1、第3章 细胞的基本结构,第2节 细胞器系统内的分工合作,一、细胞的显微结构与亚显微结构,在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。,细胞质：细胞膜以内，细胞核以外的部分。,包括：细胞质基质和细胞器,不同功能的细胞，细胞器的种类与数量有区别。,一.细胞质的结构和功能 P47,细胞质 基 质 胶质状态,成分:,功能,是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件,细胞器,水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶,线粒体,内质网,核糖体,高尔基体,液泡,叶绿体,中心体,细胞质,分离各种细胞器的方法：差速离心法,1、线粒体,线粒体“动力车间”,有研究表明，马拉松运动
2、员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？P45？,外膜,内膜,嵴,外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）,形状：,功能：,椭球形 ，粒状或棒状,结构：,有氧呼吸的主要场所,思考,P45 ？问题,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。飞翔的鸟类胸肌细胞等需要大量的能量。因此线粒体在新陈代谢旺盛的细胞比较多。 动物细胞中线粒体的数量比植物细胞多。,线粒体：有氧呼吸的主要场所-“动力车间”线粒体,外膜：控制物质进出线粒体内膜：向内折叠成嵴使膜面积增大基质:含有DNA 、RNA等成分,分布着多种与呼吸作用有关的酶,2、叶绿体,叶绿体“养料制造车间”和“能量
3、转换站”,结构：,形状：,扁平的椭球形或球形,外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA、RNA酶和色素）,叶绿体：光合作用的场所“养料制造车间”和“能量转换站”,叶绿体,外膜内膜基质：含少量DNA、RNA、酶和色素基粒：由2至100个类囊体堆叠形成，分布四种光合色素、酶，故基粒呈绿色,控制物质进出细胞,思考,叶绿体存在于哪些细胞中？,分布于绿色植物的见光部位，主要存在于绿色植物叶肉细胞及部分幼茎的皮层细胞及保卫细胞中根细胞中无叶绿体, 线粒体和叶绿体比较表,光合作用的场所,有氧呼吸的主要场所,都含有少量的DNA和RNA（都能自我复制）,含与暗反应有关的酶,含与有氧呼吸有关酶,由囊状的结构堆叠而成，
4、含色素和酶(与光反应有关),是一层光滑的膜,向内折叠形成嵴,与周围的细胞质基质分开,扁平的椭球形或球形,椭球形,绿色植物的叶肉细胞,动、植物细胞中,3、内质网,分布：,类型,粗面内质网：与分泌蛋白的合成、加工、运输有关,滑面内质网：与脂质和某些糖类的合成有关,形态结构：,内质网-蛋白质合成和加工，脂质合成的“车间”,动、植物细胞,单层膜,内质网存在的意义,增大细胞内膜面积是细胞中表面积最大、分布最广的膜结构。参与运输,核糖体“生产蛋白质的机器”,4、核糖体,存 在：,形态结构：,主要功能：,附着在内质网上或游离在细胞质基质中,椭球形的粒状小体，无膜结构,合成蛋白质的场所,核糖体存在于一切细胞中
5、，除哺乳动物成熟的红细胞外,5、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、单层膜结构,主要功能,与细胞分泌物的形成有关,对蛋白质进行加工和转运,植物细胞分裂时，与细胞壁中纤维素的形成有关,高尔基体蛋白质的“加工工厂”,6、中心体,中心体（由两个垂直排列的中心粒组成）、无膜结构,功能：,动物细胞、低等的植物细胞中（如团藻）,与动物细胞有丝分裂中纺锤体的形成有关,分布：,结构：,7、液泡,保持一定的渗透压，保持细胞膨胀,存 在：,形态结构：,主要功能,植物细胞,表面有单层膜，内有细胞液，含有色素,调节细胞内环境,液 泡,植物细胞液泡内的水状液体，是细
6、胞代谢作用的产物，其中溶解着有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、盐类和色素（花青素）等。植物的花、叶、果实的颜色，除绿色之外，大多由此产生。由于细胞液中含有很多溶解物质，因而具有较高的渗透压，可以维持一定膨压。细胞液中常含有特殊气味的物质，起到杀菌和防腐作用。细胞液也是药用和工业用物质的来源，如毛地黄的强心苷，茶叶的鞣质，治疗疟疾的奎宁碱和常山碱，镇痛止咳的吗啡，治疗哮喘的麻黄碱等。,8、溶酶体,形态：是一种单层膜的囊状小泡 特点：含有多种水解酶分解衰老、损伤的细胞器 功能 吞噬并杀死入侵的病毒和病菌,溶酶体：“消化车间”,细胞骨架维持形态，保持内部结构有序,细胞骨架,细胞骨架（cytoskelet
7、on）是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。发现较晚，主要是因为一般电镜制样采用低温（0-4）固定，而细胞骨架会在低温下解聚。直到20世纪60年代后，采用戊二醛常温固定，才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动，如：在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离，在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运；在肌肉细胞中，细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统；在白细胞的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。另外，在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。细胞骨架由微丝、微管和中间
8、纤维构成。微丝确定细胞表面特征，使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器的位置和作为膜泡运输的导轨。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。,叶绿体,溶酶体,液泡,中心体,高尔基体,内质网,线粒体,主要功能,其 它,分 布,膜结构, 细胞器的比较,植物细胞,植物细胞,动植物细胞,动植物细胞,动植物细胞,动植物细胞,动植物细胞,动物和低等植物细胞,绿色植物进行光合作用的场所,有氧呼吸主要场所,蛋白质合成和加工、脂质合成的场所,蛋白质合成的场所,动物：蛋白质加工、分类、包装和分泌 植物：细胞壁的形成,参与细胞有丝分裂,调节细胞内环境；保持渗透压，维持细胞膨胀,消化车间,基粒、基质、酶色素、DNA,嵴、基
9、质、酶、DNA,色素、糖类、无机盐等,核糖体,单层膜,双层膜,无膜 结构,总 结,哪些是动物细胞具有的，哪些是植物细胞才具有的？ 具有双层膜结构的细胞器 具有单层膜的细胞器不具膜结构的细胞器是 与能量的转换有关的细胞器 与蛋白质合成有关的细胞器含有少量DNA和RNA的细胞器 含有色素的细胞器,线粒体与叶绿体,内质网，高尔基体，液泡、溶酶体,中心体，核糖体,线粒体与叶绿体,核糖体、内质网、高尔基体、线粒体,线粒体、叶绿体,叶绿体、液泡,总 结-识图说出各结构的名称和主要功能,网状结构，与细胞膜和核膜相连通,和蛋白质、脂类、糖类合成有关；蛋白质运输的通道；,椭球形，有的游离在细胞质基质中，有的附在
10、核膜和内质网上；,合成蛋白质,与动物细胞的有丝分裂有关,调节细胞内环境；储存物质；保持细胞的渗透压，维持细胞形态,由单层膜组成的扁平囊状组合结构,两个互相垂直的中心粒组成,内有细胞液,动物：分泌 植物：细胞壁的形成,细胞的结构与功能练习,线粒体 与动物细胞的有丝分裂有关 溶酶体 进行光合作用的场所 细胞壁 控制物质进出细胞 核糖体 合成蛋白质的场所 细胞膜 为细胞生命活动提供能量 中心体 分解衰老、损伤的细胞器 内质网 蛋白质的合成和加工以及 脂质合成的场所 叶绿体 支持和保护细胞,1,2,3,4,5,6,7,8,2、与蛋白质合成有关的细胞器和膜结构有哪些？,讨论：,科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞
11、中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在细胞膜内的小泡及细胞外的分泌物中。,3、请简述蛋白质的合成过程,1、分泌蛋白在哪里合成？能量由哪里提供？,高尔基体,核糖体,内质网,细胞膜,二、细胞器之间的协调配合,加工,内质网上的核糖体 肽链 内质网一定空间结构的蛋白质 高尔基体 成熟的蛋白质 细胞膜 分泌蛋白,合成,进入,运输,囊泡运输,进一步,加工,分泌到,细胞外,3、 蛋白质的合成和运输过程：,囊泡,豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过程图解,核糖体内质网高尔基体细胞膜细胞外,由此可见，细胞内的各种生物膜不但在
12、结构上互相连系，在功能上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。,二、细胞器间的协调配合：,三、细胞的生物膜系统：,具有双层膜结构的细胞器线粒体与叶绿体 具有单层膜的细胞器？内质网，高尔基体，液泡、溶酶体,由细胞器膜（包括内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等）和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 这么生物膜的结构和功能紧密联系。,细胞的生物膜系统：,内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的核糖体，内质网与核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的细胞中，还可以看到内
13、质网膜与细胞膜相连。内质网膜与线粒体膜之间也存在一定的联系。线粒体是内质网执行功能时所需能量的直接“供应站”，在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体的外膜相连。,细胞的生物膜系统,内质网,细胞膜 线粒体 核膜,高尔基体,出芽,囊泡,囊泡,细胞器间的协调配合： 合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图,在核糖体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢？进一步的研究表明，在核糖体上翻译出的蛋白质，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，
14、包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。,三、生物膜系统在细胞生命活动中的作用,1、不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。2、细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。3、细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室（如各种细胞器），这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞
15、的生命活动高效、有序地进行。,课堂反馈,1、细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的,A 功能及所含有机化合物都相同,B 功能及所含有机化合物都不同,C 功能相同，所含有机化合物不同,D 功能不同，所含有机化合物相同,2、水稻根细胞中，含有少量DNA，并与能量转换有密切关系的细胞器是,A 叶绿体和线粒体 B 线粒体,C 叶绿体 D 核糖体,3、如果一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一个相邻细胞的叶绿体基质中，那么，这个CO2分子穿过的膜的层数共是：A.5 B.6 C.7 D.8 4、下列结构中，能形成淀粉的是A.线粒体 B.叶绿体 C.高尔基体 D.中心体,5、德国科学家华乐柏在研究线粒体时，统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如下表，分析回答下列问题：,（1）心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为,（2）冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多是因为,（3）从表中数据可以看出，线粒体的多少与什么有关?,心肌运动量大，不停地收缩，需能量多,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，需能量多。,细胞新陈代谢的强弱,6、叶绿体的外膜内膜颜色为 ，色素分布在 ，酶分布在 和 。,无色透明,基粒,基粒,基质,7、玉米叶肉细胞与人的肌肉细胞中共有的细胞器是,线粒体、,内质网、,高尔基体、,核糖体等,8、在低等植物细胞有丝分裂的分裂期，参与分裂的细胞器有,高尔基体、中心体,
