高中生物 09 细胞的基本结构 - 细胞器之间的分工合作

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细胞器的结构与功能

线粒体

结构：具有双层膜结构，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积。线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶和少量的DNA、RNA。

功能：是有氧呼吸的主要场所，能将细胞中的有机物在氧的参与下分解为二氧化碳和水，同时将有机物中的化学能转化为热能和ATP中的化学能，为细胞的生命活动提供能量，被称为细胞的“动力车间”。

叶绿体

结构：也有双层膜结构，内部含有基粒和基质。基粒由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上分布着与光合作用有关的色素和酶；基质中含有与光合作用有关的酶以及少量的DNA、RNA。

功能：是绿色植物进行光合作用的场所，能将光能转化为化学能，把二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。

内质网

结构：由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，可分为粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网上附着有核糖体，滑面内质网表面无核糖体附着。

功能：是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。粗面内质网主要对核糖体合成的多肽链进行加工修饰，如折叠、糖基化等；滑面内质网还参与脂质合成、解毒等多种代谢活动。

高尔基体

结构：由扁平囊和大小囊泡组成，扁平囊一般有4-8层，周边有许多小囊泡。

功能：主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，并将其运输到细胞的特定部位或细胞外。与动物细胞分泌物的形成有关，在植物细胞中还与细胞壁的形成有关。

溶酶体

结构：是一种单层膜的细胞器，内部含有多种水解酶。

功能：能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等病原体，在细胞自噬、免疫防御等过程中发挥重要作用。

液泡

结构：主要存在于植物细胞中，由单层膜围成，内部的液体称为细胞液，细胞液中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质。

功能：调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。

核糖体

结构：无膜结构，主要由RNA和蛋白质组成，可分为游离核糖体和附着核糖体。

功能：是蛋白质合成的场所，将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。游离核糖体合成的蛋白质主要供细胞自身使用，如血红蛋白、呼吸酶等；附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质一般分泌到细胞外或运输到细胞的其他部位，如抗体、胰岛素等。

中心体

结构：无膜结构，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。

功能：存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关，在细胞分裂前期，中心体发出星射线形成纺锤体，牵引染色体的移动。

细胞器之间的协调配合

以分泌蛋白的合成和运输为例，来说明细胞器之间的分工合作：

合成：分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸脱水缩合形成肽链。

加工：肽链进入内质网腔中，经过折叠、糖基化等加工，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网以出芽的方式形成囊泡，将蛋白质包裹在囊泡内运输到高尔基体。

再加工和包装：高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的加工和修饰，然后形成包裹着分泌蛋白的囊泡。

分泌：囊泡移动到细胞膜与细胞膜融合，将分泌蛋白分泌到细胞外。

在这个过程中，线粒体为整个过程提供能量，体现了细胞器之间的密切配合。

细胞的生物膜系统

组成：细胞的生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜（如内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、叶绿体膜等）和核膜等结构。

功能：

物质运输：生物膜允许某些物质选择性地通过，如离子通道、载体蛋白等可以协助物质进出细胞或细胞器，保证了细胞内外和细胞器内外物质的交换和运输。

信息传递：生物膜上的受体蛋白可以接收信号分子传递的信息，并将其转化为细胞内的信号，引发细胞的一系列反应，实现细胞间或细胞内的信息交流。

能量转换：叶绿体的类囊体薄膜和线粒体内膜是细胞内进行能量转换的重要场所，通过光合作用和有氧呼吸将光能和化学能进行转换和储存。

酶的附着位点：许多酶附着在生物膜上，为各种化学反应的进行提供了有利条件，使细胞内的生化反应能够高效、有序地进行。

维持细胞内环境稳定：生物膜将细胞分隔成许多小的区室，使细胞内各种生化反应能够在相对独立的环境中进行，互不干扰，有利于维持细胞内环境的稳定。

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