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3-2 细胞器


第二节

细胞器的结构和功能

1

问题探讨
?一件优质产品是如何通 过各车间和部门之间的配 合生产出来的? ?细胞内也存在类似的部 门或车间吗?你能举出例 子吗?
2

?

细胞在生命活动中不停地发 生着物质和能量的复杂变化。

?



细胞质内有许多具有一定 的形态、结构和功能的小器官, 它们统称为细胞器。
如:线粒体、叶绿体、内 质网、高尔基体、核糖体、溶 酶体等。

?

3

探究一:
要研究各种细胞器的组成成分和 功能,需要将这些细胞器分离出来, 用什么方法呢? 常用的方法是差速离心法:将细胞膜 破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他 物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管,用 高速离心机在不同的转速下进行离心,利 用不同的离心速度所产生的不同离心力, 就能将各种细胞器分离开。

4

细胞膜 细胞质基质

真核细胞 细胞质
细胞核

细 胞 器

线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 中心体 液泡
5

动植物细胞亚显微结构图
6

线粒体
O2

CO2

结构特点:双层膜,存在大量的氧化酶 功能特点:动力车间,有氧呼吸的场所 分布:动植物

7

线粒体
形状: 多样,如短棒状 分布: 动、植物细胞中 外膜:平滑 结构: 内膜:向内折叠形成嵴 基质:内膜内液态部分 酶的分布: (有氧呼吸有关的酶)内膜、基质 功能: 有氧呼吸的主要场所
嵴 基质

外膜 内膜

(动力车间)
8

?

1.德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种 动物部分细胞中线粒体的数量(见下表).分析回答:

肝细 肾皮质 平滑肌 心肌细 动物冬眠状态 胞 细胞 细胞 胞 下的肝细胞 950个 400个 260个 12500个 1350个 (1)心肌细胞的数量最多,这是因为 (2)动物冬眠状态下肝细胞中的线粒体比常态下多 的原因是 (3)从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么 有关?
9

答案

心肌细胞运动量大,因不停的收缩 舒张,需能量多。

10

答案
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。

11

答案
细胞新陈代谢的强弱

12

联系线粒体的功能,猜猜心肌细胞与腹肌细胞 相比,二者线粒体的数量上应该有没有区别?
线粒体在新陈代谢旺盛的细胞中分布较多; 在同一个细胞中呢? 线粒体一般是均匀地分布在细胞质中,但它在活细 胞中能自由移动,往往在细胞内新陈代谢旺盛的部 位比较集中。

——结构与功能相适应,不同功能的细胞,细 胞器的种类与数量可以有区别。
13

质体
? ?

叶绿体:能进行光合作用。 色质体(有色体):只含胡萝卜素和叶黄素,存在
于果实、花瓣或植物体中。

?

白色体:不含色素,呈无色颗粒状,淀粉和脂肪
的合成中心。

14

叶正面与背面颜色谁绿一些?说明什么问题?

15

叶绿体

形状: 扁平的椭球形 或球形 结构: 外膜、内膜、基粒、基质(含少量DNA和有关酶) 功能: 光合作用的场所
叶绿体——“养料制造工厂”和“能量转换站”
思考

叶绿体存在于哪些细胞中?

16

叶绿体小常识
1、与光合作用有关的酶存在: 基质+基粒类囊体的薄膜上。

2、与光合作用有关的色素分布在: 基粒类囊体的薄膜上。
3、光反应的场所: 也就是在有色素的地方, 即:基粒类囊体的薄膜上。 4、暗反应的场所: 叶绿体的基质中。

5、含有的核酸: 少量DNA、RNA。

17

比较线粒体和叶绿体结构和功能上有何相似或不同?

18

线粒体和叶绿体比较
线粒体 分 形 布 态 动植物细胞中 多样,如短棒状 叶绿体 主要存在于植物的叶肉细胞 扁平的椭球形或球形

双 外膜 层 内膜 膜 结 基 构 基 功 质 能 粒

与周围的细胞质基质分开
向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 圆饼状的囊状结构堆叠而成, 含色素和与光反应有关的酶

含与有氧呼吸有关酶

含与暗反应有关的酶
19

都含有少量的DNA和RNA(都能半自主复制) 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所

内质网
内质网(单层膜)是由膜连接而成的 网状结构。是细胞内蛋白质合成和 加工(粗面),以及脂质合成(滑面) 的“车间”。

20

粗面内质网

内质网种类:

滑面内质网

粗糙内质网:与分泌蛋白合成、加工、 运输有关。
光滑内质网:是脂质合成的场所。
21

核糖体
有附着型的、有游离型的,是生产蛋 白质的机器。
22

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。 与细胞分泌物的形成有关 主要功能: 对蛋白质有加工和转运功能 植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关 高尔基体--蛋白质的“加工工厂”
23

溶酶体:细胞的“消化车间”,内部
含有多种消解酶,能分解衰老、损伤的 细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病毒或 病菌。
24

主要存在于植物细胞中,内有 细胞液。含有糖类、无机盐、色素 和蛋白质。调节植物内环境,维持 渗透压,保持细胞的坚挺。
25

中心体:见于动物和某些低等植物的细
胞,由两个互相垂直排列的中心粒及周围 的物质组成,与细胞的有丝分裂有关,形 成纺锤体。
26

光镜下可见的细胞器?
叶绿体 液泡

线粒体

27

细胞间的分工合作
细胞器 线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔 基体
植物细 胞、动 物细胞

溶酶体

液泡

中心体

存在 场所
结构

植物细 胞、动 物细胞

植物 细胞

植物细 胞、动 物细胞

植物细 胞、动 物细胞

植物细 胞、动 物细胞

植物 细胞

动物细胞、 低等植物 细胞

椭球形, 椭球形或 粗面型和 由单层膜 由单层膜 外膜光滑、 球形,两 滑面型, 椭球形粒 形成的囊 形成的小 内膜向内 层膜,基 囊状、泡 状小体 泡和扁平 球体,内 折叠成嵴 质、基粒、 囊组成 含多种水 状、管状 酶 结构 解酶

由单层膜 由两个互 形成囊泡,相垂直的 内含细胞 中心粒及 液 周围物质

功能

有氧呼 光合作 吸的主 用的场 要场所, 所, 能量供 “养料 应的 制造工 “动力 厂”和” 工厂” 能量转 换站“

蛋白质 合成与 加工的 车间, 运输蛋 白质的 通道

合成蛋 白质的 场所, 为蛋白 质的 “装配 机器”

蛋白质的 加工、分 类、包装 和转运, 与细胞分 泌物和细 胞壁的形 成有关

“消化车 间”,分 解衰老、 损伤的细 胞器,防 御、营养

调节内 环境、 维持渗 透压、 保持细 胞坚挺

与动物 细胞的 有丝分 裂有关
28

具双层膜的:叶绿体、线粒体、

具单层膜的:内质网、高尔基体 液泡、溶酶体 不具膜的:核糖体、中心体

29

细胞质基质
细 胞 质 细胞器: 细胞质内具有一定结构和功能的小器官。 细胞质基质: 细胞质内呈液态的部分。 细胞质基质含有哪些物质?具有什么功能?

含有水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、 核苷酸、酶等。

细胞质基质中也进行着多种化学反应。
30

细胞骨架

细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞的 分裂、分化、运动以及物质运输、能量转换、信息传递等 31 生命活动密切相关。

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
实验目的: 实验原理:
使用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的形态与分布 1、用高倍显微镜观察叶肉细胞中的叶绿体,呈绿 色,扁平的椭圆形或球形。 2、用高倍显微镜观察,通过活细胞染料健那绿 (Janus green B )染线粒体呈现蓝绿色,而细胞 质接近无色。

实验步骤: 制作临时装片
观察 (先低倍,后高倍)

32

细胞质
内质网 细胞核 核 仁 线粒体 高尔基 体 内质网 核糖体 细胞膜 液泡 叶绿体 溶酶体 细胞壁
33

细胞质 内质网
细胞核 核仁

线粒 体 高尔基体
内质网 核糖体 细胞膜

溶酶体 中心体(动物,低等植物,如藻类)
34

35

植物细胞和动物细胞的比较
动物细胞 不 同 点
没有细胞壁 没有叶绿体 有中心体 某些低等动物有液泡

植物细胞
有细胞壁 有叶绿体 中心体见于低等植物 有液泡

相同点 都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有

的细胞器有线粒体、内质网、高尔基体、核糖 体、溶酶体等
36

思考
如果将一个细胞比作一间工厂,

那么,你认为各种细胞器相当于工厂
的哪些部门和车间呢?

37

38

细胞器之间的协调配合
? ?

?

同位素标记法 同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做 示踪元素。 用示踪元素标记的化合物,化学性质不变。人 们可以根据这种化合物的放射性,对有关的一系列 化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素 标记法。

39

细胞器之间的协调配合
资料分析:
分泌蛋白的合成和运输

科学家用3H标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞 以合成蛋白质。

40

讨论: 1.分泌蛋白是在哪里合成的?
核糖体

2.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了 哪些细胞器或细胞结构?尝试描述分泌蛋 白的合成和运输过程。
核糖体→内质网→高尔基体

3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗? 能量由哪里提供?
需要,主要由线粒体提供
41

合 成 的 分 泌 蛋 白 运 输 到 细 胞 外 的 过 程 示 意 图
42

分泌蛋白的合成和运输

核 糖 体 脱 水 缩 合

出 囊 胞 高 分 泡 细 吐 内芽 尔 泌 质 胞 基 蛋 网 膜 体 白 合 加 成 线粒体 工 加(供能) 包 工 装

43

细胞的生物膜系统
核膜

内质网膜

细胞膜

内质网膜与细胞膜、核膜的联系

这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同 构成细胞的生物膜系统(biomembrane system)

44

内质网与细 胞膜相连

内质网与核 膜外层相连

内质网腔与两层核 膜之间的腔相通

细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。

45

核膜外表面和内 质网上均有核糖 体附着
46

细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。

活细胞中膜成分的转移

内质网膜(出芽)

高尔基体膜的厚度和 化学成分介于内质网膜与 小泡 细胞膜之间。在活细胞中, 高尔基体膜(突起) 这三种膜可以互相转变。
小泡 细胞膜(凹陷) 小泡
47

小结:分泌蛋白的形成过程
多肽链
脱氨 水基 缩酸 合

较成熟 蛋白质
修 饰初 加步 工

成熟 蛋白质
修进 饰一 加步 工
小泡

分泌 蛋白
细分 胞泌 外到

核糖体

内质网

高尔 基体

小泡

细胞膜
48

说明:在蛋白质合成、加工 及运输过程中均 由线粒体供能。

在唾液腺细胞中,参与合成并分泌唾液淀粉 酶的细胞器有哪些?

核糖体



内质网

、 高尔基体 、

线粒体(能量)

核糖体

49

生物膜系统的作用
首先,细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部 环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量 转换和信息传递的过程中起着决定性作用。 第二,许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这 些化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶 提供了大量的附着位点。 第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,这样 就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会 互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
50

与社会的联系 医学上根据生物膜的结构、功能原理, 可以研制出许多种代用的人体组织与器官。

如,现已广泛使用的透析型人工肾。 当人的血液通过人工肾时,能将血液中 的尿素等废物透析出来,然后让“干净” 的血液返回人的体内。有效地解决了肾 脏衰竭的病人体内废物排出的问题,延 长了肾衰病人的寿命。
透析性人工肾代替病变的肾脏
51

本节聚焦
细胞器有什么功能? ? 细胞器之间是怎样分工合作的? ? 什么是生物膜系统?它具有什么功能?
?

52

课堂反馈 1、细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的 A B C D 功能及所含有机化合物都相同 功能及所含有机化合物都不同 功能相同,所含有机化合物不同 功能不同,所含有机化合物相同

53

2、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、 溶酶体

3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散 出来,进入一相邻细胞的叶绿体基质中,共穿 越过的生物膜层数是( D ) A.4 B.5 C.7 D.6

54

4、在奶牛的乳腺细胞中,与酪蛋白的合成与分泌有密切 关系的细胞结构是( D )? A.核糖体、线粒体、中心体、染色体? B.线粒体、内质网、高尔基体、纺锤体? C.核糖体、线粒体、高尔基体、中心体? D.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 5、下列细胞中,同时含叶绿体和中心体的是( B ) A.心肌细胞 B.团藻体细胞 C.叶肉细胞D.根毛细 胞

55


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