《细胞的基本结构》doc版.doc

第三章.细胞的基本结构第一节.细胞膜系统的边界一、 问题探讨1.如何区分显微镜下的细胞和气泡；说出气泡和细胞有什么不同？气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。2.在电子显微镜发明之前，科学家怎样确定细胞膜的存在？用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展。二、实验制备细胞膜的方法1.目的要求：用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法和过程。2.材料用具：猪的新鲜的红细胞稀释液、蒸馏水、滴管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜。3.方法步骤：制临时装片、先低倍镜后高倍镜观察。4.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）。5.为什么要用哺乳动物成熟的红细胞？动物细胞外面没有细胞壁，制备细胞膜相对比较容易；哺乳动物成熟红细胞内无细胞核和各种具有膜的细胞器；红细胞数量多，材料易得。6.为什么要用适量的生理盐水稀释红细胞?使红细胞分散开，不易结成块，使红细胞维持原有的状态。7.发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难，推测细胞膜由连续的脂类物质组成。8.细胞膜主要由蛋白质40%和脂质50%（主要是磷脂）组成，也有少量的糖类2%-10%9.细胞膜上的蛋白质的种类和数量与细胞膜的功能密切相关（细胞癌变时，细胞膜成分发生改变，主要是糖被变薄，产生甲胎蛋白AFP，癌胚抗原CEA等物质）。【实验注意：动物细胞0.9%NaCl溶液、植物细胞清水】三、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开使细胞成为一个相对独立的个体，保障细胞内部环境的相对稳定性2.控制物质进出细胞：吸收氧气和营养物质； 注：联系“物（选择透过性） 排出细胞产物（如抗体、激素、酶）和代谢废物； 质夸膜运输”阻止细胞内重要物质流失； 阻止有害物质进入。3.进行细胞间的信息交换相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传给另一个细胞。（例如：精子和卵细胞之间的识别和结合）。相邻两个细胞之间形成通道携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交换的作用。 补：.胞间连丝植物细胞壁中小的开口，相邻细胞的细胞膜伸入孔中，彼此相连，两个细胞的滑面形内质网也彼此相连，构成胞间连丝。.在细胞通讯中受体通常是指位于细胞膜表面或细胞内与信号分子结合的糖蛋白或脂蛋白（注意是特异性结合，一种信号传导细胞和一种靶细胞相对应（如淋巴细胞与抗原）。4.知识补充：(1).多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会。如果没有信息交流，生物体不可能作为一个整体完成生命活动。而细胞间的交流大多与细胞膜的结构和功能有关。(2).细胞壁(植物细胞壁是全透性的).主要成分：纤维素、果胶.功能：.支持（维持细胞形态）；.保护（减轻机械损伤、防止细胞吸水涨破）第二节.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1.用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构（细胞壁、叶绿体、细胞核、液泡、细胞质）。2.在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构（各种细胞器）。3.不同功能的细胞，细胞器的种类与数量有区别。4.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）。二、细胞质的结构和功能1.分离各种细胞器的方法：差速离心法三、细胞器之间的分工1.线粒体半自主性细胞器(1).形状：椭球形，粒状或棒状(2).结构：.外膜（控制物质进出线粒） 注：内膜和基质中分分布.内膜（向内折叠成嵴，使膜面积增大） 着多种与呼吸作用有关的酶.基质（含少量DNA和RNA、核糖体 、酶）和嵴 (3).主要成分：蛋白质、磷脂、有氧呼吸酶、少量DNA和RNA(4).功能：有氧呼吸的主要场所（因为有氧呼吸的第一步在细胞质的基质中进行，第二、三步才在线粒体中进行），是细胞的“动力车间”（因为细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体）(5).分布：线粒体在新陈代谢旺盛的细胞比较多。(6).染色剂：健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。2.叶绿体半自主性细胞器(1).形状：扁平的椭球形或球形(2).结构：.外膜、内膜（外膜、内膜控制物质进出叶绿体）.基粒（由2至100个类囊体堆叠形成，分布四种光合色素、与光反应相关的酶）.基质（含少量DNA、RNA、与暗反应相关的酶、核糖体）(3).主要成分：蛋白质、磷脂、光合作用酶、色素、少量DNA和().功能：“养料制造车间”（通过光合作用将无机物转化为有机物，并释放氧气）和“能量转换站”（将光能转化成化学能，储藏在有机物中）().分布：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）3.内质网(1).分布：动植物细胞都有，细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。(2)形态结构：单层膜结构连接而成的网状物，分为粗面内质网（扩大膜面积，上面附有核糖体，合成、加工、运输蛋白质）和滑面内质网（脂质、糖类合成的重要场所，与解毒作用有关）(3).主要成分：蛋白质、磷脂等(4).功能：蛋白质合成和加工，脂质合成的“车间”(5).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；参与蛋白质和脂质的合成、加工、运输。4.核糖体(1).分布：真核细胞、原核细胞(2.)存在形式：附着在内质网上(分泌蛋白)或游离在细胞质基质中(胞内蛋白)(3).形态结构：椭球形的粒状小体，无膜结构(4)主要成分：蛋白质和rRNA（核糖体RNA）(5).主要功能：合成蛋白质的场所“生产蛋白质的机器”5.高尔基体(1).形态结构：单层膜，扁平囊状结构，有大小囊泡(2).分布：广泛分布在真核细胞中, 动植物细胞中细胞核附近(3).主要成分：蛋白质、磷脂等(4).功能：蛋白质的“加工、分类、包装车间”及“发送站”对蛋白质进行加工、分类、包装和转运； 植物细胞分裂时，与细胞壁的形成有关；参与动物细胞分泌物的形成； 和溶酶体的形成有关；参与细胞的胞吞和胞吐作用。6.中心体(1).分布：动物细胞、低等的植物细胞中（如团藻）(2).主要成分：微管蛋白(3).结构：“+”形，中心体（由两个垂直排列的中心粒及周围物质组成），无膜结构(4).功能：与细胞有丝分裂有关，形成纺锤体。7.液泡(1).分布：植物细胞(2).形态结构：表面有单层膜，内有色素（花青素），成熟的植物细胞中的液泡称为“中央大液泡”(3).主要成分：蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等(4).主要功能：调节细胞内环境；保持一定的渗透压，使细胞保持坚挺（液泡和植物细胞的吸水和失水有关）（渗透压即溶质的吸水能力，溶质越多，溶液越浓，渗透压越大）（植物失水萎蔫）；与代谢产物的储存有关；与花、果的颜色有关。 8.溶酶体“消化车间”(1).形态：是一种单层膜的囊状小泡(2).特点：含有多种水解酶，且大多为双性水解酶(3).功能：分解衰老、损伤的细胞器功能； 与免疫有关；吞噬并杀死入侵的病毒和病菌（病原体）。 线粒体和叶绿体比较表线粒体叶绿体分布动植物细胞中叶肉细胞及部分幼茎的皮层细胞及保卫细胞中形态椭球形扁平的椭球形或球形结构双层膜外膜与周围的细胞质基质分开内膜向内折叠形成嵴是一层光滑的膜基粒由囊状的结构堆叠而成，含色素和酶（与光反应有关）基质含与有氧呼吸有关酶含与暗反应有关的酶都含有少量的DNA和RNA（都能自我复制）功能有氧呼吸的主要场所光合作用的场所 细胞器的比较膜结构分布其他主要功能双层膜结构线粒体动植物细胞嵴、基质、酶、DNA有氧呼吸主要场所叶绿体植物细胞基粒、基质、酶色素、DNA绿色植物进行光合作用的场所单层膜结构液泡植物细胞色素、糖类、无机盐等调节细胞内环境；储存物质；保持细胞的渗透压，维持细胞形态溶酶体动植物细胞消化车间高尔基体动植物细胞由单层膜组成的扁平囊状组合结构动物：蛋白质加工、分类、包装和分泌植物：细胞壁的形成内质网动植物细胞网状结构，与细胞膜和核膜相连通蛋白质合成和加工、脂质合成的场所无膜结构核糖体动植物细胞蛋白质合成的场所中心体动物和低等植物细胞参与细胞有丝分裂四、关于细胞器的归纳总结1.成分(1). 含有DNA（基因）的细胞器：线粒体、叶绿体（都有半自主性）(2). 含有RNA的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体(3). 含有色素的细胞器：叶绿体、液泡（有的液泡无色素）2.功能(1).能产生水的细胞器（结构）：线粒体（有氧呼吸的第三阶段）、叶绿体（暗反应）、核糖体（脱水缩合）、高尔基体（植物合成纤维素）、细胞质基质（无氧呼吸）、细胞核（DNA复制）(2).能产生ATP的细胞器：线粒体、叶绿体（细胞质基质也能产生ATP）(3).能量转换器：线粒体（化能转换：稳定的化学能活跃的化学能）、叶绿体（光能转换：光能电能活跃的化学能稳定的化学能）(4).能复制的细胞器：线粒体、叶绿体、中心体(5).能合成有机物的细胞器：核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体(6).与有丝分裂有关的细胞器：核糖体（间期蛋白质合成）、线粒体（供能）、中心体（发出的星射线构成纺锤体）、高尔基体（与植物细胞分裂时期细胞壁的形成有关）(7).与分泌蛋白的合成、运输、分泌有关的细胞器（结构）：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（细胞膜）(8).能发生碱基互补配对的细胞器（结构）：线粒体、叶绿体、核糖体（细胞核、拟核）(9).与主动运输有关的细胞器是：线粒体（供能）、核糖体（合成载体蛋白）3.结构上：两个无膜结构、两个双层膜结构，其余均为单层膜结构4.光学显微镜下能看见的细胞器：线粒体、叶绿体、液泡四、细胞骨架1、细胞骨架维持形态，保持内部结构有序2、细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。五、蛋白质的合成和运输 合成 进入 加工内质网上的核糖体 肽链 内质网 一定空间结 囊泡运输 进一步加工 囊泡运输构的蛋白质 高尔基体 成熟的蛋白质 细胞膜 分泌到细胞外 分泌蛋白【核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 细胞外】六、细胞的生物膜系统1. 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。2. 在有的细胞中，还可以看到内质网膜与细胞膜相连。1.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。这些生物膜的结构和功能紧密联系。2.生物膜系统在细胞生命活动中的作用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。(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。3.细胞膜间的协调配合由右框内文字可见，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。4.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。第三节.细胞核系统的控制中心一、资料探究（课本P52）1.资料一：生物体性状的遗传是由细胞核决定的（细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，控制生物的性状）。2.资料二：细胞核控制着细胞的分裂、分化（没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，没有细胞核，这些生命活动都不能进行。）。3.资料三：细胞核控制细胞的生命活动（细胞核是细胞生命活动的控制中心。成熟红细胞因为没有细胞核，不能生长和分裂，寿命约为120天）。4.资料四：生物体的形态构建和细胞核有关。二、细胞核的功能与结构功能：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的