資源簡介

(共36張PPT)
第3章 細胞的基本結構
第2節 細胞器之間的分工合作
細胞在生命活動中時刻發生著物質和能量的復雜變化
在細胞質中有許多忙碌不停的“部門”，這些“部門”都有一定的結構，如線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、溶酶體、核糖體等，它們統稱為細胞器(organelle)。
一、細胞器之間的分工
細胞質中還有呈溶膠狀的細胞質基質，細胞器就分布在細胞質基質中。
細胞器之間的分工細胞中各種細胞器的形態、結構不同，在功能上也各有分工。
光學顯微鏡下看到的細胞結構——顯微結構模式圖
動物細胞亞顯微結構模式圖
植物細胞亞顯微結構模式圖
電子顯微鏡下看到的細胞結構
——亞顯微結構
分辨率0.2μm
分辨率0.2nm
顯微結構和亞顯微結構的區別
顯微結構（光學顯微鏡下）
亞顯微結構（電子顯微鏡下）
采取逐漸提高離心速率分離大小不同的細胞器
獲得不同大小顆粒的細胞器
差速離心法
將細胞膜破壞
將勻漿放入離心管
如何分離各種細胞器？
以逐步增高的轉速重復離心，利用不同的離心速度所產生的不同離心力，使細胞器分離開
分離各種細胞器的方法——差速離心法
細胞壁
細胞膜
細胞質
細胞核
核膜
核仁
細胞壁
細胞壁位于植物細胞細胞膜的外面，主要由纖維素和果膠構成，對細胞起支持與保護作用。
線粒體
葉綠體
形態：
功能：
線形、短棒狀
結構
分布:
動植物等真核生物（細胞），，代謝旺盛的細胞部位分布多
線粒體
基質
外膜
內膜
嵴
雙層膜
外膜
內膜
基質：
向內突起
嵴
有氧呼吸的主要場所---“動力車間”，提供細胞生命活動所需的95%的能量
含少量DNA、RNA和與有氧呼吸有關酶
【哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核，也沒有細胞器】
是植物細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”
分布：
結構：
形態:
功能：
扁平的橢球形或球形
雙層膜（外膜、內膜）、基粒（多個類囊體堆疊而成）、基質（含少量DNA、RNA和與光合作用有關酶）
光合作用的場所
葉綠體
綠色植物的綠色部分
含有和光合作用有關的色素（脂溶性色素）
粗面內質網上附著有核糖體
粗面內質網
滑面內質網
形態與結構：
分類與功能：
粗面內質網：
光面內質網：
由單層膜連接而成的管狀、泡狀、扁平囊狀結構連接而成的內腔相通的膜性管道系統
分布:
動植物都有，分布最廣泛，外連細胞膜，內連核膜
膜上附著核糖體，參與蛋白質的合成與加工。
脂質、糖類等的合成“車間”
內質網
對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發送站”
分 布:
結構:
功能:
單層膜的囊狀物，有大、小囊泡
植物細胞中與細胞壁的形成有關
動物細胞中與細胞分泌物（如分泌蛋白）的形成有關
高爾基體
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”
是一種單層膜的囊狀小泡。
動植物細胞，主要分布在動物細胞
含有多種水解酶。是細胞的“消化車間”。
溶酶體
結構：
功能：
分布：
溶酶體
液泡
分布：
功能：
結構：
主要存在于植物細胞，成熟植物細胞最大的細胞器
單層膜，液泡膜內液體叫細胞液，含有水、糖類、無機鹽、色素（水溶性色素）、蛋白質等
可以調節植物細胞內的環境，充盈的液泡還可使植物細胞保持堅挺。
是合成蛋白質的場所
游離在細胞質基質中（主要合成胞內蛋白）
附著在內質網上（主要合成胞外蛋白）
(氨基酸脫水縮合形成合成肽鏈)
——蛋白質的“裝配車間”
無膜結構，由蛋白質和某種RNA（rRNA）組成。
核糖體
結構：
功能：
原核細胞、真核細胞中都有分布的唯一細胞器。
分布：
中心體
分布:
功能：
結構:
動物細胞和某些低等植物的細胞
無膜結構，兩個互相垂直排列的中心粒及周圍物質組成
與細胞的有絲分裂有關
總是位于細胞核附近的細胞質中，接近于細胞的中心，因此叫中心體
中心體
分類依據 特點 細胞器種類
分布 植物細胞有，動物細胞無
動物細胞和某些低等植物細胞特有
動植物細胞共有
真核、原核細胞共有
特殊成分 含DNA
含RNA
含色素
功能 能量轉換
參與分泌蛋白的合成、加工、運輸
與多糖合成有關
動物細胞：與細胞分泌物的形成有關 植物細胞：與植物細胞壁的形成有關
葉綠體、液泡
中心體
核糖體、內質網、高爾基體、線粒體等
核糖體
線粒體、葉綠體
線粒體、葉綠體、核糖體
葉綠體、部分細胞的液泡
葉綠體、線粒體
核糖體、內質網、高爾基體、線粒體
葉綠體、高爾基體
高爾基體
細胞質
細胞質基質:
細胞器:
許多化學反應在此進行
線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、核糖體、溶酶體、中心體、液泡等
呈溶膠狀，由水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶組成
（細胞質中忙碌不停的，有一定結構的“部門”）
細胞骨架
1、維持細胞形態、錨定并支撐著許多細胞器
蛋白質纖維組成的網架結構
功能：
2、與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉換、信息傳遞等生命活動有關
形態結構：
1.實驗目的：
（1）使用高倍顯微鏡觀察葉綠體的形態和分布
（2）觀察細胞質的流動，理解細胞質的流動是一種生命現象
2.實驗原理：
（1）葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，不需染色，制片后直接觀察。
（2）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。
用高倍顯微鏡觀察 葉綠體和細胞質的流動
探究實踐
實驗材料
新鮮的蘚類葉（或菠菜葉）、新鮮的黑藻
實驗原理
（1）葉綠體
高倍顯微鏡下
呈綠色、扁平的橢球或球形
（2）實驗原理：活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態。觀察細胞質的流動，可用細胞質基質中葉綠體的運動作為標志
（1）觀察植物細胞中的葉綠體：
制作臨時裝片
在載玻片中央第一滴滴清水
蘚類小葉（或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮）放入水滴中展平
蓋上蓋玻片
觀察：先用低倍顯微鏡觀察，再用高倍顯微鏡觀察（高倍顯微鏡下可見葉綠體散布于細胞質中，呈綠色、扁平的橢球或球形）
實驗過程
（2）觀察黑藻葉肉細胞中細胞質的流動：
制片
供觀察用的黑藻，事先應放在光照、室溫條件下培養
將黑藻從水中取出，用鑷子從新鮮枝上取一片幼嫩的小葉，放在載玻片的水滴中，蓋上蓋玻片
觀察
先用低倍鏡找到黑藻葉肉細胞
再換用高倍鏡觀察，注意觀察葉綠體隨著細胞質流動的情況，可觀察到每個細胞中細胞質流動的方向是不定的
(1)葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，隨細胞質流動，自身也可轉動。
(2)每個細胞中細胞質流動的方向一致，其流動方式為環流式。
實驗結論
1、葉綠體的形態和分布,與葉綠體的功能有什么關系
2、植物細胞的細胞質處于不斷流動的狀態，這對于活細胞完成生命活動有什么意義
葉綠體的形態和分布有利于接受光照，進行光合作用。例如，葉綠體大多呈橢球形，在不同光照條件下會改變方向。在弱光下，葉綠體以其橢球體的正面朝向光源，在強光下，葉綠體以其橢球體的側面朝向光源。這使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照，在強光下能避免葉綠體被灼傷。
細胞質是細胞代謝的主要場所。細胞質中含有細胞代謝所需要原料、代謝所需的催化劑酶、細胞器等物質和結構。細胞質的流動，為細胞內物質運輸創造了條件，從而保障了細胞生命活動的正常進行。
討論：
二、細胞器之間的協調配合--
以分泌蛋白的合成與運輸過程為例
指在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質。如消化酶、抗體和一部分激素。
1、分泌蛋白
用3H標記亮氨酸
蛋白質的合成和運輸過程
追蹤
2、研究方法：
同位素標記法(P51)
——同位素標記法（同位素示蹤法）
同位素：質子數相同、中子數不同的原子，如1H(1質，0中)、2H(1質，1中)、3H(1質，2中)
方法
示蹤
放射性同位素：14C、32P、3H、35S等
非放射性同位素（穩定同位素）：15N、18O等
性質：化學性質相同，物理性質有差異
同位素標記法：利用特殊同位素標記反應中原子的流向
(黑點代表未被標記的分泌蛋白，紅點代表被標記的分泌蛋白)
豚鼠胰腺腺細胞分泌物形成過程
在豚鼠胰腺腺泡細胞中注射３Ｈ標記的亮氨酸
在分泌蛋白的合成、加工、運輸的過程中，需要消耗能量。
這些能量主要來自線粒體。
① 首先，在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。
② 當合成了一段肽鏈后，這段肽鏈會與核糖體一起轉移到粗面內質網上繼續其合成過程，并且邊合成邊轉移到內質網腔內，再經過加工、折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質。
③ 內質網膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質離開內質網，到達高爾基體，與高爾基體膜融合，囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。
④ 高爾基體還能對蛋白質做進一步的修飾加工，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質的囊泡。囊泡轉運到細胞膜，與細胞膜融合，將蛋白質分泌到細胞外（圖3-8）。
P52頁
細胞器之間的協調配合——分泌蛋白的合成與運輸
脫水縮合
盤曲折疊
成熟的蛋白質
線粒體（提供能量）
核糖體
內質網
高爾基體
細胞膜
細胞外
囊泡
囊泡
加工修飾
氨基酸
合成
胞吐
短肽
繼續合成
初加工
具有一定空間結構的蛋白質
進一步
加工
分類包裝
分泌
3. 結合蛋白質的合成過程以及各細胞器的功能，嘗試完整描述分泌蛋白合成和運輸的過程。
4．分泌蛋白合成和分泌的過程中需要能量嗎？能量由哪里提供？
需要，由線粒體提供
游離核糖體
粗面內質網
肽鏈與核糖體轉移到粗面內質網
高爾基體
細胞膜
出芽形成囊泡
出芽形成囊泡
合成一段肽鏈
經加工、折疊為有一定空間結構的蛋白質
進一步加工修飾為成熟蛋白質
分泌特定功能蛋白質
線
粒
體
供
能
生物
膜
流
動
性
（1）圖甲表示用放射性元素標記某種氨基酸，追蹤不同時間放射性元素在細胞器中的分布情況，依據放射性元素出現的先后順序判斷，a、b、c分別是什么細胞器？
核糖體、內質網、高爾基體
（2）圖乙表示一定時間內細胞結構的膜面積隨時間的變化，請問d、e、f分別是什么結構？
內質網、細胞膜、高爾基體
拓展
（1）圖甲表示用放射性元素標記某種氨基酸，追蹤不同時間放射性元素在細胞器中的分布情況，依據放射性元素出現的先后順序判斷，a、b、c分別是什么細胞器？
（2）圖乙表示一定時間內細胞結構的膜面積隨時間的變化，請問d、e、f分別是什么結構？
（4）為什么各種膜之間可以相互轉化？
各種膜的成分都是有脂質和蛋白質等構成的
（3）圖丙表示分泌蛋白合成和分泌前后細胞結構和膜面積變化，則g、h、i分別是什么結構？
內質網、高爾基體、細胞膜
1、生物膜系統的組成與功能
（1）組成：細胞膜、核膜和各種細胞器膜等
注意：生物膜系統只存在于真核細胞
判斷對錯
生物膜系統是對生物體內所有膜結構的統稱。
生物膜是細胞的概念，而不是生物體的概念。
例如：眼角膜，胃粘膜就不屬于生物膜。
三、細胞的生物膜系統
（1）組成：細胞膜、核膜和各種細胞器膜等
真核細胞生物膜系統
（2）功能：
①細胞膜
保障細胞內部環境的相對穩定
使細胞內部區域化，保證生命活動高效、有序地進行
②其他膜
為酶提供了大量的附著位點
物質運輸、能量轉換、信息傳遞
2、各生物膜之間的聯系
（1）成分上的聯系
①生物膜組成成分基本相似：均主要由脂質、蛋白質等組成，都具有一定的流動性，體現生物膜系統的統一性。
②每種成分所占的比例不同，體現了生物膜系統的差異性。
（2）結構上的聯系
細胞膜
核膜
內質網膜
直接聯系
間接聯系
囊泡
高爾基體膜
囊泡
間接聯系

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