生物必修一 第三章 细胞的基本结构.doc

第三章 细胞的基本结构 细胞膜系统的边界基础知识实验4：体验制备细胞膜的方法【实验原理】渗透作用【实验材料】哺乳动物成熟的红细胞(1)动物细胞没有细胞壁，吸水易涨破。不用原核细胞，原核细胞有细胞壁，虽然支原体没有，但是它太小了；(2)红细胞单个存在，便于制成悬浊液；(3)无细核膜和众多细胞器膜，易制得到纯净的细胞膜。鸟类、蛙等其他动物的红细胞有细胞器和细胞核。草履虫、变形虫等单细胞生物在清水中不会涨破；酵母菌不会涨破，因为它有细胞壁。在洁净载玻片上滴一滴红细胞稀释液后，加盖盖玻片【实验步骤】【注意事项】取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：（1）使红细胞分散开，不易凝集成块。（2）使红细胞暂时维持原有的形态。如果该实验过程在试管中进行，要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。（差速离心法）1、 细胞膜的成分1、组成元素：C、H、O、N、P2、主要成分：含量成分功能脂质50%磷脂为主、胆固醇磷脂双分子层是细胞膜的骨架蛋白质40%载体蛋白、通道蛋白细胞膜功能的体现者，蛋白质种类和数量越多，细胞膜功能越复杂糖类2%10%+蛋白质=糖蛋白和细胞识别、免疫反应、信息传递、血型决定等有直接联系+脂质=糖脂0.00细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，糖蛋白显著减少，使得癌细胞彼此之间粘着性显著降低，容易在体内分散和转移。有的产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。2、 细胞膜的功能1、将细胞与外界环境分隔开：保证细胞内部环境的相对稳定2、控制物质进出细胞:选择性；相对性。3、进行细胞间的信息交流（和细胞膜上的糖蛋白紧密相关）信号传导间接交流甲状腺激素、性激素进入细胞内和受体结合胞间识别直接接触如：器官移植时的免疫排斥反应，精子与卵细胞的识别和结合。胞间连接与通讯形成通道多细胞生物体内，细胞间通过细胞膜进行相互作用，如：（1）动物细胞的间隙连接；（2）植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。除上述功能外，细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。4、生物膜的功能：跨膜运输、信息交流、能量转换（光能化学能）结构特性：流动性基础：组成细胞膜的磷脂分子的蛋白质分子大多是可以移动的功能特性：选择透过性基础：细胞膜上的载体蛋白具有特异性三、细胞膜的性质可用台盼蓝染色鉴别活细胞和死细胞全透性伸缩性小四、细胞壁：支持和保护作用1、植物：纤维素和果胶（用纤维素酶和果胶酶可以在不损伤细胞内部结构的前提下出去细胞壁）原核生物：肽聚糖细菌：几丁质 细胞器系统内的分工合作基础知识一、细胞质1、显微结构：光学显微镜下看到的结构；亚显微结构：电子显微镜下看到的结构 2、 细胞质基质1、定义：细胞质中除细胞器以外的液体部分2、功能：细胞质基质中有多种酶，是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（如提供ATP、核苷酸、氨基酸等）。3、成分：水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶。3、 细胞器结构和功能（1） 双层膜线粒体和叶绿体（半自助性细胞器）线粒体叶绿体分布动植物细胞中主要存在于植物细胞形态椭球形扁平的椭球形或者球形观察线粒体+健那绿蓝绿色叶肉细胞中的叶绿体呈绿色，可直接用高倍显微镜观察结构双层膜外膜与周围的细胞质基质分开内膜向内折叠成嵴（增大膜面积有利于生化反应地进行）一层光滑的膜基粒无类囊体堆叠成，含色素和与光反应有关的酶基质含与有氧呼吸有关酶含与暗反应有关酶都含有少量的DNA、RNA和核糖体功能有氧呼吸的主要场所“动力车间”光合作用的场所“养料制造车间”和“能量转换站”有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能 增大生物膜面积的方式：线粒体：内膜折叠成嵴 叶绿体：基粒中的光合片层结构线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关：一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中。（注意：蛔虫的体细胞内不含线粒体，因为蛔虫进行无氧呼吸）线粒体与叶绿体都含少量DNA和RNA，可以自主复制与表达，不完全受细胞核控制，决定细胞质遗传。不是所有真核细胞都有线粒体，如：哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫不是没有线粒体就不能进行有氧呼吸，如：好氧细菌（有酶）只有绿色植物的绿色部分才有叶绿体不是没有叶绿体就不能进行光合作用，如：蓝藻（有蓝藻素、叶绿素）保卫细胞有叶绿体，表皮细胞没有叶绿体0内共生假说：线粒体前身是好氧细菌，叶绿体前身是蓝藻，都是原核生物。原始的前真核生物中有一些可以吞噬原核生物，而且吞噬它们的吞噬泡膜也没有消失，于是它们就以寄生的形式生活在这些单细胞真核生物中，并随着真核生物的有丝分裂一同进行自我分裂，它们和前真核生物共生,在长期的共生过程中演化成了线粒体。证据：它们的基因组大小、形态、结构与细菌相似：都由裸露、环状双链DNA构成，不含组蛋白；有自己完整的蛋白质合成系统，能合成一部分自己需要的蛋白质；内外膜结构，成分差异大，外膜与细胞内膜相似，内膜与细菌质膜相似；与细菌一样能用二分裂繁殖。（2） 单层膜1、内质网分布：动植物细胞结构：单层膜连接而成的网状结构特点功能粗面型内质网有核糖体附着蛋白质的合成、加工和运输滑面型内质网没有核糖体附着糖类、脂质和激素的合成类型：2、高尔基体分布：动植物细胞结构：扁平囊状结构和大小囊泡（其中扁平囊是判断高尔基体的依据） 细胞壁的形成（合成、分泌细胞壁的成分：果胶、纤维素）分泌物，如：猪笼草细胞板：高尔基体聚集而成3、液泡分布：高等植物（成熟区有大液泡，未成熟区（不断进行分裂，如分生区）没有大液泡）低等动物（主要在成熟的植物细胞内）结构：单层膜（液泡膜），内含细胞液（细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等）功能：调节植物细胞的内环境使植物细胞保持坚挺（维持细胞形态）和细胞的吸水失水相关。4、溶酶体（pH=5）分布：动植物细胞结构：单层膜囊状结构，内含多种水解酶（附着型内质网合成）功能：分解衰老、损伤的细胞器吞噬并杀死入侵的病毒或细菌“消化车间”细胞的自溶（凋亡）高尔基体的囊泡包裹水解酶，形成溶酶体（3） 无膜1、核糖体：分布：原核细胞、真核细胞、叶绿体、线粒体结构：不具膜，呈颗粒状，其成分为RNA和蛋白质；功能：蛋白质合成的场所“生产蛋白质的机器”。2、中心体：分布：动物细胞、低等植物细胞（藻类）结构：不具膜结构，由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成；功能：和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关（发出星射线形成纺锤体），在有丝分裂的末期复制0细胞骨架：蛋白质纤维构成的网架结构（微管、微丝，中间纤维）与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关维持细胞形态，保持内部结构有序性实验5：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体【实验原理】叶绿体：高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、呈扁平的椭球形或球形，可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。线粒体：线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等实验观察叶绿体观察线粒体选材藓类叶片菠菜稍微带叶肉的下表皮人的口腔上皮细胞原因叶片很薄，仅有两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片细胞排列疏松含叶绿体数目少，个体大没有颜色，便于观察易取材【实验材料】【实验试剂】健那绿染液活体染色剂健，是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时，因而可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。【实验步骤】叶绿体 线粒体 【注意事项】观察线粒体应选择无色细胞线粒体与叶绿体要保持细胞活性状态观察叶绿体需保持叶片湿润，防止失水制作观察线粒体的临时装片时，滴加健那绿染液于载玻片中间用于染色，而不是滴加生理盐水4、 分泌蛋白的合成和运输 蛋白质穿膜层数：0体现了细胞膜的流动性交通枢纽：高尔基体5、 细胞的生物膜系统1、细胞膜、核膜和细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。不是生物的膜，是细胞的膜。原核细胞只有细胞膜，没有生物膜系统。2、 作用：提供相对稳定的内部环境在物质运输、能量转换、信息传递的过程中起着决定性作用为多种酶提供大量的附着位点将细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。（细胞器之间相互独立、互不干扰） 膜与膜之间可以相互转化 细胞核系统的控制中心基础知识1、 细胞核的功能实验内容实验过程实验结论实验分析美西螈核移植实验生物体性状的遗传主要是由细胞核控制无对照组横缢蝾螈受精卵实验细胞核控制着细胞的分裂和分化既有相互对照，又有自身对照变形虫切割实验变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的既有相互对照，又有自身对照伞藻的嫁接和核植实验细胞核与生物体形态结构的建成有关可排除假根中其他物质的作用细胞核的功能：细胞的遗传信息库细胞代谢和遗传的控制中心遗传物质储存、复制、转录场所（细胞代谢的主要场所：细胞质）2、 细胞核的结构结构特点核膜双层膜，外膜附着大量的核糖体，有些部位与内质网相连，内膜光滑无核糖体膜上有核孔，在细胞分裂过程中周期性的消失和重建。功能：将核内物质与细胞质分隔开，具有选择透过性，控制小分子物质的进出。染色质由DNA和蛋白质组成，易被碱性染料染成深色细胞分裂间期呈细长丝状，分裂期高度螺旋化、缩短变粗，成为光镜下能观察到的圆柱状或杆状的染色体，在分裂末期染色体解螺旋，重新恢复成细长丝状的染色质，所以，染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种存在状态。功能：遗传物质的主要载体核仁功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，大分子进出的通道蛋白质合成比较旺盛的细胞，核仁体积相对较大核孔功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流代谢比较旺盛的细胞，核孔比较多RNA和某些蛋白质等生物大分子运输的通道，但遗传物质DNA不能通过，只能在细胞核内进行复制和贮存代谢越旺盛的细胞，核孔的数目越多，核仁的体积越大核孔、核膜都具有选择透过性：DNA不能通过核孔进入细胞质RNA可以通过核孔进入细胞质DNA聚合酶等蛋白质可以通过核孔进入细胞核3、 细胞质与细胞核1、 无核的细胞质不能长期生存，因为细胞核对细胞质起到调节和控制的作用（如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短，含细胞质少的精子寿命也很短）。2、细胞核也不能脱离细胞质而独立生存，因为细胞质为细胞核提供营养物质和能量3、细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，细胞只有保持完整性,才能进行正常的生命活动。细胞既是生物体结构的基本单位，也