第6講

細(xì)胞器之間的分工合作生物學(xué)必修一《分子與細(xì)胞》細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。闡明細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動(dòng)。舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。內(nèi)容要求目錄Contents01細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法02生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能03細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)04新住宅裝修后分隔成客廳、餐廳、廚房、臥室，這樣分隔有什么作用?細(xì)胞內(nèi)要進(jìn)行各種各樣的生命活動(dòng)，細(xì)胞是怎樣防止這些生命活動(dòng)的相互干擾?00復(fù)習(xí)引入401細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞器模式圖寫出各種細(xì)胞器的名稱、結(jié)構(gòu)和功能：501細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞器模式圖寫出各種細(xì)胞器的名稱、結(jié)構(gòu)和功能：601細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能前概念檢測①進(jìn)行光合作用的生物都有葉綠體；

②進(jìn)行有氧呼吸的生物都有線粒體；

③細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的成分和功能是相同的；④有中心體的一定是動(dòng)物細(xì)胞；⑤所有植物細(xì)胞都有細(xì)胞壁、大液泡和葉綠體。判斷以下問題并說明理由：701細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.雙層膜結(jié)構(gòu)，含有DNA和RNA，以及核糖體。2.有氧呼吸的主要場所。3.線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，是細(xì)胞的"動(dòng)力車間"。細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，大約95%來自線粒體。801細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.雙層膜結(jié)構(gòu)，含有DNA和RNA,以及核糖體。2.光合作用的主要場所。3.葉綠體是綠色植物能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞含有的細(xì)胞器，是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。901細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是單層膜圍成的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著大量核糖體）和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（極少附著核糖體）。3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)合成和加工的場所，還是脂質(zhì)合成的車間。1001細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試高爾基體主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”。與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)。1101細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.溶酶體由單層膜圍繞而成。2.溶酶體含有酸性水解酶，可以分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的細(xì)菌的病毒。1201細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試液泡主要存在于植物細(xì)胞中，內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。1301細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.核糖體由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，包括兩個(gè)亞基。2.核糖體是蛋白質(zhì)合成場所。3.核糖體通常附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或者游離在細(xì)胞質(zhì)中。1401細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能“三圖”對照三維模式圖：美觀

電鏡圖：科學(xué)

二維平面圖：應(yīng)試1.由兩個(gè)互相垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成。2.中心體存在于動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞。3.中心體與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。15核糖體由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，包括兩個(gè)亞基核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所核糖體常附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜上，或者游離在細(xì)胞質(zhì)中線粒體具有雙層膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖體線粒體是有氧呼吸的主要場所，是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”葉綠體具有雙層膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖體葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞所含有的細(xì)胞，是“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”液泡主要存在于植物細(xì)胞中，由單層膜構(gòu)成植物液泡內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等（可視作儲存場所），可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡能使植物堅(jiān)挺內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)連接形成的一個(gè)連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著大量核糖體）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（不附著核糖體）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)合成、加工場所和運(yùn)輸通道高爾基體由單層膜圍成的扁平囊狀和囊泡狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成高爾基體主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝的“車間”和“發(fā)送站”，是細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸?shù)臉屑~01細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能16中心體存在于動(dòng)物細(xì)胞和（某些）低等植物細(xì)胞中中心體由一組相互垂直的中心粒及周圍物質(zhì)構(gòu)成中心體與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)溶酶體主要分布在動(dòng)物細(xì)胞中，由單層膜構(gòu)成溶酶體是細(xì)胞內(nèi)的“消化車間”，內(nèi)含酸性水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的細(xì)菌和病毒核糖體由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，包括兩個(gè)亞基核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所核糖體常附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜上，或者游離在細(xì)胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)連接形成的一個(gè)連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著大量核糖體）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（不附著核糖體）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)合成、加工場所和運(yùn)輸通道高爾基體由單層膜圍成的扁平囊狀和囊泡狀結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成高爾基體主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝的“車間”和“發(fā)送站”，是細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸?shù)臉屑~線粒體具有雙層膜，含有核酸（DNA和RNA）和核糖體線粒體是有氧呼吸的主要場所，是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”01細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能1701細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞器的這種結(jié)構(gòu)跟它的功能有什么聯(lián)系?不同細(xì)胞同一種細(xì)胞器形態(tài)一樣嗎?名稱形態(tài)功能核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體線粒體葉綠體液泡中心體溶酶體細(xì)胞器形態(tài)會(huì)不會(huì)發(fā)生改變?種類、數(shù)量會(huì)不會(huì)發(fā)生變化?為什么?1801細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞骨架支持著各種細(xì)胞器。細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持著細(xì)胞形態(tài)，錨定并支撐著許多細(xì)胞器，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。1902細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法①科學(xué)家進(jìn)行細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能研究采用了哪些方法?②觀察線粒體、葉綠體的實(shí)驗(yàn)在材料的選擇和處理上有什么要求?為什么?③差速離心和密度梯度離心有什么區(qū)別?④科學(xué)家是如何研究分泌蛋白的合成和分泌過程的?前概念檢測2002細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法為什么有的細(xì)胞器呈紅色，有的呈黃色?觀察沒有顏色的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般需要染色，選材要考慮材料是否容易獲取等。21科學(xué)家在研究葡萄糖-6-磷酸酶（一種酸性水解酶）時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些酶位于差速離心法分離得到的膜性結(jié)構(gòu)中。1955年這些膜性結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器被命名為“溶酶體”。同一年，科學(xué)家對酸性磷酸酶染色處理的方法，在光學(xué)和電子顯微鏡下觀察到了溶酶體——它居然不是通過顯微鏡發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞器。高爾基體囊泡狀的結(jié)構(gòu)還沒有發(fā)育成成熟的溶酶體，對上述染色方法不反應(yīng)，因此不能通過上述染色處理觀察。02細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法①差速離心法主要是采取逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒的方法。此法適用于混合樣品中各結(jié)構(gòu)大小差別較大組分的分離。②密度梯度離心法用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過重力或離心力場的作用使細(xì)胞分層、分離。222302細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法同一元素中，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子為同位素，如16O、18O，12C與14C。用物理性質(zhì)特殊的核素來標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向，就是同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記可用于示蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。高中教材涉及的放射性核素有3H、14C、35S、32P，非放射性核素有18O、15N等。03生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能24前概念檢測①生物膜系統(tǒng)指生物體內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)；

②生物膜系統(tǒng)的各個(gè)結(jié)構(gòu)可通過囊泡進(jìn)行直接聯(lián)系；

③原核生物、病毒類生物無生物膜系統(tǒng)；

④囊泡的運(yùn)輸方向只能從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體；

⑤分泌蛋白、膜蛋白都要由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體合成、加工、運(yùn)輸。判斷以下問題并說明理由：03生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能25①視頻中有哪些細(xì)胞器?②分泌蛋白、膜蛋白的形成過程有何異同?③細(xì)胞是如何決定囊泡的運(yùn)輸方向?④為什么一些酶要附著在生物膜上面?03生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能26分泌蛋白的合成和運(yùn)輸體現(xiàn)細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合游離的核糖體合成一段肽鏈（隨后暫停）。合成的一段肽鏈和核糖體轉(zhuǎn)移至粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)繼續(xù)多肽鏈的合成，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對多肽鏈進(jìn)行加工、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成囊泡包裹著蛋白質(zhì)離開，轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，與高爾基體膜融合。高爾基體對蛋白質(zhì)做進(jìn)一步的修飾加工，然后高爾基體形成囊泡（分泌小泡）包裹著蛋白質(zhì)離開。分泌小泡轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合，小泡中的分泌蛋白質(zhì)分泌出去。03生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能游離的核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體質(zhì)膜分泌小泡線粒體葉綠體細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)囊泡囊泡信號序列高爾基體是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)囊泡運(yùn)輸?shù)臉屑~囊泡2703生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中含有對蛋白質(zhì)糖基化的酶，糖蛋白就是它們加工生成的。溶酶體膜上的糖蛋白朝向溶酶體內(nèi)側(cè)，而細(xì)胞膜上的糖蛋白朝向細(xì)胞外側(cè)（一般認(rèn)為溶酶體膜上的糖蛋白具有保護(hù)溶酶體免受自身酸性水解酶分解的作用，細(xì)胞膜上的糖蛋白則是與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。）二、拓展題溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會(huì)被這些水解酶分解？嘗試提出一種假說，解釋這種現(xiàn)象。如有可能，通過査閱資料驗(yàn)證你的假說。2803生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。生物膜在組成成分和結(jié)構(gòu)上相似，結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系。生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞生命活動(dòng)中作用極為重要。細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點(diǎn)。細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開，這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)互相干擾，保證生命活動(dòng)有序高效進(jìn)行?？谇火つ?、消化道黏膜實(shí)際上為一層上皮組織，并不屬于生物膜系統(tǒng)。2904用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)取材：用鑲子取一片蘇類的小葉（或者取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮）放入盛有清水的培養(yǎng)皿中制作臨時(shí)裝片：往載玻片羔中央滴一滴清水一用鑲子夾住所取的葉放入水滴中蓋上蓋玻片觀察：低倍鏡下找到需要觀察的葉綠體-高倍鏡下可見生絲散布于細(xì)胞質(zhì)中，呈綠色