苏教版高中生物必修一课件：3.2细胞的类型和结构(共94张PPT)

细胞亚显微结构 在电子显微镜下观察细胞 能将细胞放大千倍 万倍乃至几十万倍 我们将电镜下能看到的直径小于0 2 m的细微结构称为亚显微结构 原核细胞 真核细胞 按照结构的复杂程度和进化顺序 细胞可分为 原核细胞和真核细胞 原核细胞原核生物 细菌 蓝藻 放线菌 支原体 衣原体 立克次氏体等真核细胞真核生物 动物 植物 真菌 原生生物 细胞 构成 构成 大肠杆菌 肺炎球菌 水华 蓝藻细胞结构模式图 支原体 衣原体 立克次氏体 原核细胞 1 原核细胞是构成细菌 蓝藻和放线菌等原核生物的细胞 内部结构比较简单 2 主要特点 拟核 DNA 细胞壁 细胞膜 纤毛 鞭毛 核糖体 原核细胞结构模式图 真核细胞 1 真核细胞是真核生物的细胞 内部结构比较复杂 2 除原核生物外 都是由真核细胞构成的 3 真核细胞的结构 真核细胞结构模式图 细胞膜 细胞核 细胞质 注 植物细胞还具有细胞壁 细胞膜 厚度约为7 10 6mm 1 10 5mm 结构成分 磷脂双分子层 蛋白质 结构特点 流动性 细胞膜亚显微结构模式图 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架 蛋白质分子或排布在其两侧 或嵌插于其中 或贯穿整体 人细胞和鼠细胞为什么能融合 绿色荧光标记的抗体 红色荧光标记的抗体 细胞融合 人细胞 鼠细胞 人鼠杂交细胞 细胞融合初期 37 40min 细胞融合 分析 该实验反映了细胞膜有什么特点 积极思维 细胞膜的化学组成 细胞膜结构的发现史实验一 1895年 Overton研究各种未受精卵细胞的透性 发现脂溶性物质很容易透过细胞膜 而不溶于脂肪的物质穿透十分缓慢 实验二 1925年E Gorter和F Grendel用有机溶剂抽提人的红细胞膜的膜脂成分 并测定膜脂单层分子在水面的铺展面积 发现它为红细胞表面积的两倍 实验三 Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油 水界面的表面张力 已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时 表面张力则降低 实验四 1959年Robertson用高锰酸钾或锇酸固定细胞时 电镜超薄切片中细胞膜显示出暗 亮 暗三条带 同时 生物学其他技术又显示出双层膜脂中存在蛋白颗粒 实验五 荧光抗体免疫标记实验 用抗鼠细胞膜蛋白的荧光抗体 显绿色荧光 和抗人细胞膜蛋白的荧光抗体 显红色荧光 分别标记小鼠和人的细胞表面 然后用灭活的仙台病毒处理使两种细胞融合 10分钟后不同颜色的荧光在融合细胞表面开始扩散 40分钟后已分辨不出融合细胞表面绿色荧光或红色荧光区域 如加上不同的滤光片则显示红色荧光或绿色荧光都均匀的分布在融合细胞表面 1 1895年 Overton从研究细胞透性得出 细胞膜由连续的脂类物质组成 相似相溶原理 2 1925年 Gorter和Grendel 用脂单分子膜技术测定细胞膜中脂分子的总面积 提出 细胞膜是由双层脂分子组成 3 1935年 Danielli和Harvey 从测定膜的表面张力得出细胞膜的 三明治结构模型 即蛋白质 脂 蛋白质 4 1959年Robertson 用电镜观察生物膜提出 单位膜模型 将膜的分子结构与超微结构统一起来 厚度 2nm 暗 3 5nm 亮 2nm 暗 7 5nm5 科学家根据荧光抗体免疫标记实验提出细胞膜的 流动镶嵌模型 1 细胞膜的成分 主要由蛋白质 脂质和糖类组成2 细胞膜的结构 磷脂双分子层 构成基本骨架 支持着许多蛋白质分子 蛋白质分子 有的排布在磷脂双分子层的两侧 有的嵌插在磷脂双分子层中 有的贯穿整个磷脂双分子层 糖被 糖萼 细胞膜的糖与某些蛋白质形成的糖蛋白3 细胞膜的结构特点 具有一定的流动性 流动镶嵌模型 无论是磷脂分子还是蛋白质分子大都是可以流动的 细胞壁 植物细胞有细胞壁 动物细胞则没有 结构成分 纤维素 果胶 功能 支持和保护 维持细胞的正常形态 阅读思考 1 细胞质基质具有什么作用 2 植物细胞主要有哪些细胞器 分别有什么功能 3 动物细胞有哪些细胞器 分别有哪些功能 细胞质 细胞膜以内 细胞核以外的部分 细胞质流动 在活细胞中 细胞质以各种不同的方式在流动着 包括细胞质环流 穿梭流动和布朗运动等 细胞质的流动可以加快细胞与外界的物质交换 加快细胞的新陈代谢 有助于细胞内的各种化学反应顺利进行 细胞器细胞质基质 细胞质 细胞质基质 细胞膜以内 细胞核以外的全部的透明的胶状物质 1 成分 含有水 无机盐 脂质 糖类 氨基酸和核苷酸等和多种酶 还有由蛋白质纤维组成的细胞骨架 2 功能 是生命活动的重要场所 为生命活动提供一定的环境条件 所需要的物质和能量 细胞质基质 细胞器 在细胞质基质中 存在着许多细胞器 每种细胞器都有其特定的形态结构以及各自特定的功能 内质网 核糖体 液泡 叶绿体 线粒体 植物细胞亚显微结构模式图 动物细胞亚显微结构模式图 内质网 中心体 线粒体 高尔基体 叶绿体模式图 叶绿体 1 结构 2 功能 双层膜 类囊体 基质 主要进行光合作用 二 细胞器 1 叶绿体 植物细胞特有的 但不是所有的植物细胞都有 1 叶绿体的结构显微结构 一般呈球形或椭球形亚显微结构 双层膜 2 叶绿体的主要成分 含有DNA和RNA 存在于基质中 色素 分布在基粒囊状结构的膜上 含有大量与光合作用有关的酶类 分布在基粒和基质中 3 叶绿体的主要功能叶绿体的主要功能是进行光合作用 营养制造工厂 能量转换站 线粒体模式图 线粒体 1 结构 双层膜 嵴 基质 2 功能 有氧呼吸和形成ATP的场所 线粒体 1 线粒体的结构 显微结构 呈椭球形 亚显微结构 外膜内膜 嵴 线粒体的内膜和外膜在化学成分和物理特性上都有显著的差异 2 线粒体的主要功能 根据下列材料 分析线粒体的功能 材料一 德国生理学家华尔柏在研究线粒体时统计了某动物部分组织细胞中的线粒体数量 肝细胞950个 肾皮质细胞400个 平滑肌细胞260个 心肌细胞12500个 材料二 鸟翼的肌原纤维 精子的尾部线粒体数目较多 材料三 线粒体一般是均匀的分布在细胞质基质中 但它在活细胞中能自由的移动 往往在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中 例如在小鼠受精卵的分裂面附近比较集中 结论 在代谢旺盛的细胞中含线粒体较多 在细胞内新陈代谢旺盛的部位含线粒体较多 线粒体是有氧呼吸的主要场所 为细胞生命活动提供能量 提问 为什么飞翔鸟类胸肌细胞线粒体的数目比不飞翔鸟类的多 提问 为什么肾小管管壁细胞内的线粒体比肾小囊囊壁细胞的线粒体多得多 线粒体 动力工厂 问题 线粒体 叶绿体的结构特点怎样与线粒体 叶绿体的功能相适应 含有多种与有氧呼吸有关的酶 含有多种与光合作用有关的酶 小结 总结线粒体和叶绿体结构和功能的共同点和不同点 共同点 都具有双层膜结构 都与细胞的能量转换有关 都含有催化各自生命活动的酶系 但不一样 都含有遗传物质DNA 不同点 线粒体是有氧呼吸的主要场所 线粒体将有机物分解 为生命活动提供能量 叶绿体是光合作用的场所 将光能转化为化学能贮存在有机物中 液泡 1 单层膜结构2 成熟的植物细胞中液泡可占据整个细胞体积的90 3 液泡中的液体称为细胞液 其中还有糖类 无机盐 色素和氨基酸等4 作用 调节细胞的渗透压 问题一 线粒体 叶绿体 高尔基体和内质网都是由膜结构构成 构成这些细胞器的膜与细胞膜的成分和结构是否相同 材料一 细胞内膜结构的化学组成单位 质量分数 材料二 内质网在细胞内分布呈网状 在有的细胞中可以看到内质网与细胞膜相连 有的细胞可以看到内质网与外层核膜相连 在合成旺盛的细胞中内质网甚至与线粒体的外膜相连 结论 各种细胞器膜与细胞膜的成分类似 但是组成各种膜结构的蛋白质 脂质和糖类的含量略有不同 问题二 各种细胞器是怎样命名的 高尔基体中的高尔基是人名吗 材料一 叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞中 在叶绿体的片层结构的薄膜上有叶绿素和类胡萝卜素等与光合作用有关的色素使植物呈现绿色 因此而得名 材料二 1890年 德国生物学家Altmann首先在光学显微镜下观察到动物细胞内存在着一种颗粒状的结构 命名为生命小体 bioblast 1897年Benda重复了以上实验 并将之命名为线粒体 mitochondrion mito源于希腊文mito 线 chondrion 颗粒 材料三 高尔基 GolgiCamllo 是意大利著名的组织学家和细胞学家 在高尔基生活的年代 人类对神经细胞的结构和功能所知甚少 因为当时还未发明出适用于研究神经细胞的技术 1873年 高尔基首次发明了用银盐染细胞的技术 此技术能专门的银染细胞中的某些特殊结构 特别适用于研究神经细胞 1896年 在研究猫头鹰的大脑时 他发现经过印染的神经细胞在核膜附近存在许多扁平的小腔 当时被称为高尔基体 Golgibody 或高尔基复合体 Golgicomplexz 高尔基认为这种特殊结构可能参与细胞内的分泌和运输 但由于当时的技术条件所限 还不知其确切功能 现在人们普遍认为 高尔基体普遍存在于真核细胞的细胞质中 由平行排列的扁平囊泡和大小不等的液泡组成 在细胞分泌过程中起重要作用 材料四 内质网的发现要比线粒体和高尔基体等细胞器晚得多 1945年 K R Porter等人在组织培养的细胞中初次观察到细胞质内的网状结构 它由封闭的膜系统以及围成的腔形成互相沟通的网状结构 因此而取名为内质网 材料五 核糖体是合成蛋白质的细胞器 其唯一的功能是按照mRNA的指令与氨基酸高效而精确的合成多肽链 1953年 Robinsin和Brown用电子显微镜观察植物细胞时发现了这种颗粒结构 1955年Palada在动物细胞中也观察到了类似的结构 1958年Roberts建议把这种颗粒结构命名为核糖核蛋白体 ribosome 简称核蛋白体或核糖体 问题三 表面光滑的内质网与有核糖体附着的内质网的功能是否相同 有核糖体附着的内质网又叫粗面型内质网 常见于蛋白质合成旺盛的细胞中 如胰腺腺泡细胞 粗面型内质网的表面所附着的核糖体是合成蛋白质的场所 新合成的蛋白质就进入内质网的囊腔中进行进一步的加工 因此粗面形内质网是新合成的蛋白质的运输通道 又是核糖体附着的支架 没有核糖体附着的内质网又叫滑面型内质网 滑面型内质网的囊壁表面光滑 没有核糖体附着 滑面型内质网与蛋白质的合成无关 可是它的功能却更为复杂 它可能参与糖原和脂质的合成 固醇类激素的合成以及具有分泌等功能 内质网是有机物合成的 车间 问题四 游离在细胞质基质中的核糖体与附着在内质网中的核糖体功能是否相同 核糖体是细胞内合成蛋白质的场所 装配机器 附着 在内质网上的 核糖体 主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌蛋白 如抗体 酶原和蛋白质类激素等 游离核糖体所合成的蛋白质 多数是分布在细胞质基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质 包括酶分子 此外 还合成某些特殊蛋白质 如红细胞中的血红蛋白等 因此 在分裂活动旺盛的细胞中 游离核糖体的数目就比较多 而且分布较均匀 这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一 内质网 1 单层膜构成2 广泛地分布在细胞质基质内3 主要功能 1 与蛋白质 脂质的合成有关2 储存与运输物质 内质网模式图 内质网显微结构图 核糖体 1 或附着在内质网上 或游离于细胞质基质中2 功能 合成蛋白质的场所 核糖体亚显微结构图 高尔基体模式图 高尔基体 高尔基体模式图 1 由一些扁平小囊和小泡构成2 广泛地存在于真核细胞中3 主要功能 1 与细胞分泌物的形成有关2 加工 转运蛋白质3 与植物细胞壁的形成有关 高尔基体是动 植物细胞都有的细胞器 它是由膜组成的一种扁平囊状结构 一个高尔基体由几个扁平囊组成 高尔基体本身不能合成蛋白质 但它能对核糖体合成的蛋白质 多肽 进行加工和转运 使其形成具有一定空间结构的蛋白质 因此有人把它比喻成蛋白质的 加工厂 高尔基体与细胞分泌物的形成有关 植物细胞的高尔基体与新细胞壁的形成有关 中心体 中心体模式图 1 由两个相互垂直的中心粒及其周围物质构成2 一般存在于动物细胞中3 主要功能 与动物细胞的有丝分裂有关 中心体是动物细胞拥有的一种细胞器 但低等植物 例如藻类 也有中心体 中心体没有膜结构 是由两个相互垂直的中心粒及其周围的物质组成 中心体的生理作用是和细胞的有丝分裂有关 中心粒可能在超微结构的水平上 调节着细胞的运动 中心粒也能产生纤毛和鞭毛 它们从中心粒的一端长出 问题七 中心体和核糖体不具备膜结构 这两种细胞器是由哪些成分组成的 中心体的化学成分是蛋白质 微管蛋白 核糖体的主要成分是蛋白质和RNA 核糖体RNA 蛋白质分子基本上排列在核糖体的表面上 核糖体RNA分子被包围在中央 溶酶体 1 内含多种水解酶 能分解衰老 损伤的细胞器 吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌 2 溶酶体的水解产物中 对细胞有用的物质 可被细胞利用 废物则被排出细胞 3 主要功能 与细胞内消化有关 动物细胞和植物细胞的区别 细胞核 真核细胞绝大多数都有细胞核 细胞核常见的形状有球形和卵形 细胞核的直径一般在7 m左右 细胞核亚显微结构图 细胞核 细胞膜 细胞质 细胞核 核膜 双层膜 核质 核仁 核孔 染色质 外膜 内膜 细胞核 染色质 核仁 内膜 外膜 核孔 核膜 细胞核模式图 细胞核的结构 结构 核膜 核仁 染色质 双层膜 核孔 酶 无膜 DNA 蛋白质 DNA 蛋白质 1 核膜的结构和功能 1 核膜的结构 2 核膜的功能起屏障作用控制细胞核与细胞质的信息和物质交换a 离子和水分子可以自由通过核膜b 葡萄糖 氨基酸等小分子物质可以自由通过核膜 大分子物质和小颗粒物质交换需通过核孔 2 核仁核仁是间期核内悬浮在核质中的一个或几个折光率很强而且匀质的球体 在细胞分裂周期内有时消失 有时再出现 成分 蛋白质和RNA组成 功能 核仁跟合成核糖体RNA rRNA 有关 在细胞周期过程中 核仁是一个高度动态的结构 在有丝分裂期间表现出周期性的消失与重建 核仁具有重要功能 它是rRNA合成 加工和核糖体亚单位的装配场所 核仁的大小 形状和数目随生物的种类 细胞类型和细胞代谢状态而变化 蛋白质合成旺盛 活跃生长的细胞 如分泌细胞 卵母细胞 其核仁大 可占总核体积的25 不具蛋白质合成能力的细胞 如肌肉细胞 休眠的植物细胞 其核仁很小 染色质与染色体的比较 3 染色质 染色质与染色体的关系 染色质 染色体 细丝状 短粗状 螺旋化 解旋 关系 染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种形态 染色体 A 多利羊的诞生将母羊A的卵细胞的细胞核吸出 将另一只母羊B的乳腺细胞的细胞核取出 放入上述无细胞核的卵细胞中 形成一个新的细胞 培养成一个小胚胎 再把其移植入第三只母羊C的子宫内 继续发育 一段时间后 母羊C生下一只小母羊 与母羊A完全一样 这就是多利 问题 细胞核是细胞的控制中心 遗传特性 细胞核的主要功能 B 变形虫自然状态下的新陈代谢 去除细胞核后其新陈代谢水平减弱 运动停止 当重新移入细胞核以后 又能恢复生命活动 如果不能重新移植 将会死亡 问题 细胞核是细胞的控制中心 代谢活动 C 人体成熟的红细胞没有细胞核 它还能生长吗 为什么 总结 细胞核是遗传物质储存和复制的场所 是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心 A 实验 用婴儿的头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状 只有含有细胞质中新灰月区和细胞核的一半才能发育成胚胎 没有灰月区的一半即使有细胞核也不能发育成胚胎 只能发育成没有一定形状的团块 这个实验说明了什么问题 细胞质在胚胎发育过程中影响基因的表达 B 如果将受精卵结扎 一半含细胞核 另一半不含细胞核 结果有细胞核的半球能正常卵裂 没有细胞核的半球则不