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。
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
控制物质进出细胞
思考
叶绿体存在于哪些细胞中？
叶肉细胞及部分幼茎的皮层细胞及保卫细胞中

在细胞中的位置随光照改变而发生变化
※ 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，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
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、基质、酶、DNA
色素、糖类、无机盐等
核糖体
单
层
膜
双
层
膜
无膜
结构
3、内质网
分布：
类型
粗面内质网：上面附有核糖体
光面内质网
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
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
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）
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（cytoskeleton）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。
※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
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，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