高考生物一轮复习课件：专题三、四细胞的基本结构与物质运输(必修1).ppt

专题三、四 细胞的基本结构,细胞的物质运输,一细胞膜 1.结构： （1）制备细胞膜的方法（实验） 原理：渗透作用（将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，内容物流出，得到细胞膜） 选材：人或其它哺乳动物成熟红细胞 原因：因为材料中没有细胞核和众多细胞器 提纯方法：差速离心法 细节：取材用的是新鲜红细胞稀释液（血液加适量生理盐水） 成分分别可通过什么手段确定？ 有机溶剂（如丙酮）和蛋白酶 凡是脂溶性的物质比非脂溶性的物质容易通过细胞膜,（2）成分和结构（生物膜的）流动镶嵌模型 要点： 磷脂双分子层（轻油般的流体，有流动性）构成了膜的基本支架（脂质50%，其中磷脂最丰富 ） 蛋白质（40%）分子（大多数也可以运动）覆盖、镶嵌或贯穿磷脂双分子层 功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多 膜物质分子的运动使膜具有流动性结构特性(如何证明) 荧光标记的人鼠细胞融合实验动物细胞融合技术 体现：变形虫、白细胞 膜物质分子的分布是不对称，外表面有糖（2-10%）蛋白 组成：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。 作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。,2.功能： （1）细胞膜功能： 将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定 控制物质出入细胞 进行细胞间信息交流，举例： 激素、神经递质等 受精作用、效应T细胞与宿主细胞，过敏反应 植物的胞间连丝 （2）物质跨膜运输实例：,植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。,溶剂、溶质,溶剂,有膜、无膜,半透膜, 渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差 渗透作用：水分从水势高（渗透压低）的系统通过半透膜向水势低（渗透压高）的系统移动的现象。 半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。,原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 从功能角度讲：它相当于是一层半透膜,基本不变,恢复原位,逐渐恢复原来大小,基本不变,脱离细胞壁,变小,实验材料：紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞 活细胞，液泡内有色素可供直接观察,实验步骤： 临时装片制作：清水； 观察：低倍镜 处理：蔗糖、清水, 质壁分离与复原实验可拓展应用于： 证明成熟植物细胞发生渗透作用； 证明细胞是否是活的； 作为光学显微镜下观察细胞膜的方法； 初步测定细胞液浓度的大小；,细胞壁成分 植物：纤维素和果胶 原核生物：肽聚糖 作用：支持和保护 性质：全透性，水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过 质壁分离时，质壁之间的成分：细胞外的液体环境,对无机盐等其他物质： 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。 （3）选择透过性膜功能特性 可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。,（4）跨膜运输分类： 水和其他溶剂分子通过渗透作用(自由扩散) 不带电荷的小分子物质（O2、CO2、苯、乙醇等）主要为自由扩散方式 离子和带有电荷（氨基酸）的小分子物质主要为主动运输方式 大分子和颗粒性物质通过胞吞和胞吐作用出入细胞 （地图版：膜泡运输）, 生物膜是一种选择透过性膜，对作为溶剂的水分子而言是严格的半透膜。 选择透过性能否维持即细胞膜结构是否完整，是判断是否为活细胞的标准，如： 质壁分离的复原，腌制糖醋蒜，红墨水测定种子发芽率，判断种子胚、胚乳是否成活,顺浓度梯度、无、无、浓度梯度、CO2、O2、苯、甘油、酒精等 顺浓度梯度、特异载体蛋白、无、浓度梯度、葡萄糖进红细胞 （可）逆浓度梯度、特异载体蛋白、ATP供能、K+进红细胞、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞与浓度无关,思考：在以下条件下如何判断物质跨膜运输的方式？,由低浓度一侧到高浓度一侧， 由高浓度一侧到低浓度一侧，,一定是主动运输,不一定是被动运输,磷脂分子的流动性,蛋白质分子的流动性,思考：请尝试在坐标轴上画出表示物质分别以三种跨膜运输方式通过生物膜的运输速率的曲线？,自由扩散 协助扩散 主动运输,与细胞膜因流动性而形成囊泡有关、ATP供能、分泌与吞噬 ,如图所示，c处为一半透膜（水分子和葡萄糖分子可以通过，蔗糖分子不能通过），a、b两侧分别盛有体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液，其中液面变化会是怎样的？,葡萄糖,蔗糖,1.条件允许的话，任何一种物质都趋向于均匀分布,2.溶剂分子运动的方向取决于溶液中所有溶质分子的总的物质的量的浓度,磷脂分子+ 蛋白质分子,结构,功能（物质交换）,运动性,流动性,物质交换正常,选择透过性,成分组成结构，结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以，当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同，即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见，流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性是细胞膜生理特性的描述，这一特性，只有在流动性基础上，完成物质交换功能方能体现出来。,（5）总结,在核仁 形成,细胞凋亡细胞免疫 吞噬细胞,质壁分离及复原,植物细胞分裂，抗体、激素的分泌 ，精子的顶体，突触小泡,备注,与有丝分裂有关,蛋白质合成的场所,分解外来或自身的有害物质；自我分解,贮存物质（糖类、脂肪、色素、多种酶），调节内环境,合成、(粗面：分泌蛋白合成和加工；光面：糖类、脂质合成）运输条件,细胞分泌，形成细胞壁,进行光合作用的场所,有氧呼吸的主要场所,功能,两个互相垂直的中心粒（蛋白质）,蛋白质、RNA、和酶,含有很多酸性水解酶,液泡膜、细胞液,粗面和光面，外连细胞膜，内连核膜,基粒（类囊体）、基质、酶,内膜形成嵴上有基粒（ATP酶复合体）、基质,没有膜结构,单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔,双层膜，有少量DNA,结构,椭球形粒状小体,小球状,网状,大小囊泡、扁平囊,扁平的球形或椭球形,椭球形、棒形,形态,动物低等植物,动植物,动植物,植物和某些原生动物,动植物,动植物,植物,真核几乎都有（蛔虫等厌氧无),分布,中心体,核糖体,溶酶体,液泡,内质网,高尔基体,叶绿体,线粒体,相关实验,二.细胞质 1.细胞器：在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位,大型的中央液泡是成熟的植物细胞特有的细胞器，其内为细胞液，其中含有有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。,范围大,范围中,范围小,一般指人体细胞和动物细胞内的液体。,细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质是细胞重要的结构成分，其体积约占细胞质的一半。,细胞内的液体,在细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质,液泡内的液体,也有流动性,2.细胞质基质 成分：水、盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。 作用：细胞与环境、细胞质与细胞核以及细胞器之间的物质运输、能量交换、信息传递等都要通过细胞质基质来完成，中间代谢的很多重要化学反应也在细胞质基质中进行，是代谢的主要场所；为代谢提供物质和条件。,3.细胞骨架 真核细胞内由微管、微丝和中等纤维构成的蛋白纤维网架系统细胞骨架。 细胞骨架的功能： 维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性； 与细胞运动、物质运输、能量交换、信息传递、细胞分裂、基因表达、细胞分化等生命活动密切相关。,4.生物膜：细胞内的各种膜结构如细胞膜、核膜、线粒体膜、叶绿体膜、高尔基体膜、内质网膜、溶酶体膜等，化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜 （1）结构上的联系： 细胞核膜、内质网膜、细胞膜结构上的联系； 内质网膜、高尔基体膜、细胞膜物质通过有膜的小泡相互转化，说明膜结构的连续性。 （2）功能上的联系：既有明确分工，又有相互协调。 以分泌蛋白的合成、加工、分泌为例：,一定空间结构,有机物、O2,叶绿体,线粒体,能量、CO2,细胞核,核糖体,内质网,高尔基体,细胞膜,胞外,基因调控,初步合成,加工,修饰,氨基酸,肽链,思考：分泌蛋白和细胞内蛋白的比较 （1）相同点 二者都是蛋白质，基本单位都是氨基酸。 二者都是在细胞内的核糖体中合成的，合成过程中都需要线粒体提供能量，合成过程中的mRNA模板都来自于细胞核内的DNA。,胞吐,（2）不同点 作用部位不同：分泌蛋白分泌到细胞外起作用，如抗体、消化酶和一些激素；细胞内蛋白则在细胞内起作用，如有氧呼吸酶、光合作用酶及构成细胞的结构蛋白等。 合成部位不同：分泌蛋白是由粗面内质网上附着的核糖体所合成的，由粗面内质网加工，而细胞内蛋白是由细胞质基质中核糖体所合成的，加工则与滑面内质网有关。,（3）生物膜系统的要领和作用： 概念：细胞膜、核膜以及由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。(核心概念) 作用： 细胞膜：保护细胞，使细胞具有一个相对稳定的内部环境。控制细胞内外物质交换，与能量转换和信息传递有关。 生物膜系统为酶提供附着位点，为各种化学反应创造条件。 生物膜把细胞分为不同的空间，不同的空间进行着不同的化学反应，从而使细胞的生命活动高效、有序。,(4)生物膜的应用： 思考：生物膜和人工膜的区别? 生物膜具有选择透过性，而人工膜依靠由于浓度差而形成的物理扩散作用使物质通过该膜。根据生物膜的选择透过性海水淡化，处理污水。 根据生物膜的保护作用和流动性在人体内定向向细胞内传送药物。,细胞核具有什么功能？,资料1黑白美西螈核移植实验,结论： 生物体的遗传性状主要由细胞核控制。,生物表现出来的特性,称为性状。,资料2 蝾螈受精卵的横缢实验,没有细胞核，细胞就不能分裂、分化,黑斑蝾螈,可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？,结论：细胞核控制细胞的分裂和分化,资料3变形虫的切割实验,结论1：细胞核控制着细胞的生命活动。,结论2：细胞核与细胞质是相互依存的，细胞的结构只有保持完整性，细胞才能正常生活。,为什么没有细胞核的细胞质会过一段时间死亡？为什么没有细胞质的细胞核会死亡？,为什么伞形柄上长出了菊形帽？菊形柄上长出了伞形帽？ 决定伞藻帽的形态，是假根中的细胞核还是细胞质？ 这些现象说明了什么？,资料4 伞藻的嫁接实验和核移植实验,结论： 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。,三.细胞核,美西螈核移植实验,蝾螈受精卵横缢实验,变形虫实验,伞藻嫁接与移植实验,控制生物的性状,没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。,细胞核是细胞生命活动的控制中心。,DNA上储存着遗传信息。细胞核是遗传信息库，使细胞代谢和遗传控制的中心。,生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。,三.细胞核,核 膜,核 孔,染色质,核 仁,染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种状态，其组成和特性并未发生改变。在分裂时期形成染色体，便于携带遗传信息，使其平均分配而不容易丢失。,制约细胞大小的因素 1、核所能控制的细胞质的量。 2、物质交换的速度和物质进入细胞后扩散的速度。 结 论： 一般来说，生理活跃的细胞较小，代谢活动弱的细胞较大。,细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。,结构和功能相统一,生物的整体性：整体大于各部分之和；只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。 1结构：细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜，外接细胞膜。 2功能：细胞的不同结构有不同的生理功能，但却是协调