與有氧呼吸有關的酶，少量DNA和RNA等。有氧呼吸的主要場所，提供能量約占細胞需能的95%。1.線粒體一.細胞器之間的分工

線粒體

思考：1.從結構上看，線粒體是有氧呼吸主要場所的原因？2.線粒體的內膜向內折疊形成嵴有什么意義？3.為什么線粒體多集中在新陳代謝比較旺盛的部位？含有多種與有氧呼吸有關的酶

增大內膜的表面積

線粒體為生命活動提供大量的能量例題1、德國科學家華爾柏在研究線粒體時，統計了各種動物部分細胞中線粒體的數量（見下表）。分析回答：肝細胞腎皮質細胞平滑肌細胞心肌細胞動物冬眠狀態(tài)下的肝細胞950個400個260個12500個1350個1、心肌細胞的線粒體數量最多，這是因為什么？2、動物冬眠狀態(tài)下的肝細胞中的線粒體比常態(tài)下多，這是為什么？3、從表中所示數據可以看出線粒體的多少與什么有關？答案：（1）心肌細胞運動量大，因不停的收縮舒張，需能多（2）冬眠時，動物維持生命活動的能量主要靠肝臟，肝臟代謝加強，需能多。（3）細胞新陳代謝的強弱。例題2、通常線粒體均勻分布在細胞質基質中，但在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中，例如：在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物的不同組織、器官的細胞中線粒體的數量也有很大差別，例如：線粒體數量在人的心肌細胞中比在人的平滑肌細胞中多。在不同的生物體，因為代謝程度的不同，線粒體數量也有差別，例如：一般動物中線粒體的數量，比植物細胞多一些，飛翔鳥類胸肌細胞線粒體數量比不飛翔鳥類的多。運動員肌細胞線粒體的數量比缺乏鍛煉的人多。在體外培養(yǎng)細胞時，新生細胞比衰老細胞或病變細胞的線粒體多。為什么？答案：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，能夠提供細胞生命活動需要的能量。鳥類飛翔，運動員運動需要大量能量，所以，飛翔鳥類胸肌細胞中、運動員肌細胞中的線粒體數量多。同樣道理，新生細胞的生命活動比衰老細胞、病變細胞旺盛，所以線粒體多?；＃耗覡罱Y構的薄膜是綠色的。2.葉綠體類囊體基粒分布：形態(tài)：結構：成分：功能：主要分布在葉肉細胞和幼嫩的皮層細胞中。呈球形或橢球形。雙層膜（外膜、內膜）基質、基粒?；Ｓ赡覡罱Y構(類囊體）堆疊而成。在類囊體上，有色素和酶。基質含酶。與光合作用有關的酶、色素及少量DNA和RNA等。光合作用的場所——“養(yǎng)料制造廠”和“能量轉換站”。2.葉綠體

葉綠體

思考：1.

葉綠體的結構與光合作用有什么關系？2.色素和酶分別位于什么地方？1,含有光合作用所需的色素和酶2,橢圓形的形態(tài)有利于多方向吸收光3,基粒由一個個的囊狀結構堆疊起來能充分吸收光色素:囊狀結構薄膜(類囊體）上酶:囊狀結構薄膜和基質

比較線粒體與葉綠體不同相同分布功能膜DNA和RNA

線粒體葉綠體動植物細胞植物的葉肉細胞有氧呼吸主要場所光合作用場所兩層膜兩層膜

有

有3、內質網內質網結構示意圖電鏡下的內質網有機物的合成車間比喻：內質網分布：類型粗面型內質網：滑面型內質網：形態(tài)結構：有機物的合成車間絕大多數動植物細胞都有內質網。細胞核附近較多，并與核膜有一定的聯系。由單層膜結構連接而成的網狀物內質網比喻：表面附有核糖體；擴大細胞的膜面積；與分泌蛋白質的加工、運輸有關。蛋白質在核糖體上合成后通過內質網的孔隙進入內質網腔進行折疊、組裝、糖基化、形成二硫鍵等，不能被加工的很快在腔內被降解?；嫘蛢荣|網與糖類、脂質的合成有關，并具有分泌功能。合成代謝旺盛的細胞中，內質網比較發(fā)達。

內質網－核糖體單層膜由膜連接而成的網狀結構，是細胞內蛋白質合成和加工（粗面），以及脂質合成（滑面）的“車間”糙面內質網滑面內質網增大了細胞內的膜面積.1ml肝細胞的內質網展平連接后可得11平方米的膜表面積。在內質網的膜上，有許多酶(與蛋白質、脂質和糖類的合成有關的酶)。存在：形態(tài)結構：主要功能：附著在粗面內質網上或游離在細胞質基質中橢球形的粒狀小體，無膜結構.真核細胞內可達數萬。生產蛋白質的“機器”(細胞內合成蛋白質的場所)4.核糖體成分:RNA和蛋白質游離核糖體：合成的蛋白質，多數分布在細胞質基質中或細胞本身生長所需，如呼吸酶、血紅蛋白等。附著核糖體：合成某些專供輸送到細胞外面的蛋白質(分泌蛋白)，如抗體、酶原、蛋白質類激素等。兩種核糖體的功能：主要是細胞外蛋白主要是細胞內結構蛋白附著態(tài)核糖體游離態(tài)核糖體存在部位：動植物細胞中細胞核附近形態(tài)結構：扁平小囊和小泡，單層膜主要功能：對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝高爾基體——蛋白質的“加工車間”和“發(fā)送站”5.高爾基體1.與植物細胞細胞壁形成有關2.與動物細胞分泌物的形成有關分布：幾乎存在于所有的動物細胞中。結構：功能：細胞內具有單層膜構成的囊狀結構的細胞器，含有多種水解酶類。是細胞內的“消化車間”，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。6.溶酶體7.液泡存在：植物細胞；成熟的植物細胞占體積的90%結構：液泡膜;細胞液（單層膜）成分:含糖類、無機鹽、色素、蛋白質、有機酸、生物堿等功能：調節(jié)植物細胞內的滲透壓，使細胞保持堅挺。液泡

植物細胞液泡內的水狀液體，是細胞代謝作用的產物，其中溶解著有機酸、生物堿、糖類、蛋白質、鹽類和色素（花青素）等。植物的花、葉、果實的顏色，除綠色之外，大多由此產生。由于細胞液中含有很多溶解物質，因而具有較高的滲透壓，可以維持一定膨壓。細胞液中常含有特殊氣味的物質，起到殺菌和防腐作用。細胞液也是藥用和工業(yè)用物質的來源，如毛地黃的強心苷，茶葉的鞣質，治療瘧疾的奎寧堿和常山堿，鎮(zhèn)痛止咳的嗎啡，治療哮喘的麻黃堿等。分布：結構：功能：存在于動物細胞和低等植物細胞中，通常位于細胞核附近。由兩個相互垂直的中心粒及其周圍物質組成。動物細胞的中心體與有絲分裂有關。8.中心體成分：呈膠質狀態(tài)。含有水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶。功能：進行多種化學反應。細胞質基質

各種細胞器的比較表細胞器分布膜結構功能線粒體葉綠體液泡溶酶體內質網高爾基體核糖體中心體

植物細胞動、植物細胞動、植物細胞動物、低等植物細胞

雙層膜單層膜無膜有氧呼吸的主要場所光合作用的場所與能量代謝有關與細胞的滲透（即細胞的吸水和失水）有關消化吞入的顆粒及衰老無用的細胞碎片

蛋白質的運輸合成加工與蛋白質、脂類、糖類合成有關，是蛋白質等的運輸通道與動物細胞分泌物加工形成和轉運排出有關，與植物細胞壁形成有關合成蛋白質的場所與動物細胞、低等植物細胞有絲分裂有關

細胞骨架（決定細胞形狀）蛋白質纖維構成的網架結構,與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量交換、信息傳遞等生命活動密切相關。微絲（肌動蛋白）微管微絲微管微管線粒體質膜內質網核糖體微絲分布：動、植物細胞共有的細胞器是：細胞器歸類分析線粒體、高爾基體、內質網和核糖體共四種。高等植物成熟細胞特有的細胞器是：葉綠體和大液泡。動物細胞和低等的植物細胞特有的細胞器是:中心體。結構：具有“膜結構”的細胞器是：具有雙層“膜結構”的細胞器是：無“膜結構”的細胞器是：線粒體、葉綠體，（細胞核膜有雙層膜，但不屬于細胞器）。線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、液泡、溶酶體。核糖體、中心體。功能：具有獨立遺傳功能的細胞器（含核酸）是：線粒體、葉綠體。與能量轉換有關的細胞器是：線粒體、葉綠體。動、植物細胞都有，但功能不同的細胞器是：高爾基體。含有色素的細胞器是：葉綠體、液泡。2.(1)．只存在于植物細胞中的細胞器：

(2)、動、植物細胞中形態(tài)相同、功能可能不同的細胞器：(3)、根尖分生區(qū)沒有的細胞器：

(4)．原核細胞中具有的細胞器：

(5)、真核細胞中細胞器的質量大?。?/p>

葉綠體高爾基體葉綠體、中心體、液泡核糖體；葉綠體＞線粒體＞核糖體。(6)．有關膜結構的細胞器：(7)．具有核酸的細胞器：

(8)、能自我復制的細胞器：(9)．有“能量轉換器之稱”的細胞器：

(10)、產生ATP的場所：(11)．能形成水的細胞器：

(12)．與主動運輸有關的細胞器：線粒體、葉綠體、核糖體線粒體、葉綠體、中心體（細胞核中的染色體）線粒體、葉綠體；線粒體、葉綠體、細胞質基質葉綠體、線粒體、核糖體。核糖體（載體合成）、線粒體（提供能量）(13)．參與細胞分裂的細胞器：(14)．將質膜與核膜連成一體的細胞器：

(15)．淚腺細胞分泌淚液，淚液中有溶菌酶，與此生理功能有關的細胞器：核糖體（間期蛋白質的合成）、中心體（動物）、高爾基體（植物）、線粒體。

內質網核糖體、內質網、高爾基體、線粒體(16)．含有色素的細胞器：(17)．與脂類及多糖合成有關的細胞器：葉綠體、有色體、液泡。有色體和葉綠體中均含有葉黃素和胡蘿卜素，液泡的細胞液中含有花青素等色素。內質網復習：1、線粒體2、內質網4、高爾基體與蛋白質合成有關的細胞器：核糖體與蛋白質合成和加工有關的細胞器：內質網與蛋白質分類、加工和包裝有關的細胞器：高爾基體1、觀察葉綠體：

取材（蘚類、菠菜葉等）、制片、觀察

2、線粒體的觀察：

取材（口腔上皮細胞）、染色、制片、觀察染色：健那綠+線粒體→藍綠色。

三、實驗：

用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體想一想：能不能用植物葉肉細胞觀察線粒體？為什么要將健那綠溶解在生理鹽水中？3．染色葉綠體呈綠色，不需染色,線粒體需用

----染液染色，染色后為

色。健那綠藍綠4．實驗流程(1)觀察葉綠體(2)觀察線粒體1．實驗材料的選取(1)觀察葉綠體常選用蘚類葉片，這是因為蘚類葉片很薄，僅有一兩層葉肉細胞。若選用菠菜葉作為材料，要撕取帶少許葉肉的下表皮，因為接近下表皮的葉肉細胞是海綿組織，細胞排列疏松，易撕取，且所含葉綠體數目少，但個體大，便于觀察。(2)觀察線粒體不選取植物細胞的原因是經健那綠染色的線粒體顏色與葉綠體顏色相近，會掩蓋并影響對線粒體的觀察。特別提醒2．實驗注意事項(1)制作觀察葉綠體的臨時裝片時要隨時保持著水狀態(tài)，以免影響細胞活性。(2)取人口腔上皮細胞時，要先漱凈口腔，防止雜質對觀察物像的干擾。(3)健那綠染液是專一性用于線粒體染色的活細胞染料，需要溶解于生理鹽水中，保證染色后不影響細胞的正常形態(tài)。人的口腔上皮細胞（在光學顯微鏡下可以觀察到）線粒體短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等（在光學顯微鏡下可以觀察到）橢球形或球形、綠色【鞏固2】

下列有關觀察葉綠體和線粒體實驗的敘述，錯誤的是(

)。A．在高倍顯微鏡下，葉綠體和線粒體的結構清晰可見B．觀察葉綠體時，應保證臨時裝片中的葉片保持有水狀態(tài)C．健那綠染液可將線粒體染成藍綠色D．高倍顯微鏡下葉綠體一般呈綠色、扁平的橢球形或球形解析高倍鏡下，只能看到葉綠體、線粒體的形態(tài)，而無法看到其結構。答案

A3、實驗拓展：（1）強光下，葉綠體以

對光；

弱光下，葉綠體以

對光；

黑暗處，葉綠體無規(guī)則分布在細胞質中。（2）線粒體的數量與細胞的代謝有關：

代謝越旺盛的細胞，線粒體的數量就

。

新生細胞比衰老或病變細胞的線粒體。橢球形的側面越多橢球形的正面多

3分鐘后標記的氨基酸出現在附有核糖體的內質網中。

科學家用３Ｈ標記亮氨酸供給豚鼠的胰腺細胞以合成蛋白質。

17分鐘后，標記的氨基酸出現在高爾基體中。

117分鐘后，標記的氨基酸出現在細胞膜內運輸蛋白質的小泡及細胞外的分泌物中。二.細胞器之間的協調配合資料分析:分泌蛋白的合成與運輸

3min17min117min核糖體

內質網腔

高爾基體

細胞膜內質網以類似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡離開內質網，移動到高爾基體與高爾基體融合，成為高爾基體的一部分。高爾基體邊緣“突起”形成小泡，

移動到細胞膜與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分。合成、加工、分泌

在蛋白質的合成、運輸與分泌過程中還需要能量，這些能量主要是由線粒體通過有氧呼吸合成的ATP提供的。線粒體的內膜上有進行有氧呼吸所需的各種酶。

由此可見，細胞內的各種生物膜不但在結構上互相聯系，在功能上也是既有分工又相互聯系的。各種生物膜的分工合作、相互配合是細胞生命活動協調進行的結構與功能的基礎。核糖體內質網高爾基體合成加工加工胞外粗面內質網囊泡囊泡細胞之間的協調配合線粒體為反應提供能量細胞之間的協調配合細胞的生物膜系統成分相似：結構相似：生物膜系統：都含有磷脂、蛋白質和糖類。都如同細胞膜的結構由細胞器膜和細胞膜、核膜等結構共同構成的。三.細胞的生物膜系統1）直接聯系：內質網膜向內與核膜相連，向外與細胞膜相連。各種生物膜系統在結構上的聯系2）間接聯系：內質網膜、高爾基體膜、細胞膜、核膜、線粒體膜之間的關系如圖所示線粒體膜

核膜——內質網膜——高爾基體膜——細胞膜囊泡出芽囊泡出芽3）生物膜的化學組成：各種生物膜的化學組成大致相同。

3、將細胞分隔成許多小區(qū)室，使各種化學反應能同時進行而不互相干擾,保證生命活動高效、有序地進行。生物膜的功能1、使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境。在物質的運輸、能量交換、信息傳遞中起決定性作用。

2、為多種酶提供附著位點，是許多生化反應的場所。3.用顯微鏡觀察小麥根毛細胞時，觀察不到的一組細胞器是（ ）①線粒體②葉綠體③液泡④高爾基體⑤中心體①④ B.②⑤ C.①③ D.②④B

4.將下列細胞或細胞器置于蒸餾水中，不會破裂的是

A.紅細胞

B.葉綠體

C.線粒體

D.洋蔥表皮細胞D5.在線粒體、葉綠體和高爾基體中都含有的化學成分是：()A.磷脂和蛋白質

B．脂肪和核酸

C.蛋白質和核酸

D.膽固醇和淀粉A6．分泌蛋白（如胰蛋白酶）在附著于內質網上的核糖體中合成后，運輸方向是（

）A.內質網→細胞膜→高爾基體

B.高爾基體→內質網→細胞膜C.內質網→高爾基體→細胞膜

D.細胞膜→內質網→高爾基體C7.動物細胞中高爾基體含量最多的細胞是

（）

A.神經細胞

B.肌細胞

C.腺細胞

D.紅細胞C8、鳳仙花的紫紅色花瓣，能擠搓出紫紅色的汁液。它主要來自細胞中的（）A、葉綠體 B、內質網 C、液泡 D、細胞質基質9、下列物質在核糖體內合成的是（）A、性激素 B、淀粉 C、消化酶 D、脂肪10、用電子顯微鏡觀察小麥根毛細胞，看不到的是()A、液泡、葉綠體 B、高爾基體、核糖體C、線粒體、內質網 D、葉綠體、中心體CCD11、下列關于葉綠體和線粒體結構與成分的敘述，正確的是（）A、兩者可以分布于不同的細胞中B、兩者結構內都含有色素C、構成兩者的化學成分相同D、兩者所含有的酶相同12、在細胞質中，與核膜、細胞膜具有結構聯系的細胞器是（