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1第二节细胞器——系统内的分工合作请同学们看到书上问题探讨：我们生活中的工厂都是由若干个车间和部门组成。例如，有采购部门，有对原材料进行初加工车间，还有生产车间，以及质检部和销售部等。它们共同组成一个系统，各个部门之间协调配合，并且有明确的分工，然后共同完成各项生产指标。其实，组成我们生物体的每个细胞也是如此，它就像一个小型的工厂，它也是一个系统，细胞这个系统内是否也存在类似的部门或车间吗？这也就是我们今天要学习的第二节《细胞器-系统内的分工合作》。细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化，细胞内部就像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌的“车间”，比如线粒体、叶绿体，我们在初中的时候就知道它们都是我们细胞内的能量转换器。线粒体，被称作动力车间，而叶绿体是光合作用的场所。不管是线粒体还是叶绿体，我们都叫做细胞器，另外，细胞中还有内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等，它们都统称为细胞器。后面这几种，是我们在初中时没有学过的，今天我们就来认识一下这几种细胞器。如何来研究这些细胞器，请同学们先看到书上44页，分离各种细胞器的方法-差速离心法。一、细胞器之间的分工1、线粒体线粒体是1850年发现的，1898年命名。线粒体由两层膜包被，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。除个别（如人的红细胞）外，普遍存在于真核生物细胞中。原核细胞中没有线粒体。（1）、功能：是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。为细胞的生命活动提供必需的能量（约95%来自于线粒体）。主要场所而非全部场所，因为有氧呼吸的开始部分是在细胞质基质中进行的。线粒体因消耗氧气、产生二氧化碳，因此是生物体中二氧化碳浓度最高、氧气浓度最低的场所。（2）、形态：一般呈椭球形。（3）、结构：双层膜结构。A、外膜：使线粒体与周围的细胞质基质分开，是各种分子和离子进入线粒体内部的屏障。外膜使线粒体相对独立于细胞质基质。通过外膜，线粒体内部与细胞质基质进行物质交换，保护线粒体内部环境的相对稳定。B、内膜：某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态的基质。嵴使内膜的表面积大大增加，增加了酶分子附着的表面积。2（4）分布：一般来说是均匀分布的。但它在活细胞中能自由地移动，常集中于需能量较多的地方（新陈代谢旺盛的部位）。注意：线粒体中含有核糖体和少量的DNA、RNA，因而本身能合成少数种类（13种）多肽，其余多数的蛋白质由DNA在游离核体上合成。因此，线粒体既受细胞核遗传物质的控制，又受自身遗传物质的控制，能自我复制，具有相对独立性，是一种半自主性的细胞器。此外，线粒体能产生ATP和水。2、叶绿体叶绿体：植物细胞中最重要的一种质体（真核植物细胞所特有）。质体：真核植物细胞特有的细胞器，分为白色体、有色体和叶绿体。其中，白色体存在于植物体不见光部位，不含色素，起储存淀粉和油滴的作用；有色体存在于果实、花瓣中，含类胡萝卜素，使果实、花瓣呈现颜色；叶绿体主要存在于叶肉细胞中（幼茎的皮层细胞中也有），含叶绿素和类胡萝卜素，能进行光合作用合成有机物。（1）、功能：绿色植物细胞中进行光合作用的场所。（2）、形态：一般呈扁平的椭球形或球形，绿色。（3）、结构：双层膜结构。a、内部含有几个到几十个（绿色）基粒，均由囊状结构堆叠而成——增加了叶绿体内的膜面积。b、基粒与基粒之间充满了基质。c、囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。d、光合作用所需要的酶分布于叶绿体的基粒上和基质中。注意：基质中含有少量的DNA、RNA（具有相对独立性）和核糖体（能合成少数种类的多肽物质）。叶绿体能产生ATP和水。请同学们看到书上实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（一）分布、形状1、叶绿体分布于叶肉细胞的细胞质中，呈扁平的椭球形或球形。2、线粒体分布于动植物细胞中，呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。3（二）染色、观察1、叶绿体呈现绿色，容易观察，不需染色。2、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近于无色。（三）实验过程观察叶绿体：制作藓类叶片临时装片→低倍镜下找到叶片细胞→高倍镜下观察。观察线粒体：取材→染色→制片→低倍镜下找到口腔上皮细胞→高倍镜下观察。3、内质网：真核细胞中膜面积最大的细胞器。（1）、结构：由膜结构连成的网状物，由单层膜构成，其上附着有许多酶；（2）、分布：绝大多数动、植物细胞内部都有内质网；广泛分布于细胞质基质内；（3）、类型：粗面型内质网：表面有核糖体附着；滑面型内质网：表面光滑，无核糖体附着。（4）、功能：有机物合成的“车间”。a、对细胞质起支持和分隔作用——在细胞中内连核膜，外连细胞膜；b、增大了细胞内的膜面积，加之其上有多种酶，有利于细胞内各种化学反应的进行；c、粗面型内质网和蛋白质的合成与运输有关；d、滑面型内质网与糖元、脂质的合成有关，并具有分泌功能。合成代谢旺盛的细胞中，内质网比较发达。4、核糖体：（1）、无膜结构；椭球形的粒状小体；由核糖体的核糖核酸（rRNA）和蛋白质构成（1：1）。（2）、存在于所有类型的活细胞中（包括原核细胞），也存在于细胞核、线粒体和叶绿体内，以及核膜的外膜上。与核糖体的形成有直接关系的结构是核仁。（3）、类型：附着核糖体：附着于内质网表面；游离核糖体：游离于细胞质基质中。（4）、功能：细胞内合成蛋白质的场所——蛋白质的“装配机器”。a、附着核糖体：合成某些专供输送到细胞外面的蛋白质，如抗体、酶原、蛋白质类激素等。酶原：酶的前体，必须经过激活才能表现出催化能力。b、游离核糖体：合成某些专供细胞本身生长所需要的蛋白质（包括酶），这些蛋白质多半分布于细胞质基质中。此外，也合成某些特殊蛋白质（如血红蛋白）。5、高尔基体：高尔基体是由意大利的神经解剖学家高尔基发现的，而并非是俄国的那个文学家高尔基。普遍存在于动植物细胞中；单层膜结构。一般呈网状。在电镜下，高尔基体是一些紧密地重4叠在一起的囊状结构，膜结构折叠成片层状的扁平囊，有些扁平囊的末端扩大成大小不等的囊泡。在电镜照片上，可看见这些膜是与内质网相连通的。在粗面型内质网上合成的蛋白质运输到高尔基体后，由成熟的大泡送到细胞表面向外排出。功能：对蛋白质进行加工和转运——蛋白质的“加工厂”。a、动物细胞中：与细胞分泌物的形成有关——加工和转运蛋白质、合成和运输脂质。注意：参与蛋白质合成和分泌的细胞器及细胞结构：核糖体（合成）、内质网（运输）、高尔基体（加工）、线粒体（供能）、细胞膜（外排）。高尔基体是细胞分泌物最后加工和包装的场所，所以，在具有分泌功能的细胞中比较发达。用放射线示踪法发现核糖体上合成的蛋白质，经过内质网运输至高尔基体形成各类分泌物而排出细胞外，这是考试的热点之一。b、植物细胞中：与细胞壁的形成有关。6、中心体：无膜结构。存在于动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近的细胞质中。在一般的绘图中，植物细胞中没有中心体，是因为一般绘的都有是高等植物细胞。（1）、结构：每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围物质组成。（2）、功能：与动物细胞有些分裂过程中纺锤体的形成有关——中心粒发出的星射线能把成对的染色体拉向相反的两极。高等植物细胞有丝分裂时没有中心体的出现。7、液泡：单层膜结构；存在于植物细胞中。具有一个大的中央液泡是成熟的植物细胞的显著特征，也是其与动物细胞在结构上的明显区别之一。在成熟的植物细胞中，可以占据细胞体积的90%以上，细胞核和细胞质的其它部分都被挤在紧贴细胞壁上成为一薄层。幼小的植物细胞（分生组织细胞如根尖和茎尖刚分裂出来的小细胞）中有许多小而分散的液泡，在电子显微镜下才能看到，在光学显微镜下看不到。（1）、结构：泡状结构，表面有液泡膜，内有细胞液，含多种有机物和无机物，如无机盐、生物碱、糖类、蛋白质、有机酸、色素等。其中的色素决定了植物花、果皮和叶子的颜色：除了绿色外，其它的颜色大多数是由细胞液中的色素所决定。（2）、功能：a、对细胞的内环境起着调节作用，可使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。液泡膜具有特殊的选择透过性，能使许多物质大量地积聚在液泡中。b、与植物细胞的水分代谢密切相关。c、大量物质存在，浓度很高，不易失水，抗旱；不易结冰，抗冻。8、溶酶体：（1）、结构：单层膜囊状结构，溶酶体是由高尔基体的囊泡发育而成的。（2）、分布：几乎所有的动物细胞中均有溶酶体。5（3）、功能：细胞内的“酶仓库”、“消化系统”，内部含有多种水解酶，能分解衰老和损伤的细胞器，吞噬并杀死进入细胞的病毒或病菌，具有营养和防御功能。对八种细胞器的小结：1、具膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。2、无膜结构的细胞器：核糖体、中心体。3、具双层膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体。4、具单层膜结构的细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体5、含少量DNA、RNA的细胞器：线粒体、叶绿体6、含色素的细胞器：叶绿体、液泡7、参与能量转换：叶绿体、线粒体8、动物细胞和植物细胞共有但功能不同：高尔基体二、细胞器之间的协调配合看到书上的资料分析：分泌蛋白的合成和运输完成书上的讨论。整个过程中，各细胞器之间既有结构上的联系又有功能上的统一。三、细胞的生物膜系统1、组成：由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成。2、功能：（1）、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞的物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。（2）、广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。（3）、把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。本节知识归纳比较：1、各种细胞器的归纳比较分布植物特有的细胞器叶绿体、液泡动物和低等植物特有的细胞器中心体结构不具膜结构的细胞器核糖体、中心体具单层膜结构的细胞器内质网、液泡、溶酶体、高尔基体细胞外附着核糖体上合成肽链进入内质网加工、修饰进入高尔基体进一步加工修饰形成小泡细胞膜6具双层膜结构的细胞器线粒体、叶绿体光学显微镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡成分含DNA的细胞器线粒体、叶绿体含RNA的细胞器核糖体、线粒体、叶绿体含色素的细胞器叶绿体、液泡功能能产生水的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体能产生ATP的细胞器线粒体、叶绿体能复制的细胞器线粒体、叶绿体、中心体能合成有机物的细胞器核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网与有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、高尔基体、中心体与蛋白质合成、分泌相关的细胞器核糖体、内质网、高尔基体、线粒体能发生碱基互补配对的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体与主动运输有关的细胞器核糖体、线粒体2、几种主要细胞器的结构与功能的比较结构特点ⅠⅡⅢ线粒体叶绿体高尔基体内质网液泡核糖体中心体双层膜，有少量的DNA单层膜，形成囊泡和管状结构，内有腔不具膜结构（主要是由蛋白质构成的）主要功能有氧呼吸产生ATP的主要场所光合作用的场所与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关粗面内质网是核糖体的支架；光面内质网与糖类和脂质的合成及解毒作用有关储存物质，进行渗透作用，维持植物细胞紧张度把氨基酸合成蛋白质的场所与细胞有丝分裂有关——形成的纺锤体牵引染色体，向细胞两极运动都与能量转换有关完成功能的主要结在内膜、基基粒中进行光反扁平囊和小囊泡由膜构成的管道系液泡及其内的细胞蛋白质、RNA和酶两个相互垂直的中7构或成分质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶应。基质中进行暗反应统液心粒分布所有的动植物细胞绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的表层细胞大多数动植物细胞中，一般位于核附近大多数植物细胞中，广泛分布于细胞质基质中所有的植物细胞中，高等动物细胞液泡不明显所有的动植物细胞中动物细胞和低等植物细胞中，常在核附近3、各种细胞器的分工与合作各种生物膜在功能上既有明确分工，又有紧密联系。以分泌蛋白的合成与分泌为例列表如下：内膜系统功能线粒体细胞核↓基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质线粒体提供能量核糖体↓利用氨基酸合成多肽内质网↓对多肽进行初级加工如折叠、糖基化等，及以小泡方式输送多