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1、第三章 细胞的基本结构第二节 细胞器系统内的分工合作,教学目标,【知识目标】：1.举例说出几种细胞器的结构和功能2.简述生物膜系统的结构和功能3.制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体4.讨论细胞中结构和功能的统一性、部分与整体的统一性【教学重点】：几种主要细胞器的结构和功能；生物膜系统的结构和功能【教学难点】：细胞器之间的协调与配合；制作人的口腔上皮细胞临时装片，使用高倍显微镜观察线粒体,一、问题探讨,一件优质产品，比如一盒优质酸奶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？各种“车间”是怎么样的？,显微结构,亚显微结构,扫描电子显微镜,0.2m,0
2、.2nm,光学显微镜,显微结构与亚显微结构,真核细胞的基本结构,细胞壁,细胞膜,细胞质,细胞核,显微结构,动、植物细胞器比较,细胞 动物细胞 植物细胞,线粒体核糖体内质网高尔基体溶酶体,中心体（低等植物）,叶绿体 液泡,工厂,细胞,细胞膜,细胞器,围墙,车间,它们都有特定的形态结构并各自完成专有的功能,细胞器,细胞质,动物细胞亚显微结构模式图,细胞膜,细胞核,细胞质 基质,成分：,功能：,活细胞进行新陈代谢的主要场所,细胞器：,水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,（8种）包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡、溶酶体,细胞质,细胞质中具有一定结构和特定功能的小
3、单位,细胞质中无特定结构，呈胶质状的物质,教材47页,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。,思考与讨论,1.如图表示某细胞的局部结构，其中的是细胞器，下列叙述是否正确。,A该图是在低倍光学显微镜下观察到的结构（ ）B此细胞不是原核细胞，也不可能是动物细胞（ ）,看清各种细胞器膜结构，是在电子显微镜下观察到的,【方法点拨】,针对训练,错,错,二、用高倍镜观察叶
4、绿体和线粒体,叶绿体少而大，便于观察；表皮细胞不含叶绿体,不取植物细胞，防止叶绿体干扰,1.原理：叶肉细胞中的叶绿体呈绿色，直接观察；,线粒体用活性染色剂健那绿染液染成蓝绿色观察。,2.取材：叶绿体：藓类小叶或菠菜叶稍带叶肉的下表皮,线粒体：人体口腔上皮细胞,3.过程 ：,观察叶绿体：,载玻片上滴清水,放植物组织,盖盖玻片,观察,观察线粒体：,载玻片上滴健那绿,放口腔上皮细胞,盖盖玻片,观察,4.注意问题 临时装片中的叶子或上皮细胞不能放干，要随时保持有水状态,低等植物细胞层数少,苔藓叶绿体,黑藻叶绿体,线粒体,C,2.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法，不正确的是( )A.
5、健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞B.高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体C.健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色D.藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体,【方法点拨】,1.藓类叶片很薄，仅由一两层叶肉细胞组成，故可直接放在载玻片上观察叶绿体,2.健那绿染液是一种活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色，而细胞质接近无色,针对训练,三、细胞器之间的分工,形状：短棒状、圆球状、线性、哑铃形等,线粒体,外膜,内膜,嵴（内膜折叠）,基质,结构：,（扩大内膜面积）,有氧呼吸的酶和少量的DNA,功能：,有氧呼吸的主要场所,分布：,普遍存在于动、植物细胞,在新陈代谢旺盛的部位集中,1、线粒体（双
6、层膜）,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).,1.心肌细胞中线粒体数量最多.2.动物冬眠状态下肝细胞中的线粒体比常态下多.,3.从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？,资料,细胞新陈代谢的旺盛程度,叶绿体的亚显微结构,形状：,扁平的椭球形或球形,外膜,内膜,基质,基粒,光合作用的酶和少量DNA,囊状结构堆叠而成，在囊状结构薄膜上含有色素和光合作用的酶,色素作用：,吸收、转化、传递光能,功能：,光合作用的场所,分布：,绿色植物叶肉细胞和嫩茎皮层细胞,2、叶绿体（双层膜）,试比较两者的异同,光合作用的场所,有氧呼吸的主要场所,都含有少量的DNA和
7、RNA（都能半自主复制）,含光合作用有关的酶,含与有氧呼吸有关酶,由囊状结构薄膜形成基粒含色素和与光合作用有关的酶。,是一层光滑的膜,向内折叠形成嵴,与周围的环境分开,扁平的椭球形或球形,椭球形,主要存在于植物的叶肉细胞,动植物细胞,双层膜,外 膜,内 膜,基粒,基质,拓展提升,3.一分子二氧化碳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，共穿越过的膜层数是（ ) A .5 B. 6 C. 7 D. 8,B,针对训练,4.内共生起源学说认为：线粒体、叶绿体分别起源于一种原始的好氧细菌和蓝藻类原核细胞，它们被真核细胞吞噬后与宿主长期共生，逐渐演化为相应的细胞器。下列选项中不能
8、利用该学说解释的是（ ）A线粒体和叶绿体都具有DNA，是半自主性细胞器B线粒体和叶绿体都具有核糖体，能合成蛋白质C线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积，分别由内膜折叠和类囊体薄膜堆叠D线粒体和叶绿体都具有双层膜，外膜与真核细胞的细胞膜相似,C,针对训练,3、内质网,粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质加工,滑面型内质网：脂质合成,有机物的“合成车间”,由单层膜结构连接而成的网状物,分布：,动植物细胞,4、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（单层膜），有大、小囊泡,主要功能：,与动物细胞分泌物的形成有关，分泌活动越旺盛，高尔基体越发达。,蛋白质的“加工厂”：,植物细胞
9、分裂时与细胞壁的形成有关,主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。,高尔基体是唯一一种细胞器，动植物都有但功能不同，植物与细胞壁的形成有关，动物与分泌物的形成有关,5、核糖体无膜,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,细胞内合成蛋白质的场所,（动、植物细胞、真菌及原核细胞）,成分:,RNA和蛋白质,因此，在分裂活动旺盛的细胞中，游离核糖体的数目就比较多，而且分布比较均匀。这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。,附着核糖体，合成分泌蛋白,游离核糖体，合成共细胞自身生长代谢所需蛋白质,（消化酶、抗体、部分
10、激素）,31,溶酶体,与蝌蚪尾巴消失有关的细胞器是什么？,与生活的联系,6溶酶体（单层膜）,单层膜包被的囊状结构，内含多种水解酶。主有蛋白酶、脂酶、磷酸酶、糖苷酶、溶菌酶等。,动植物细胞,酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶(ph为5.0）。,是由粗面型内质网和高尔基体产生的。,3.功能：,是细胞的“消化车间”，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。,假如某种因素引起溶酶体膜破裂，使其中的水解酶逸出，是否整个细胞都将被消化呢？,溶酶体内水解酶的作用是必须在酸性(ph为5.0）条件下才发挥作用，而溶酶体外细胞内PH不一定适合溶酶体的水解酶发挥作用。,科学家发现40种以上的疾病是由于溶酶
11、体内缺乏某种酶产生的。如矿工中的职业病-硅肺。当肺部吸入硅尘后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却会破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。,与 生 活 的 联 系,资料,矽肺病X光片触目惊心,对溶酶体的深入研究有利于对某些疾病的防御、延长寿命等方面具十分重要的意义。,1、新鲜蔬菜放置久了，就会萎蔫，丧失的水分主要来自该细胞器。2、葡萄、西瓜、苦瓜和辣椒中有酸味、甜味、苦味和辣味的物质存在于该细胞器中。,液泡,思考回答,7、液泡（单层膜）,1.分布：植物细胞,2.结构,单层液泡膜,细胞液：,糖类、无机盐、色素、蛋白质、
12、有机酸、生物碱等。,3.功能：调节细胞内环境，使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀状态，使细胞坚挺；还能显示花、果实的颜色。,植物细胞都有液泡吗？,思考与讨论,成熟的植物细胞才有大液泡，例如根尖分生区细胞就没有大液泡,39,判断图中的色素分别位于哪种细胞器？,8、中心体（无膜）,（由两个垂直排列的中心粒组成）,中心体（无膜结构）,1.分布：,动物、低等植物细胞中,2.结构：,1个中心体由两个互相垂直排列的中心粒构成。,3.功能：与细胞有丝分裂有关，有丝分裂时发出星射线，形成纺锤体。（可复制）,1线粒体A与动物细胞的有丝分裂有关2溶酶体B进行光合作用的场所3液泡 C蛋白质的加工和发送4核糖体D合成蛋
13、白质的场所5高尔基体E为细胞生命活动提供能量6中心体F分解衰老、损伤的细胞器7内质网G蛋白质的合成和加工以及 脂质合成的场所8叶绿体H调节植物细胞内环境,三、细胞器之间的分工,小 结,1.非膜结构的细胞器有,核糖体、中心体,2.具有双层膜结构的细胞器有,线粒体、叶绿体,3.具有单层膜结构的细胞器有,内质网、高尔基体、液泡、溶酶体,4.含有少量DNA的细胞器有,线粒体、叶绿体,5、含有核酸的细胞器,线粒体、叶绿体、核糖体,6、含色素,叶绿体、液泡,7、惟一一种存在于真核细胞和原核细胞中的,核糖体,8、动植物共有但功能不同的,高尔基体,9、与细胞壁形成有关的,高尔基体,10、与细胞有丝分裂有关的,
14、高尔基体、中心体,11、产生水,核糖体、叶绿体、线粒体,12、增大膜面积的,内质网、线粒体、叶绿体,13、能自我复制的细胞器,叶绿体、线粒体、中心体,6.下列模式图表示几种细胞器，有关说法正确的是(),B,A图中细胞器只有都能产生水B图中所有细胞器都含有蛋白质，的化学成分中不含磷脂C都是单层膜结构，植物细胞都含有D含RNA的细胞器只有和，能复制(倍增)的细胞器有,针对训练,动植物细胞,植物细胞特有,动植物细胞,动植物细胞。附着在内质网或游离在细胞质基质中,动物细胞和低等植物细胞，在核附近,不具有膜结构，由两个互相垂直的中心粒构成,不具有膜结构，椭球形颗粒小体,把氨基酸合成蛋白质的场所(生产蛋白
15、质的机器),与动物细胞有丝分裂有关,消化车间,储存物质，使植物细胞保持坚挺,细胞内蛋白质、加工以及脂质合成的场所,单层膜，形成囊泡状和管状结构，内有腔,内质网,液泡,溶酶体,中心体,核糖体,动植物细胞,与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关,高尔基体,功能,微丝,微管,四、细胞骨架,细胞骨架,细胞骨架：由微管、微丝和中间纤维(蛋白质纤维)组成的三维的网络结构,科学家在豚鼠的胰腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，通过这个标记追踪氨基酸在细胞中的行踪。,资料分析,1、分泌蛋白在哪里合成？,2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过哪些 细胞器和细胞结构？,3、分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？
16、能量由哪里提供？,讨论,分泌蛋白的合成和运输,3H是什么？,同位素（如1H的同位素是2H、3H；）具有放射性，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“同位素示踪技术”。,思考,这里为什么要用同位素标记亮氨酸？,氨基酸是合成蛋白质的基本单位，标记亮氨酸就可以追踪到蛋白质合成和变化的过程。,思考,高尔基体,内质网,核糖体,细胞膜,线粒体,小泡,胰腺腺泡细胞亚显微结构模式图,用3H标记的亮氨酸培养胰腺细胞时，放射性出现的先后顺序？,附着有核糖体的内质网中；,高尔基体,小泡及
17、细胞外的分泌物中,多肽链,较成熟蛋白质,成熟蛋白质,分泌蛋白,核糖体,内质网,高尔基体,细胞膜,小泡,小泡,脱水缩合氨基酸,折叠、组装、加上糖基团初步修饰,进一步修饰加工,分泌到细胞外,分泌蛋白的形成过程,说明：在蛋白质合成、加工及运输过程中均由线粒体供能,1、分泌蛋白质合成和分泌参与的细胞器：,核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。,2、分泌蛋白质合成和分泌参与的膜性细胞器：,内质网、高尔基体、线粒体。,3、分泌蛋白质合成和分泌经过的主要结构：,核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。,4、理解分泌蛋白质合成和分泌穿过了多少层膜：,0层（分泌小泡运输）,注意：,外分泌蛋白合成和分泌过程中放射性先后，和
18、膜面积的分析,细胞器,细胞结构,a是 b是 c是 。,d是 e是 f是 。,核糖体,内质网,高尔基体,内质网,细胞膜,高尔基体,7.下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是（ ） A.分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与 B.线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量 C.分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外 D.分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合,C,针对训练,七、细胞的生物膜系统,在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。,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。,这些生物膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体。,分析下列生物膜的成
19、分，得出什么结论,2.膜的功能活动主要由蛋白质来承担。功能越复杂蛋白质种类和数量越多。,1、与细胞膜类似，其他生物膜也主要由蛋白质、脂质和少量的糖类组成,细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。,各种生物膜在结构上的联系,1.直接相连,内质网与核膜外层相连,内质网与细胞膜相连,内质网腔与两层核膜之间的腔相通,内质网膜与线粒体外膜相连,各种膜之间的联系,核膜(外膜）,内质网膜,细胞膜,直接联系是指具有膜结构的膜之间的相连,线粒体外膜,高尔基体膜的厚度和化学组成上介于内质网膜与细胞膜之间。在活细胞中，这三种膜可以互相转变。,各种生物膜在结构上的联系,2.间接相连,细胞内的生物膜在结构上具有一
20、定的连续性,二、各种生物膜在结构上的联系,直接联系,间接联系,？,生物膜之间可以转化依据的是膜的什么特点？,膜的流动性,由此可见生物膜在结构上有一定的连续性,核糖体（氨基酸脱水缩合成蛋白质）,细胞膜（囊泡与细胞膜融合）,分泌蛋白,囊泡（内有蛋白质）,各种生物膜在功能上的联系紧密配合,1、细胞膜的功能是什么？2、细胞中膜面积为什么很大？其作用是什么？3、如果各个细胞器都没有了膜结构，会出现什么情况？这体现出生物膜的什么作用？,阅读与思考,阅读P49教材，结合下列问题总结生物膜系统的功能。,生物膜系统的功能,1、使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输与能量交换及信息传递中起决定性作用。2、
21、增大膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面。使各种化学反应有序进行。3、将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行而不互相干扰。,细胞中由膜组成的结构，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，他们形成的结构体系统，叫做生物膜系统。,A,8.下列有关生物膜系统的说法正确的是( )A细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与核膜都属于生物膜系统B生物膜的组成成分和结构都完全相同，在结构和功能上紧密联系C所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动D细菌内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应互不干扰,针对训练,研究生物膜的重要意义,(1)生命基础理论研究,有助于阐明细胞的生命活动规
22、律。如细胞与环境的物质交换、细胞内各种有机物的合成、运输等。,(2)实践上仿生学,1)海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。,2）农业上农作物的抗寒、抗旱、耐盐等，均可从膜的结构上找到解决的方法。,3)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。,与社会的联系： 透析型人工肾血液透析膜,1.勇于探幽入微的克劳德2.具有敏锐洞察力的德迪夫3.善于利用先进技术手段的帕拉德,用差速离心法来分离细胞组分,发现了溶酶体,发现了核糖体和线粒体。并利用同位素示踪技术证实了动态蛋白质合成过程的实验。,科学家的故事,1.细胞器之间的分工,总结,线粒
23、体叶绿体内质网核糖体高尔基体中心体液泡溶酶体,光合作用的场所,有氧呼吸主要场所,蛋白质合成的场所,与蛋白质、糖类、脂类的合成和运输有关,与植物的细胞壁形成有关，与动物的分泌物有关。,参与细胞有丝分裂,水和养料的仓库维持细胞形态,水解酶的仓库,2.用高倍镜观察叶绿体和线粒体,（1）原理：叶肉细胞中的叶绿体呈绿色，直接观察；,线粒体用活性染色剂健那绿染液染成蓝绿色观察。,（2）取材：叶绿体：藓类小叶或菠菜叶稍带叶肉的下表皮,线粒体：人体口腔上皮细胞,（3）过程 ：,观察叶绿体：,载玻片上滴清水,放植物组织,盖盖玻片,观察,观察线粒体：,载玻片上滴健那绿,放口腔上皮细胞,盖盖玻片,观察,3.细胞器之
24、间的协调配合,核糖体（氨基酸脱水缩合成多肽链）,细胞膜（囊泡与 细胞膜融合）,分泌蛋白,囊泡（内有成熟蛋白质）,内质网、高尔基体、线粒体、等细胞器膜（中心体、核糖体除外）和细胞膜、核膜等都由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，共同构成细胞的生物膜系统。,4.细胞的生物膜系统,1、下列关于叶绿体和线粒体结构与成分的叙述，正确的是（ ）A、两者可以分布于不同的细胞中B、两者结构内都含有色素C、构成两者的化学成分相同D、两者所含有的酶相同2、在细胞质中，与核膜、细胞膜具有结构联系的细胞器是（ ）A、高尔基体B、叶绿体C、内质网D、液泡,A,C,反馈检测,3、下列有关生物膜的叙述，正确的是
25、（ ）A、内质网主要由蛋白质分子和糖类分子组成B、核膜和溶酶体膜在结构上有直接联系C、线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的D、生物膜将细胞器分隔开，使各种化学反应高效、有序地进行4、内质网和核膜、细胞膜相连，这种特点表明内质网的重要功能之一是（ ）A、提供细胞内物质运输的通道B、扩展细胞内膜，有利于酶的附着C、提供核糖体的附着支架D、参与细胞内某些代谢反应,D,A,飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻练的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老或病变细胞的线粒体多。为什么？,思考与讨论,线粒体“动力车间”,细胞进行有氧呼吸的主要场所,线粒体的内膜有
26、什么特 点？,双层膜,含DNA 有关酶,肝细胞中线粒体多达2000个，一般细胞为几十至几百个），在代谢衰退的细胞中线粒体较少。鸟翼的肌原纤维、精子的尾部基端线粒体数目较多。 线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中，但它在活细胞中能自由地移动，例如在小鼠受精卵的分裂面附近比较集中。,线粒体是有氧呼吸作用的主要场所，为细胞的生命活动提供约95%的能量，在代谢旺盛的细胞比较集中。,WHY?,资料,叶绿体,光合作用的场所，植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,双层膜,（含少量DNA和有关酶）,思考: 叶绿体存在于哪些细胞中？,植物细胞绿色部分,有关细胞器的辨析,与能量转换有关的细胞器一定程度上可自我复制的细胞器与碱基互补配对有关的细胞器能产生水的细胞器含有色素的细胞器含有核酸的细胞器,叶绿体、线粒体,叶绿体、线粒体,叶绿体、线粒体、核糖体,叶绿体、线粒体、核糖体,叶绿体、液泡,叶绿体、线粒体、核糖体,【细胞器的几个易错点】,1、有叶绿体的细胞是植物细胞，没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如植物的根细胞和蓝藻。,2、有大液泡的细胞是植物细胞，没有大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。,3、有中心体的细胞可能是动物细胞或低等植物细胞，没有中心体的细胞是高等植物细胞。,4、光学显微镜只能观察到液泡、叶绿体、线粒体。,
