细胞和细胞工程

关于细胞和细胞工程第1页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五专题说明:

本专题由生命的物质基础和结构基础构成。若备考的话：物质基础多以选择题出现并和其他有关的章节综合起来考查；结构基础命题比较集中的是识图作答题和分析说明题。一般以结构图或曲线图为基础，以生理功能或变化规律为出发点考查分析综合、思维及判断能力；植物的组织培养、植物体细胞杂交、动物克隆技术及单克隆抗体技术等更是高考的热点问题。预计2005年高考有命大题的可能，复习时注意物质基础与结构基础及功能的统一，理解各细胞结构的结构和功能的关系等。第2页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五复习目标:1、识记组成生物体的元素种类及其作用；2、理解生物界与非生物界的统一性和差异性3、掌握组成生物体的水和无机盐的存在形式和生理功能4、掌握糖类、脂质、蛋白质、核酸这几种化合物的元素组成、种类、基本结构及生理功能5、理解组成生物体的化学元素和化合物是生命活动的物质基础，各种化合物只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象6、掌握细胞膜的分子结构（流动性）及主要功能7、细理解胞质基质内含有的物质和细胞质基质的主要功能第3页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五8、掌握线粒体和叶绿体的分布、结构及生理功能9、掌握内质网、核糖体、高尔基体、中心体、液泡这几种细胞器的分布、结构、成分（组成）及主要功能10、掌握真核细胞细胞核的结构和主要功能11、识记原核细胞的基本结构12、理解细胞的全能性13、了解植物细胞工程的主要技术──植物组织培养和植物体细胞杂交14、了解动物细胞工程的主要技术──动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备技术

第4页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五知识要点网络:细胞和细胞工程生命的物质基础生命的基本单位——细胞细胞工程组成生物体的化学元素组成生物体的化合物真核细胞原核细胞细胞壁细胞膜细胞质细胞核细胞核植物细胞工程动物细胞工程第5页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五重点知识讲解:一、生命的物质基础种类：常见的主要有

多种大量元素：

（占

以上）微量元素：含量少（

）1.组成生物体的化学元素含量:作用:生物界与非生物界的关系1、组成生物体，

为最基本元素

为基本元素，

为主要元素2、组成化合物，是生命活动的物质基础3、影响生命活动统一性：

.差异性：

.20CHONPSKCaMg

1/1000FeMnBZnCuMoClNiCCHONCHONPS无特殊元素

含量差别很大第6页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五无机物2.组成生物体的化合物有机物水无机盐糖类脂质蛋白质核酸含量元素组成结构主要功能(常见种类)

(存在形式)⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇第7页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⑴

最多，不同生物、不同器官组织、不同细胞、不同时期含量

.各不相同⑵

：以游离的形式存在，能自由流动

：与细胞内的其他物质相结合（大约占全部水的4.5%）

自由水结合水⑶

是细胞结构的组成成分,自由水是细胞内的

,直接参与一些代谢过程、运输等。

结合水良好溶剂返回第8页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⑷含量：1%—1.5%

⑸存在形式：大多以

形式存在于细胞中，如Na+、K+、Cl—等离子⑹某些复杂化合物的重要组成成分维持生物体的生命活动维持

平衡和

。酸碱渗透压返回第9页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⑺常见种类：单糖、双糖和多糖

单葡萄糖和果糖都是六碳糖糖核糖脱氧核糖是五碳糖最重要的双糖是蔗糖、麦芽糖、乳糖最重要的多糖是淀粉、纤维素和糖元⑻糖类是由C、H、O三种化学元素组成

⑼生理功能：是细胞的主要能源物质，也是构成生物体的重要成分。

返回第10页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⑽种类⑿主要功能⑾脂类主要由C、H、O三种化学元素组成很多种脂类物质还含有N和P等元素

脂肪：类脂：固醇：生命体内储存能量的物质，还有减少身体热量散失，维持体温恒定，减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用

磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器的膜结构的重要组成成分的维持正常的新陈代谢和生殖过程返回第11页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⒀细胞中的含量只比水少，大约占干重的50％以上

⒁主要由C、H、O、N四种化学元素组成很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素，有时也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。

⒂构成：氨基酸分子

多肽链蛋白质特点：具有多样性（原因：

）脱水缩合盘曲折叠组成每种蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽键的空间结构千差万别返回第12页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⒃构成细胞和生物体的重要物质催化作用（如参与生物体各种生命活动的酶）运输作用（血红蛋白是运输氧的蛋白质）调节作用（如胰岛素

）免疫作用（如抗体）

返回第13页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五⒄脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中；核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中⒅由C、H、O、N、P等化学元素组成

⒆核酸的基本组成单位是核苷酸（一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的），每个核酸分子是由几百个到几千个核苷酸互相连接而成的长链

⒇核酸是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成有极重要的作用。

返回第14页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五二、生命的结构基础——细胞(一)细胞壁成分植物:纤维素和果胶原核生物:肽聚糖(细胞工程酶解法去除)功能:保护和支持第15页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五(二)细胞膜第16页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五1、细胞膜的化学成分：磷脂蛋白质第17页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五2、细胞膜的结构：糖被:蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白作用：有保护和润滑细胞膜表面的识别第18页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五具有一定的流动性保护、控制物质进出3、细胞膜的结构特点：4、细胞膜的功能：第19页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五5、物质通过膜的方式：1.自由扩散3.内吞作用和外排作用：高浓度低浓度高浓度低浓度能量载体2.主动运输第20页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五6、选择透过性膜的特点：1.水分子可以自由通过；2.细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过；3.其他的离子、小分子和大分子不能通过。第21页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五（三）细胞质基质：细胞器：细胞质内呈液态的部分线粒体质体内质网核糖体高尔基体中心体液泡第22页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五A.线粒体1.分布:动、植物细胞中2.结构外膜内膜嵴基质第23页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五2.结构外膜：平滑内膜：向内折叠形成嵴基质：内膜内液态部分3.酶的分布（与有氧呼吸有关的酶）：（基粒）内膜、基质4.功能：有氧呼吸的主要场所（动力工厂）返回第24页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五B.质体1.分布：植物细胞2.种类白色体：有色体：叶绿体无色素类胡萝卜素叶绿素类胡萝卜素返回第25页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五3.叶绿体：（1）分布：叶肉细胞（2）结构外膜内膜基质基粒（片层结构薄膜）色素酶（3）功能：光合作用的场所第26页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五C.内质网1.分布：动、植物细胞3.功能：核糖体的支架蛋白质的运输通道2.种类：粗面内质网滑面内质网返回第27页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五D.核糖体1.分布：动、植物细胞2.存在部位附着在粗面内质网上游离在细胞质基质中3.功能：合成蛋白质的场所返回第28页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五E.高尔基体2.功能植物：与细胞壁形成有关1.分布:动、植物细胞中返回第29页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五微管F.中心体1.分布：动物、低等植物细胞中2.结构：由两个互相垂直排列的中心粒构成3.功能：与细胞的有丝分裂有关返回第30页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五G.液泡1.分布：植物细胞2.结构表膜细胞液：内含酸、碱、盐、糖、蛋白质、色素3.功能：使植物呈现绿色以外的颜色调节渗透压大小,维持细胞形态第31页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五（四）细胞核1.结构核膜核仁核液染色质(核孔)大分子物质的运输通道与核糖体形成有关

与染色体是细胞内的同种物质在细胞分裂不同时期的两种不同形态2.功能:是遗传物质复制和贮存的场所第32页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五细胞核的结构模式图染色质核孔核仁核膜第33页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五(2).特性染色质(1).组成成分DNA蛋白质(3).形态(4).存在时期染色体染色质、染色体的比较同染色质易被碱性染料染成深色同染色质交织成网的细丝棒状小体分裂间期分裂期第34页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五比较项目原核细胞真核细胞细胞大小细胞核原核细胞和真核细胞的区别：较小（1~10微米）较大（10~100微米）没有成形的细胞核，无核膜，无核仁。核物质集中在核区。有成型的细胞核，有核膜、有核仁第35页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五三、细胞工程(一)植物细胞工程概念：1.细胞的全能性

生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能

原因：

都源于受精卵，每个细胞都包含该物种特有的全套遗传物质高低：

受精卵最高，其次是生殖细胞，再其次是体细胞表现：

体内细胞不表现全能性

脱离母体的细胞在一定条件下表现全能性

第36页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五2.植物组织培养理论基础:植物细胞的全能性过程：离体的植物器官、组织或细胞

脱分化愈伤组织再分化根、芽（胚壮体）植物体

应用：快速繁殖，培育无病毒植物等第37页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五3.植物体细胞杂交概念：

用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，再通过组织培养获得杂种植株过程：

去掉细胞壁原生质体融合再分化细胞A原生质体A细胞B原生质体B再生细胞壁杂种细胞

细胞分裂愈伤组织

杂种植株

实例：

“番茄马铃薯”杂种植株

重要意义：

克服远源杂交不亲和的障碍

第38页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五细胞A细胞B原生质体A原生质体B再生细胞壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株返回第39页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五(二)动物细胞工程1.动物组织培养取材：动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程：原代培养传代培养形成细胞系应用大规模生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等医学上用于自体细胞的扩增、移植，如烧伤病人的皮肤移植培养动物细胞检测有毒物质第40页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五2.动物细胞融合融合因素：灭活的仙台病毒、新城鸡瘟病毒等；聚乙二醇实例：人一鼠，人一兔、鼠一兔等应用：主要用于制备单克隆抗体第41页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五3.单克隆抗体概念：

由单个B细胞克隆形成的细胞群产生化学

性质单一、特异性强的抗体

制备:

融合B淋巴细跑骨髓瘤细胞筛选杂交瘤细胞特定抗体的细胞群继续培养（体外培养液、选出能产生小鼠腹水中）提取单克隆抗体

应用:

用于疾病的诊断、治疗和预防，因其特异性强、灵敏度高，与常规抗体相比，优势明显第42页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五4.哺乳动物的胚胎移植过程：用激素促进母畜超数排卵母畜子宫内

体外受精培养早期胚胎移植生出小动物

实例：试管牛的培育第43页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五典型例题讲解:

1、胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个-SH连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，请回答：(1)氨基酸的结构通式可表示为

。(2)这51个氨基酸是在细胞中的

上形成多肽的。(3)胰岛素分子中含有肽健

个，肽键可表示为

。(4)从理论上分析，胰岛素分子至少有

个氨基(5)这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了

。(6)人体中胰岛索的含量过低，会导致相应的病症，其治疗办法不能口服胰岛素，只能注射，原因是

。

第44页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五

答案：(1)NH2—CH—COOH(2)核糖体(3)—NH—CO—(4)22(5)888(6)口服胰岛素被消化道中的蛋白酶消化而失效R第45页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五2、下图为人体细胞示意图，请据图回答：(1)此图中能发生碱基互补配对的细胞器是_____(填序号)，不符合孟德尔遗传规律的遗传物质存在于_____（填标号）中。(2)若这是效应B细胞，则它最终来自于骨髓内的_______,它的主要功能是合成____。若这是T细胞，则它的成熟场所是____.(3)若这是一个被SARS病毒攻击的人体细胞，SARS病毒和HTV一样，遗传信息是按照_______的规律并进行的（用简图表）。(4)若这是肾小管壁细胞，则其所处的内环境是________。(5)若此细胞为胰岛细胞，则分泌物为___________________。(6)若用动物细胞培养技术培养此细胞，则培养液中通常应含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、________等营养成分，此细胞的子细胞中部分能无限地传代下去，这种传代细胞称为_______________。(7)若此细胞进行有丝分裂，⑨的复制发生在_______时期。(8)洋葱根尖成熟区表皮细胞与该细胞的结构不同之处是____。第46页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五第47页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五答案：（1）8、6，6（2）造血干细胞抗体胸腺（3）RNADNA mRNA蛋白质（4）组织液

（5）胰高血糖素或胰岛素

（6）动物血清细胞系

（7）间期（8）有细胞壁和液泡无中心体第48页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五3、已知下列单细胞生物，它们都具有细胞壁，但没有核膜生物必需的生活条件水氧CO2葡萄糖氨光A√√√√B√√C√√√√和核仁，在研究它们生活所需条件的实验中，得出下面的结果(√表示需要)。这三种生物依次是:()A．衣藻、乳酸菌、变形虫B．衣藻、酵母菌、变形虫C．固氮蓝藻、酵母菌、硝化细菌D．固氮蓝藻、乳酸菌、硝化细菌D第49页，共57页，2022年，5月20日，19点1分，星期五4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（1）A代表

分子；B代表

；D代表

。（2）细胞膜从功能上来说，它是一层

膜。（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有

。（4）在a－e的五种过程中，代表被动转运的是

。（5）可能代表氧气转运过程的是图中编号

；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮