细胞的结构和功能苏教必修一第三章讲课文档

细胞的结构和功能苏教必修一第三章第一页，共84页。二).细胞学说的创立1838年,德国植物学家施来登(Schleidon)提出植物都是由细胞构成的。1839年,动物学家施旺(Schwan)提出了动植物都是细胞的集合体，形成了细胞学说(Celltheory).结合其他科学家的观点，细胞学说基本要点为:1.细胞是一个相对独立的生命活动基本单位.2.所有的细胞都是由细胞分裂或融合而来.3.一切动植物有机体都是由细胞构成的.第二页，共84页。细胞学说建立的意义：

细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础；细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。第三页，共84页。红细胞白细胞正在分裂的植物细胞口腔上皮细胞洋葱表皮细胞第四页，共84页。肌肉细胞神经细胞噬中性粒细胞卵细胞精子红细胞第五页，共84页。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第六页，共84页。细胞膜的结构和功能第七页，共84页。细胞膜的结构1、化学成分：2、结构：具有一定的流动性4、细胞膜的结构特点：（1）磷脂双分子层形成基本支架。（2）蛋白质：保护和润滑作用，识别作用等3、糖被—糖蛋白：主要有磷脂和蛋白质分子组成。覆盖、镶嵌、贯穿磷脂双分子层。第八页，共84页。时间：19世纪末1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说：不溶于脂质的物质溶于脂质的物质膜是由脂质组成的细胞膜的化学成分第九页，共84页。磷脂分子结构亲水性（头）亲脂性（尾）磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。第十页，共84页。1917年Langmuirwa将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂分子分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成单层，而且其磷酸基团的极性头部都浸入水中。亲水端疏水端磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。第十一页，共84页。磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层将许多磷脂分子放在水面上??第十二页，共84页。1925年，Gorter和Grendel对血影的研究

抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测总面积b。把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，反复冲洗后只留细胞膜（血影），把这些破碎的膜铺在水面上，测定出红细胞的表面积a。测定结果：b=2a细胞膜是由双层磷脂分子组成的。说明什么？第十三页，共84页。用磷脂分子的结构特点和所处环境，磷脂分子在下列三种情况中的排列方式亲水端疏水端平铺于水面上磷脂分子置于水中两个水槽“隔板”的孔隙第十四页，共84页。水溶液水溶液很多细胞是球体，在细胞的内外有一些液体，这些液体是水溶液，磷脂分子又会怎样排布呢？??第十五页，共84页。细胞膜化学成分的补充J.Danielli&H.Davson1935发现细胞膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。推测膜中含有蛋白质。科学家用蛋白酶处理细胞，发现细胞膜被破坏了，这又说明了细胞膜中有蛋白质。第十六页，共84页。三明治模型J.D.Robertson1959用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构(如图)，厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。第十七页，共84页。变形虫任何部位可以伸出伪足，说明细胞膜具有怎样的特点？第十八页，共84页。1970年Frye和Edidin人-鼠细胞融合实验荧光标记蛋白质人细胞诱导融合鼠细胞40分钟后370C结论：细胞膜具有一定的流动性！第十九页，共84页。电镜下的细胞膜看一看第二十页，共84页。磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架，蛋白质分子覆盖在磷脂双分子层外侧、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层。糖蛋白：保护、润滑和识别作用细胞膜的结构——流动镶嵌模型构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。第二十一页，共84页。磷脂分子的运动第二十二页，共84页。主要成分：磷脂、蛋白质、多糖等结构特点：具有一定的流动性第二十三页，共84页。（1）界膜的屏障作用细胞膜的功能（2）控制物质运输（3）控制信息传递第二十四页，共84页。·细胞膜以内、细胞核以外细胞质细胞质基质主要成分：水、无机盐离子、脂类、糖类、氨基酸、各种酶等主要功能：新陈代谢的主要场所，为新陈代谢提供必需的物质和环境条件细胞器植物细胞亚显微结构模式图动物细胞亚显微结构模式图线粒体、叶绿体内质网、高尔基体液泡、溶酶体核糖体、中心体细胞器之间的协调配合第二十五页，共84页。细胞核·储存和复制遗传物质DNA的主要场所·球形或卵形·结构：核膜核仁染色质（双层膜、有核孔、有酶）（无膜、RNA）（DNA、蛋白质）·细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心第二十六页，共84页。细胞核核膜核质核仁核孔染色质第二十七页，共84页。植物细胞原核细胞和真核细胞细菌细胞第二十八页，共84页。原核细胞与真核细胞的区别类别原核细胞真核细胞细胞大小较小（一般为1～10μm）较大（一般为20～30μm）细胞壁肽聚糖纤维素和果胶细胞膜蛋白质含量大、功能多蛋白质含量相对少细胞质除核糖体外，无其他细胞器。细菌一般有质粒有核糖体、线粒体等多种复杂的细胞器细胞核无真正的细胞核，无核膜，无核仁。有拟核有真正的细胞核，有核膜、核仁染色体只有一条裸露的环状DNA（不与RNA、蛋白质结合）一个细胞有多条DNA，和RNA、蛋白质结合在一起组成染色体分裂简单的二分裂有丝分裂生物类群细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次氏体真菌、植物、动物第二十九页，共84页。物质跨膜运输第三十页，共84页。第三十一页，共84页。氧气，二氧化碳氮气，苯水，甘油，乙醇氨基酸葡萄糖核苷酸大分子和氢离子、钠离子等合成的脂双层离子为什么不能自由扩散通过膜第三十二页，共84页。第三十三页，共84页。第三十四页，共84页。总结协助扩散的特点！第三十五页，共84页。总结协助扩散的特点！第三十六页，共84页。主动运输物质逆浓度梯度进出细胞，从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体，也需要能量。如：Na+.K+.Ca2+.Mg2+.I-等离子葡萄糖进入小肠上皮细胞第三十七页，共84页。运输方式浓度梯度是否需载体是否耗能举例自由扩散

协助扩散主动运输否要要否否要H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯、脂肪酸等葡萄糖进入红细胞无机盐离子、氨基酸高低高低低高比较三种跨膜运输的方式第三十八页，共84页。渗透系统装置漏斗管内液面为什么会升高？单位体积内的水分子数：烧杯（清水）漏斗（蔗糖溶液）单位时间内水分子透过的数量：烧杯→漏斗漏斗→烧杯所以，漏斗液面升高＞＞第三十九页，共84页。细胞膜细胞内溶液如果将装置中的漏斗换成细胞将如何？第四十页，共84页。半透膜内侧有蔗糖液半透膜外侧有清水半透膜渗透系统装置成熟的植物细胞与外界溶液可以构成渗透系统。原生质层内侧有细胞液原生质层外侧有外界溶液成熟的植物细胞原生质层原生质层外界溶液细胞液⑥②鸡蛋膜(半透膜)蔗糖溶液清水第四十一页，共84页。半透膜与选择透过性膜半透膜：一些物质（分子直径小）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然第四十二页，共84页。细胞质液泡膜原生质层半透膜细胞液外界溶液浓度差植物细胞失水和吸水的情况是怎样的呢？洋葱表皮细胞+30%蔗糖溶液细胞壁一段时间后质壁分离细胞膜原生质层第四十三页，共84页。植物细胞质壁分离现象细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩,但原生质层的伸缩性更大,故原生质层会与细胞壁发生分离。外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞渗透失水>第四十四页，共84页。外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞渗透吸水<植物细胞质壁分离复原现象第四十五页，共84页。动物细胞的吸水和失水：吸水胀破失水皱缩正常状态第四十六页，共84页。原理:失水:细胞液浓度<外界溶液浓度质壁分离吸水:细胞液浓度>外界溶液浓度质壁分离的复原渗透作用条件有半透膜概念浓度差动物细胞细胞的吸水和失水吸水:细胞质浓度>外界水溶液失水:细胞质浓度<外界水溶液植物细胞课堂小结第四十七页，共84页。内吞和外排第四十八页，共84页。第四十九页，共84页。第五十页，共84页。第五十一页，共84页。细胞的生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体。

第五十二页，共84页。生物膜的化学组成：蛋白质糖类脂质。细胞内的各种生物膜不仅在化学组成大致相同，在结构上也相互联系。第五十三页，共84页。细胞的生物膜系统在生命活动中的作用：

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。

第五十四页，共84页。同学们再见！第五十五页，共84页。内质网核糖体液泡叶绿体

线粒体点击名称查看详细内容植物细胞亚显微结构模式图第五十六页，共84页。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点击名称查看详细内容溶酶体观看细胞质流动现象第五十七页，共84页。基粒：囊状结构的薄膜是绿色的。2.叶绿体第五十八页，共84页。类囊体基粒第五十九页，共84页。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第六十页，共84页。叶绿体叶绿体——“养料制造工厂”和“能量转换站”结构：双膜（外膜、内膜、

）基粒、基质分布：植物细胞（叶肉细胞）功能：光合作用的场所成分：DNARNA色素光合酶第六十一页，共84页。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的场所第六十二页，共84页。线粒体有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？外膜内膜嵴分布:动植物细胞功能：有氧呼吸的主要场所——“动力工厂”结构:双膜（外膜、内膜、

）嵴、基质思考成分：DNARNA呼吸酶思考叶绿体与线粒体的比较第六十三页，共84页。线粒体叶绿体分布形态结构双层膜外膜内膜基粒基质功能光合作用的场所有氧呼吸的主要场所都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制）含与暗反应有关的酶含与有氧呼吸有关酶片层膜堆叠成圆柱形，含色素和与光反应有关的酶。是一层光滑的膜向内折叠形成嵴与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形椭球形主要存在于植物的叶肉细胞动植物细胞中线粒体和叶绿体比较表第六十四页，共84页。液泡分布：植物细胞，成熟的植物细胞中液泡可占据整个细胞体积的90%。结构：单层膜，膜内液体叫细胞液，液泡内有色素、糖类、蛋白质生物碱等。功能：1、调节细胞的渗透压，维持细胞的形状；2、可调节细胞的酸碱度。第六十五页，共84页。内质网1、由单层膜连接而成的网状结构2、广泛地分布在细胞质基质内，细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。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--有机物合成的“车间”第六十六页，共84页。核糖体——蛋白质的“装配车间”核糖体分布：形态结构：主要功能：动植物体内，附着在内质网上或游离在细胞质基质中无膜结构椭球形的粒状小体，细胞内合成蛋白质的场所第六十七页，共84页。核糖体附着于内质网:主要是合成某些专供输送到细胞外的分泌物质如抗体,酶原或者蛋白质类激素游离型:合成的蛋白质大多分布在细胞质基质中，供细胞生长所需要的蛋白质分子(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第六十八页，共84页。高尔基体

1、结构：单层膜扁平小囊和小泡构成。2、分布：广泛地存在于真核细胞中。3、主要功能：动物细胞中与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运功能；植物细胞与植物细胞壁的形成有关。第六十九页，共84页。中心体无膜结构，由两个垂直排列的中心粒组成。功能：动物细胞内和低等的植物细胞中。与细胞有丝分裂有关，形成纺锤体。分布：结构：第七十页，共84页。形态结构：单层膜溶酶体——“消化车间”功能：①吞噬消化作用(吞噬病毒等)。②自溶作用：某些即将老死的细胞靠溶酶体破裂释放出各种水解酶将自身消化。③可释放到细胞外，对细胞外基质进行消化。分布：动植物细胞第七十一页，共84页。主要分布形状结构成分作用线粒体动植物细胞多呈椭球形内外膜(双层)嵴、基质、基粒蛋白质、磷脂、酶、少量DNA、RNA有氧呼吸、动力工厂叶绿体于叶肉细胞和幼茎皮层内球形、椭球形内外膜(双层)嵴、基质、基粒蛋白质、磷脂、酶、色素、少量DNA、RNA光合作用的场所—养料制造工厂、能量转换器内质网动植物细胞网状单层膜蛋白质、磷脂合成车间，运输通道核糖体动植物细胞椭球形粒状小体游离于基质附在内质网核膜上蛋白质、RNA装配蛋白质高尔基体动植物细胞囊状单层膜蛋白质、磷脂的等分泌；与植物细胞壁形成有关中心体动物细胞、低等植物细胞T形两个互相垂直的中心粒及其周围微管蛋白、鸟苷酸等与有丝分裂有关液泡植物细胞泡状叶泡膜、细胞液蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等调节渗透压第七十二页，共84页。膜结构分布其它主要功能叶绿体线粒体内质网核糖体高尔基体中心体液泡溶酶体双层膜双层膜无膜结构无膜结构单层膜单层膜单层膜单层膜植物细胞植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞动物和低等植物细胞光合作用的场所有氧呼吸主要场所有机物合成的车间加工和运输的通道蛋白质合成的场所参与细胞分泌参与细胞有丝分裂储存水和养料，维持细胞形态富含水解酶基粒、基质、酶色素、DNA嵴、基质、酶、DAN色素、糖类无机盐等各细胞器的比较表第七十三页，共84页。分布：动、植物细胞共有的细胞器是：线粒体、高尔基体、内质网和核糖体共四种。高等植物成熟细胞特有的细胞器是：叶绿体和大液泡。动物细胞和低等的植物细胞特有的细胞器是：中心体。细胞器归类分析第七十四页，共84页。结构：