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1、细胞概述,一、生命活动离不开细胞,单细胞生物的一个细胞能完成所有的生命活动，如新陈代谢、生长、繁殖、遗传、变异、应激性和适应性等。 多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动，如与环境之间进行物质和能量的交换依赖于细胞的代谢；生长发育依赖于细胞增殖、分化；遗传和变异依赖于细胞内基因的传递和变化。 即使是没有细胞结构的病毒，也只有依赖活细胞才能表现出繁殖、遗传等基本的生命特征。,二、生命系统的结构层次,种群,群落,细胞是最小的生命系统。,三、人类对细胞的认识,1、细胞的发现,制造第一台显微镜的人 第一个发现细胞的人 第一个发现活细胞的人,罗伯特胡克,詹森,列文虎克,三、人

2、类对细胞的认识,2、细胞的多样性和统一性,（1）细胞的形态、大小 自然界生物的细胞形态、大小千差万别 ； 多细胞生物体的细胞已有明显的分化，其形态与功能的统一是有机体细胞的一个重要特征，分化程度较高的细胞尤为明显； 动植物的细胞体积一般都大于微生物细胞； 高等动物的卵细胞大于体细胞；,三、人类对细胞的认识,2、细胞的多样性和统一性,（2）细胞的结构,四、细胞学说的创立,1、施莱登和施旺的细胞学说,（1）细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。 （2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。 （3）新细胞可以从老细胞中

3、产生。,四、细胞学说的创立,2、细胞学说的发展,（1）所有动物和植物细胞都是由细胞构成的 （2）细胞是生物体结构和功能的基本单位 （3）细胞只能由细胞分裂而来,四、细胞学说的创立,3、细胞学说的意义,(1)论证了整个生物界在结构上的统一性,(2)论证了整个生物界在进化上的共同起源,4、细胞学说的地位,与能量守恒和转化定律，自然选择学说一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。,五、生物的分界,有细胞结构的生物,无细胞结构的生物,原核生物,原生生物,真菌,植物,病毒,动物,单细胞,多细胞,真核生物,烟草花叶病毒,噬菌体,SARS病毒,甲型H1N1流感病毒,病毒的基本特征,2.个体微小(2020

4、0nm)，可通过细菌滤器，大多数病毒必须用电镜才能观察到。,3.只具有一种类型的核酸，DNA或RNA。,5.具有受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。,4.专营细胞内寄生生活，缺少自主代谢，只能在活细胞内复制增殖。,1.无细胞结构，仅由核酸和蛋白质外壳构成。,六、细胞的观察工具显微镜,光学显微镜,普通光学显微镜主要由机械装置和光学系统组成,（一）显微镜的种类,透射电子显微镜,透射电镜的成像原理,透射电镜下的细胞核,扫描电子显微镜,扫描电镜下的红细胞,电子显微镜与光学显微镜的基本区别,电子显微镜,光学显微镜,分辨本领,200nm,接近0.1nm,可见光,透 镜,电子束,光 源

5、,玻璃透镜,电磁透镜,细胞结构,显微结构,亚显微 结构,六、细胞的观察工具显微镜,（二）普通光学显微镜的使用和分析,1.使用显微镜观察装片的一般步骤,（1）一般步骤,（2）高倍镜使用要领,观察时应先使用低倍镜，然后换用高倍镜。,换用高倍镜前，应先把要观察的目标移至视野中央。,换用高倍镜时，可直接转动转换器，使高倍物镜对准通光孔即可。,换用高倍镜后，只可调节细准焦螺旋对焦。,换用高倍镜后，若视野较暗，可调节光圈和反光镜，使用大光圈或凹面反光镜以调亮视野。,2.物镜和目镜的特征比较,3.显微镜的放大倍数与成像规律,（1）放大倍数=目镜放大倍数物镜放大倍数。这里的放大倍数指的是长度或宽度，而不是面积

6、或体积。 （2）成像规律：显微镜下所成的像与实物相比是倒置的。例如若观察的实物为“b”，则显微镜视野中看到的物象是“q”；若物象偏向视野的右下方，则向右下方移动装片才能将其移至视野中央。,实验一：使用高倍显微镜观察几种细胞,目的要求： 1.练习高倍镜的使用方法。 2.练习制作临时装片的方法。 3.比较不同细胞的异同点，认识细胞的多样性和统一性。,细胞的组成,一、组成细胞的化学元素,比较、分析不同生物细胞中元素的种类和含量，可以得出以下结论：,（1 ）种类: 组成生物体的化学元素种类大致相同。,（2 ）含量:不同生物体内,各种化学元素的含量相差很大,生物界的统一性,不同生物间的差异性,从含量上看

7、，构成细胞的基本元素是C、H、O、N，它们的含量约占细胞干重的90%。,大量元素: 指含量占细胞总重量的万分之一以上的元素。如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等.,微量元素: 指生物生活所必需,但需要量却很少，在细胞中含量不足万分之一的一些元素。如Fe、 Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。,1.根据含量不同，细胞中的元素分为大量元素和微量元素：,2.组成生物体的化学元素的重要作用,（1 ）组成多种化合物:这些化合物是生物体生命活动的物质基础。,（2 ）影响生物体的生命活动:如:I是合成甲状腺素的原料。缺I时则会患地方性甲状腺肿。植物缺B时花药和花丝萎缩,花粉发育不良 （花而不实）。,3

8、.从元素组成认识生物界与非生物界的统一性和差异性,统一性：构成细胞的元素都是无机自然界中常见的元素，没有哪一种是生物界特有的。,差异性：同一种元素在生物界和无机自然界的含量差异很大。如C、H、N3种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占74%左右,而这3种元素在组成岩石圈的化学成分中，质量分数还不到1%。,构成细胞的化合物,核酸,脂类,无机盐,水,糖类,蛋白质,有机物,无机物,二、构成细胞的化合物-生命活动的物质基础,活细胞（鲜重）中的化合物及其含量,(无碳架）,(有碳架）,只有生物体内的有机物才具有碳架结构。 C是构成生物体的最基本的元素 各种生物的细胞都是有无机环境中的普通化学元素组

9、成。这些元素组成的有机化合物都有碳架结构，这是生物界特殊性的表现。这些大分子分开后，是没有生命的，但当他们有机的结合在一起，发生相互作用时就会表现出生命现象。,（一） 水 课本P50,1.含量:是各种细胞中含量最多的物质,占生物体重的60-95%。,但不同生物细胞的含水量有所不同。,同一生物的不同年龄阶段的细胞含水量也不同。,2.存在形式:,自由水(多）：可以自由流动的水.,结合水(少）：与其他物质如蛋白质、多糖结合在一起，不能自由流动的水。,3.主要生理作用:,结合水:构成细胞的结构成分,是细胞内良好的溶剂,是代谢反应的介质。,参与生物化学反应:如光合作用。, 起运输作用:运输营养和废物,自

10、由水:,自由水与结合水的相对含量决定了细胞的代谢速度：自由水/结合水的比值高：代谢旺盛，但细胞抗逆性弱自由水/结合水的比值低：代谢缓慢，但细胞抗逆性强 抗逆性：抵抗不良环境的能力,幼嫩的植物细胞含水量约70%,水母细胞的含水量约97%,（二）无机盐 课本P50,1.含量:很少,约占总鲜重的11.5%。,2.存在形式:大多数是离子状态，少数是化合物状态。,3.主要生理作用:,复杂化合物的组成部分（如叶绿素中的镁）,对于维持生物体生命活动有重要作用,维持细胞的渗透压平衡,调节生物体内或细胞的酸碱平衡,血浆中Ca2+含量太低，哺乳动物会出现抽搐的现象。（生命活动）,Mg,植物体缺Mg影响光合作用（叶

11、绿素组成成分）,Fe2+是血红蛋白分子的重要组成部分，缺乏会导致缺铁性贫血。,叶绿素分子（局部）,地方性甲状腺肿患者,（三）糖类,1.组成元素：C、H、O,2.分类和功能：课本P56,糖类是细胞生命活动的主要能源物质。,（1）单糖：不能再水解的糖，可直接被细胞吸收。,（2）二糖（C12H22O11)：由两分子单糖脱水缩合成的糖。,（3）多糖(C6H1005）n）：由多个单糖脱水缩合成的糖，属高分子化合物，是自然界含量最多的糖。,（四）脂质,1.组成元素：C、H、O（N、P),2.分类和功能：课本P56,脂肪C、H的含量相对较高，含有更多的能量，1g脂肪在体内储存的体积是1g糖元的五分之一，而释

12、放的能量却比糖元要多一倍多。脂肪是细胞中重要的储能物质。,（1）脂肪-储能型脂质,（2）类脂-结构型脂质（例如组成细胞膜的磷脂）,（3）固醇-功能型脂质（如性激素）,（五）蛋白质:有生物活性的有机高分子化合物,1.蛋白质的结构,元素组成：,C、H、O、N（P：与其他成分结合、S：可以全由氨基酸组成）,基本单位,- 氨基酸,化学结构,- 多肽,空间结构,-蛋白质(高分子化合物）,脱水缩合,盘曲折叠,我们吃的动植 物蛋白经过消 化，最终吸收的 并不是蛋白质， 而是组成蛋白质 的基本单位氨基酸。,氨基酸的结构通式：,C,每种氨基酸分子都至少都含有一个氨基，一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同

13、一个碳原子上。,-氨基酸,氨基酸的种类由R基决定，组成天然蛋白质的氨基酸（-氨基酸）约有20种。,研究表明组成动植物蛋白质的氨基酸有 20种，不同蛋白质所包含的氨基酸的种类 和数量不一样。氨基酸是蛋白质的基本组 成单位。,氨基酸中碳原子最外层的四个电子与其他成分组成四个共价键（即碳架），形成氨基酸的基本结构。 其中，羧基连接的第一个碳原子称为碳，R基团连接在碳上的氨基酸被称为氨基酸。其他以此类推。,蛋白质的一级结构 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱掉一个水分子形成化合物的反应称为缩合。缩合形成的化学键称为肽键，形成的化合物称为肽。 由两个氨基酸缩合成的肽成为二肽，由多个氨基酸缩合成的肽成

14、为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。参与脱水缩合的氨基只有氨基酸中心碳原子所连的氨基，R基团的氨基不参与。,+,甘氨酰甘氨酸 （注：NH2-A氨酸与B氨酸-COOH 所形成的氨基酸叫A氨酰B氨酸）,肽键,（-CO-NH-）,氨基酸形成蛋白质的相关数量计算,肽链条数,项目,蛋白质的空间结构,蛋白质由一条或几条多肽链经盘曲折叠而形成，是具有一定空间结构的有机高分子化合物。生命现象的多姿多彩就是由蛋白质的多样性来体现的。,蛋白质结构多样性的决定因素,氨基酸种类,氨基酸数目,氨基酸排列次序,肽链的空间结构,生命现象多姿多彩是由蛋白质多样性体现的。,1、催化功能（酶） 2、调节功能（激素） 3、

15、结构功能（胶原、角质蛋白） 4、运输功能（物质载体） 5、运动功能（肌动、肌球蛋白） 6、免疫功能（抗体） 7、信息传递功能（受体识别蛋白）,2.蛋白质的功能-生命活动的主要承担者（体现者）,多肽的合成,（初级蛋白质）,附着核糖体,内质网,高尔基体,小泡,细胞膜上,溶酶体,游离核糖体,细胞质基质,细胞核内,线粒体、叶绿体等细胞器,细胞外,多肽的合成,蛋白质加工、修饰,蛋白质的分选、运输,蛋白质的加工、修饰,（初级蛋白质）,（成熟蛋白质）,（成熟蛋白质）,细胞质基质,分泌性蛋白,细胞内蛋白,蛋白质的合成,胃蛋白酶（催化）,胰岛素（调节）,胶原蛋白（结构）,角蛋白（结构）,血红蛋白（运输）,细胞膜

16、上的载体（运输）,肌动蛋白和肌球蛋白（运动）,抗体（免疫）,膜上激素的受体（信息传递）,膜上激素的受体（信息传递）,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,一、实验原理：生物组织中的有机物与某些化学试剂能产生特定的颜色反应： 1.葡萄糖+班氏试剂 砖红色沉淀 还原性糖与Cu（OH）2发生氧化还原反应生成Cu2O沉淀。 还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等。（蔗糖、淀粉等无还原性。） 2.脂肪+苏丹染液 橘黄色 3.蛋白质+双缩脲试剂 紫色 在碱性溶液里，Cu2+与肽键作用生成紫色物质。,沸水浴,1-2min,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,二、用品分析 1.实验材料的选择 首

17、先要考虑生物组织中待鉴定物质的含量，其次考虑颜色。 （1）还原糖的鉴定：富含还原糖的白色组织，如梨、苹果的果肉等。 （2）脂肪的鉴定：富含脂肪且易切片的种子，如花生等。 （3）蛋白质的鉴定：植物材料常用豆汁，动物材料常用蛋清。,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,二、用品分析 2.试剂 （1）还原糖鉴定：班氏试剂（柠檬酸钠、碳酸钠、硫酸铜 注：盐类均为强碱弱酸盐，呈弱碱性）或斐林试剂（甲液：0.1g/mLNaOH，乙液：0.05g/mLCuSO4） （2）脂肪鉴定：苏丹或苏丹（染脂肪为红色） （3）蛋白质鉴定：双缩脲试剂（A液：0.1g/mLNaOH，B液： 0.01g/mLCuS

18、O4 ）,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,三、实验过程及结果分析 1.还原糖的鉴定 (1)班氏试剂与斐林试剂使用方法的异同点： 异：班氏试剂可事先配置好后放存，斐林试剂必须现配先用，既鉴定前甲、乙两液分开放置，鉴定时现将甲、乙两液等量混合，然后再倒入组织样液中。 同：鉴定过程都需沸水浴加热 （2）实验结果：浅蓝色棕色砖红色（沉淀）,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,三、实验过程及结果分析 2.脂肪的鉴定 （1）既可鉴定组织样液（花生种子匀浆）也可鉴定组织细胞（花生种子）中脂肪的存在。 （2）鉴定花生种子细胞中的脂肪的一般步骤： 切片染色洗浮色（注：由于染液为脂溶性

19、，通常采用50%酒精溶液冲洗）制片显微镜观察 （3）实验结果：组织样液橘黄色（苏丹）或红色（苏丹） 花生种子细胞中有橘黄色或红色圆形液滴,实验二：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质,三、实验过程及结果分析 3.蛋白质的鉴定 （1）双缩脲试剂与斐林试剂使用的区别 双缩脲：在组织样液中先加过量A液，混匀，再加少量B液，混匀。 斐林试剂：甲、乙两液混匀后再加入到组织样液中。 （2）实验结果：无色浅蓝色紫色,（六）核酸:有生物活性的有机高分子化合物,1.核酸的种类和分布,主要分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体中,主要分布于细胞质，少量分布于细胞核中,(DNA),(RNA),脱氧核糖核酸,

20、核糖核酸,元素组成,-C、H、O、N、P,基本单位,-核苷酸,化学结构,-核苷酸链,空间结构,-核酸(高分子化合物）,（六）核酸:有生物活性的有机高分子化合物,2.核酸的结构,实验三：观察DNA和RNA在细胞中的分布,一、实验原理：甲基绿、派洛宁为两种碱性染料，可与酸性物质结合从而使后者染上相应颜色（注：碱性染料即是可使酸性物质染色的染料，甲基绿、派洛宁其实均为酸性溶液）。 甲基绿与DNA亲和力高，使DNA显示绿色； 派洛宁与RNA亲和力高，使RNA显示红色。 二、实验过程：略 三、实验结果：细胞核-绿色-DNA 细胞质-红色-RNA,核酸的基本单位-核苷酸,把核酸用核酸酶逐步水解，得到的初级

21、水解产物叫核苷酸，这是构成核酸的基本单位。最终水解产物是3类小分子有机物，分别是五碳糖、磷酸和含氮碱基。,磷酸,五碳糖,含氮碱基,核苷酸,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,核苷酸,磷酸,核苷,五碳糖,含氮碱基,磷酸 + 含氮碱基 + 五碳糖 = 核苷酸,核酸的一级结构：核苷酸链,核苷酸的连接方式：,核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链。,核苷酸链（成百上千个基本单位组成）,核酸的空间结构,DNA:双螺旋,RNA:一般为单链,三、核酸的功能生命活动的控制者,是除朊病毒外所有生物的遗传物质，对生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成有着极其重要的作用,有细胞结构的生物：同时含有两种核酸，其中DNA是遗传物

22、质，RNA协助完成蛋白质的生物合成，从而表现生命活动。,病毒,DNA病毒,RNA病毒,DNA是遗传物质,RNA是遗传物质,细胞的结构,细胞的结构组成,细胞壁,细胞膜,细胞核,细胞器,细胞质基质,细胞质,植物细胞亚显微结构,（非生命的结构）,一、细胞壁,有细胞壁结构的生物：原核生物（支原体除外）,原生生物中的藻类,真菌,植物,一、细胞壁的成分：细菌（原核生物）肽聚糖,植物纤维素和果胶（多糖聚合物）,二、细胞壁的作用：支持和保护,真菌酵母菌以葡聚糖为主， 高等真菌以几丁质为主,二、细胞膜,（一）研究细胞膜的材料,哺乳动物的红细胞除了细胞膜没有其他膜结构,提取细胞膜的方法：新鲜血液抗凝剂弃去上清液和

23、血小板、白细胞沉淀蒸馏水离心，取沉淀,糖脂与免疫和细胞识别等有关,（二）细胞膜的结构 1.化学成分：主要是脂质和蛋白质，还有少量糖类,脂质,磷脂（主要）细胞膜的基本骨架,胆固醇影响细胞膜的流动性和透性,蛋白质,简单蛋白质载体或通道，负责细胞内,外的物质运输,糖蛋白与细胞识别、信号转导有关,细胞膜功能的主要执行者,糖类与脂质或蛋白质结合，构成糖被，负责细胞识别、信号,转导,蛋白质分子以不同的深度覆盖、镶嵌或贯,（二）细胞膜的结构 2.结构及结构特点,结构：液态镶嵌模型,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,穿于磷脂双分子层中,结构特点：一定的流动性,原因：磷脂分子和蛋白质分子大多数可以运动,证例：人

24、鼠细胞杂交实验,头部（磷酸）亲水,尾部（脂肪酸）疏水,磷脂分子的特点：,细胞膜内外是水溶液，所以磷脂分子排布成两层，亲水性头部分别朝向膜内外的水溶液，疏水性的尾部相对，内部无水。,水,水,水,磷脂分子在细胞膜上双层排布的证明：,将红细胞膜中的磷脂抽提出来，在水面上铺成单分子层，其面积是红细胞膜表面积的两倍。,（三）细胞膜的功能,1.屏障作用,2.控制物质交换,3.接收和传递信息,（四）细胞膜的物质运输功能,单纯扩散,协助扩散,运输方向,载体,能量,实例,1、物质运输的方式,高密度低密度,高密度低密度,不需,不需,需,不需,H2O、CO2、O2、酒精、甘油、苯、VD等脂溶性小分子物,红细胞吸收葡

25、萄糖,穿膜运输,被动运输,主动运输,高密度低密度,低密度高密度,需,需,小肠上皮细胞吸收NaK、葡萄糖、氨基酸,细胞外细胞内,不需,需,吞噬作用,胞饮作用,内吞,外排,细胞内细胞外,膜泡运输,细菌、细胞碎片等大的固体颗粒,蛋白质等较小的颗粒或液体物质,运输方式,分泌性蛋白如消化酶、激素、抗体等,（四）细胞膜的物质运输功能,1、物质运输的方式,运输速度,物质浓度,运输速度,物质浓度,单纯扩散,协助扩散,主动运输,时间,细胞外浓度,细胞内浓度,物质进出细胞膜的主要方式：穿膜运输，尤其是主动运输。,细胞膜控制物质运输的特点（功能特性）：选择透过性,影响协助扩散速度的因素：载体的数量 影响主动运输速度

26、的因素：载体的数量与能量,具有浓度差的溶液,物理性滤过膜,（四）细胞膜的物质运输功能,2、渗透作用,（ 1）概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,半透膜,生物性选择透过性膜必须有活性才有半透性,（ 2）条件渗透系统,半透膜,半透膜两侧有存在浓度差的溶液,（ 3）动植物细胞的渗透系统,原生质层,半透膜,细胞液,外界溶液,细胞膜,细胞内液,外界溶液,半透膜,具有浓度差的溶液,成熟植物细胞,动物细胞,（四）细胞膜的物质运输功能,2、渗透作用,（ 4）动植物细胞的渗透作用,渗透方向：低浓度（水分子的高密度）高浓度（水分子的低密度）,在高浓度溶液中,成熟植物细胞,动物细胞,质壁分离,皱缩,在低浓度

27、溶液中,已分离的细胞复原,涨破,（四）细胞膜的物质运输功能,2、渗透作用,植物细胞的吸水方式及原理：,植物各部位细胞吸水能力的比较：叶茎根,生物膜系统：,细胞的各种膜结构如细胞膜、核膜及膜性 细胞器组成了在结构和功能上有一定联系的统 一整体，即生物膜系统。 细胞膜系统增强了细胞内酶的附着面积，有利于细胞内代谢的顺利进行；同时，可使细胞内生化反应区域化、秩序化。,合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图,核糖体：合成初级蛋白质,内质网：蛋白质的加工、运输（较成熟的蛋白质）,高尔基体：进一步加工和分泌 （成熟的蛋白质）,细胞外,线粒体提供能量,三、细胞质,（一）细胞质基质,1、形态：透明的溶胶状,2

28、、成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶,3、作用： 1）具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。 2）许多代谢过程是在细胞基质中完成的，如蛋白质的合成、核酸的合成、脂肪酸合成、糖酵解、磷酸戊糖途径、糖原代谢、信号转导。 3）供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。 4）细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并与细胞运动、物质运输和信号转导有关。 5）参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。,4、特点：不断流动。代谢越旺盛，流动速度越快。适当升温可加快细胞质流动的速度。,（二）细胞器,动物细胞亚显微结构,植物细胞亚显微结构,内质网,

29、线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,中心体,叶绿体,液泡,分布有与有氧呼吸有关的酶,1.线粒体,（1）分布：,普遍存在于动植物细胞中（各类真核细胞）,（2）形态：,椭球形、棒形小体,（3）功能：,有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”,结构,外膜：,内膜：,基质：有少量DNA和RNA遗传上的半自主性,屏障作用,向内折叠成嵴,2.叶绿体,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,植物细胞中（绿色部位）,扁平的椭球形或球形小体,光合作用的场所，将光能转化成化学能，是细胞内的“养料制造车间”“能量转化车间”。,结构,外膜、,内膜：屏障,基质：有少量DNA和RNA遗传上的半自主性,基粒：有类囊体构

30、成，膜上有色素,分布有与光合作用有关的酶,增大了膜面积，为各种化学反应的进行提供了有利条件；与蛋白质、脂质和糖类的合成有关，是细胞“有机物的合成车间”；蛋白质等物质的运输通道。,粗面内质网,滑面内质网,单层膜围成的网状管道结构,3.内质网,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,普遍存在于动植物细胞中（各类真核细胞）,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,普遍存在于动植物细胞中（各类真核细胞）,单层膜围成的扁平囊和小泡组成的复合体,动物细胞中：参与分泌物（分泌蛋白）的形成,植物细胞中：参与细胞壁的形成和分泌物的形成,主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分,类、包装、运输和分泌,4

31、.高尔基体,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,存在于动植物细胞中,单层膜围成的囊泡状结构，内有酸性水解酶,细胞内消化，是细胞内的“酶仓库”,5.溶酶体,与植物的渗透吸水有关植物除绿色以外的颜色主要由其决定储存营养物质和代谢废物维持细胞形态,单层膜围成的泡状结构，其内液体称细胞液，含有色素、有机小分子物质和无机物等,6.液泡,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,植物细胞（成熟的植物细胞明显）,合成蛋白质的场所，是蛋白质的“装配机器”，其中附着核糖体合成分泌蛋白和细胞膜蛋白，游离核糖体合成细胞质和细胞核内蛋白质。,7.核糖体,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,所有

32、细胞结构的生物都含有。附着在粗面内质网或核膜上的称附着核糖体，游离在细胞质基质中的称游离核糖体,无膜的椭球形粒状小体,蛋白质、RNA,大亚基,小亚基,不合成蛋白质时,合成蛋白质时,8.中心体,（1）分布：,（2）形态结构：,（3）功能：,动物细胞和低等植物细胞中,由两个无膜结构的相互垂直的短杆状中心粒组成,与细胞分裂过程中纺锤丝的形成有关,动植物细胞共有： 高等植物细胞特有： 动物细胞与低等植物细胞特有： 双层膜： 单层膜： 无膜： 有一定遗传自主性（含有DNA、RNA）： 与能量转换有关： 动植物细胞均有但功能不完全相同： 含色素：,线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、溶酶体,叶绿体、液泡,中

33、心体,线粒体、叶绿体,内质网、高尔基体、液泡、溶酶体,核糖体、中心体,叶绿体 线粒体,叶绿体、线粒体,高尔基体,叶绿体、液泡,四、细胞核,（一）结构,（二）功能：是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，在细胞的生命活动中起着决定性的作用。,一、细胞核的功能,是遗传物质(DNA)储存和复制的场所,是细胞遗传和细胞代谢的控制中心,实验1结论：,实验2结论：,细胞核是遗传的控制中心,细胞核是代谢的控制中心,细胞核的功能,细胞只有保证结构的完整性才能完成各项生命活动,二、细胞核的数目、形态、大小,每个真核细胞一般只有一个细胞核,人的骨骼肌细胞有多个细胞核,二、细胞核的数目、形态

34、、大小,白细胞的核呈多瓣状,二、细胞核的数目、形态、大小,细胞核的形状最常见的是球形和卵形,二、细胞核的数目、形态、大小,真核细胞的细胞核较大，原核细胞的细胞核较小,5-20m,1-4m,三、细胞核的结构,外膜,内膜,核液,核仁,染色质,核膜,三、细胞核的结构,1、核膜的结构和功能,结构：双层膜； 许多部位内外核膜相互连接，形成核孔。,功能：,屏障作用：将细胞质、核两大结构和功能区分开。,细胞核：DNA和RNA的合成,细胞质：蛋白质的合成,控制核质之间的信息和物质交换：,核孔：RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道。,保护作用：保护DNA分子免受机械损伤,三、细胞核的结构,2、染色质结构和

35、功能,名称由来：,细胞核内易被碱性染料染成深色的物质,结构：,主要由DNA和蛋白质组成,功能：,DNA的主要载体,染色质与染色体的关系：,染色质,染色体,（丝状）,（棒状或杆状）,分裂间期,分裂期,（分裂前期）,（分裂末期）,同一物质在不同细胞时期的两种形态,每个物种都具有特定数目和类型的染色体,三、细胞核的结构,3、核仁的结构和功能,结构：,主要由RNA和蛋白质组成的球形致密小体,功能：,组装核糖体亚单位（与核糖体的形成有关）,特点：,细胞分裂过程中周期性的消失和重建；,蛋白质合成旺盛的细胞核仁数目多，体积大。,4、核液的功能：提供原料和液体环境,原生生物 (如草履虫、变形虫、衣藻等) 真菌

36、(如酵母菌、霉菌、食用菌等） 植物（如苔藓、蕨类、种子植物等） 动物（如多孔动物、腔肠动物、软体动物、两栖、鱼类、鸟类、哺乳动物等）,原核生物,真核生物,细菌（球菌、杆菌、螺旋菌）,蓝藻 （如颤藻、色球藻、念珠藻、发菜）,支原体 （无细胞壁，最小的可自己合成ATP的细胞，如肺炎支原体） 衣原体（不能合成生物能量，寄生，有DNA、RNA两种核酸 ） 立克次氏体 放线菌,五、原核细胞与真核细胞的区别,小（0.210）,大（2030）,主要成分为肽聚糖,主要成分为纤维素、果胶,主要成分为蛋白质、脂质，原核细胞相对表面积大一些,有核膜、核仁（具有成形的完整的细胞核），有染色体,复杂，具有各种膜性细胞器

37、,无核膜、核仁（无成形细胞核，只有拟核），有环状DNA，无染色体,简单，只有核糖体，没有具膜结构的细胞器,五、原核细胞与真核细胞的区别,细胞的新陈代谢,一、细胞中的能源物质,（一）细胞中的ATP,ATP三磷酸腺苷，A腺苷，T三，P磷酸,1.ATP的结构,腺嘌呤,核糖,腺苷,三个磷酸基,APPP,ATP结构简式：,高能磷酸键,（30.54KJ/mol),资料1：ATP的结构如课本P55图3-2-1所示，1个ATP分子含有1个腺苷、2个高能磷酸键、3个磷酸基（键）。纯净的ATP是白色粉末，能够溶于水，可作为一种药品，ATP片剂可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。主要是用于辅助治疗肌肉萎

38、缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。 分析讨论：为什么口服ATP片剂后，可以迅速改善病人能量供应不足的状况？,ATP是直接能源物质，且是小分子有机物，无需消化就可以被直接吸收，能迅速到达所需部位。,资料2：ATP中两个磷酸基团之间（P和P之间）用“”表示的化学键是高能磷酸键。高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般共价键的2倍以上，如ATP水解生成ADP和磷酸时，释放的能量约30.5kJ/mol，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol。含有高能磷酸键的化合物成为高能化合物。 分析讨论：ATP为生命活动提供动力，有什么优势？,与一般化学键相比，高能磷酸键水解时能迅速释

39、放出更多的化学能，决定了ATP供能时快速而高效。,2.ATP与ADP的相互转化,A-PPP,A-PP+Pi,H2O,H2O,能量,用于各种耗能的生命活动,肌肉收缩,细胞分裂,主动运输,神经冲动的传导,合成大分子物质,生物发光,能量,水解酶,合成酶,光能,光合作用,化学能,糖类、脂肪、蛋白质,CO2、H2O、尿素,细胞呼吸,（生物氧化）,ATPH2O ADPPi能量,酶,意义：ATP在细胞中含量很少，但通过与ADP的相互转化，使细胞内的ATP总是处于动态平衡之中，从而保证了细胞能量的持续供应。,资料3：ATP末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水解生成ADP和Pi放出能量，ADP和Pi也很易再捕获

40、能量重新生成ATP。ATP在细胞内形成不到1min的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，24h内竟有40kg的ATP发生转化。 分析讨论：ATP作为生命活动的直接能源物质，是否在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细胞内的ATP含量是否差别很大？,ATP在细胞中的含量很少。但通过ATP与ADP的相互转化，既保证了细胞内ATP含量的相对稳定，有保证了细胞能量的持续供应。,ATP与ADP的相互转化中，两反应有什么不同？,ATP(+H2O),ADP+Pi+能量,酶1,酶2,1.反应条件不同。酶1属于水解酶类，酶2属于合成酶类。,2.反应时间不同。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATP的合

41、成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行ATP的水解反应。,3.反应场所不同。ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；分解场所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等等耗能的场所。,4.能量不同。ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动（金榜P41）；合成ATP的能量主要来自于呼吸作用中有机物的氧化分解和光合作用中光能的转化。,有机物中的化学能,ATP+H2O,ADP+Pi,酶1,酶2,能量,能量,光能,（光合作用）,（细胞呼吸）,生命活动,主动运输,物质合成,肌肉收缩,细胞分裂,3.ATP的生理作用,所有生物生命活动的直接能源物质,

42、ATP含量稳定、移动迅速、供能高效，是细胞内能量释放、转移和利用的中心物质，其他能源物质含有的能量都要先转移到ATP中才能被生命活动利用。,ATP生理作用:探究活动,P54,分析讨论：,1、本探究活动的目的是研究外源ATP对离体肌肉的生理作用，必须待离体肌肉自身内部的APT消耗完毕后，才能进行ATP生理作用的实验。因此，铜锌叉间歇刺激的目的就是耗尽离体肌肉细胞内部的ATP，以便确认下面的步骤中肌肉收缩与外加物质的关系。,2、有可能会。因为先加的ATP溶液不一定被完全消耗掉，再滴加葡萄糖溶液后如果肌肉还能收缩，就不能确认是那种物质为肌肉收缩提供能源，造成实验假象。,3、结论：葡萄糖不能直接为肌肉

43、提供能量，而ATP是肌肉收缩的直接能源物质。,一、ATP,（三）ATP与ADP的相互转化,资料3：ATP末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水解生成ADP和Pi放出能量，ADP和Pi也很易再捕获能量重新生成ATP。ATP在细胞内形成不到1min的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，24h内竟有40kg的ATP发生转化。 分析讨论：ATP作为生命活动的直接能源物质，是否在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细胞内的ATP含量是否差别很大？,ATP在细胞中的含量很少。但通过ATP与ADP的相互转化，既保证了细胞内ATP含量的相对稳定，有保证了细胞能量的持续供应。,ATP与ADP的相互转化

44、中，两反应有什么不同？,ATP(+H2O),ADP+Pi+能量,酶1,酶2,1.反应条件不同。酶1属于水解酶类，酶2属于合成酶类。,2.反应时间不同。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATP的合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行ATP的水解反应。,3.反应场所不同。ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；分解场所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等等耗能的场所。,4.能量不同。ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动（金榜P41）；合成ATP的能量主要来自于呼吸作用中有机物的氧化分解和光合作用中光能的转化。,生物体内能量的转变

45、过程：,光能,ATP,ATP,有机物,能量,生命活动,直接能源物质，能量“通货”-ATP,主要能源物质-糖类,主要储能物质-脂肪,能量最终来源-太阳能,糖类、脂肪和蛋白质作为能源物质使用时的顺序：糖类脂肪蛋白质,二、酶在代谢中的作用,（一）酶的概念,产生场所：活细胞,作用：催化作用,化学本质：生物大分子,蛋白质（绝大多数）,RNA（少数）,作用场所：体内体外条件适宜即可,二、酶在代谢中的作用,（二）酶的特性,1.高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反应,原理：（1）酶使底物彼此靠近，提高反应中心局部区域的底物浓度。,（2）使底物分子中的敏感键发生“变形”，从而容易断裂。,（3）更显著地降低反应的

46、活化能，底物可以越过较低的“能阈”而形成产物。,S（底物）ESEEP（产物）,活泼的中间产物,探究活动：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,过氧化氢是生物的代谢中的一种常见产物，由于其含有大量没有配对的电子，极易与生物体中的有机分子发生氧化还原反应，破坏内环境的稳定。过氧化氢酶可以促进过氧化氢的分解，有利于生物的正常生活。,二、酶在代谢中的作用,（二）酶的特性,2.专一性：一种酶只能催化一种或一类底物的反应,原理：一把“钥匙”开一把“锁”，结构上契合。,只能催化一种反应的酶：过氧化氢酶、脲酶、麦芽糖酶等,能催化一类反应的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多种蛋白质的水解,探究活动：探究唾液淀粉酶的专

47、一性,二、酶在代谢中的作用,（二）酶的特性,3.反应条件温和：,保证反应在常态下进行，不对生命体产生损伤。,0 10 20 30 40 50,二、酶在代谢中的作用,（三）影响酶活性的因素,1.温度,最适温度,最适温度：在一定条件下，每种酶在某一特定的温度时活性最大，该温度称为酶的最适温度。在达到最适温度前，酶的活性随温度的升高而升高，超过最适温度，酶的活性随温度的升高而降低，直至完全失活。,低温使酶的活性降低，但不破坏酶的结构，温度升高后，酶的活性可恢复；高温（一般超过60）破坏酶的空间结构，使酶不可逆的失活。,温度(),酶活性,探究活动：温度、pH对酶活性的影响,1.温度对唾液淀粉酶活性的影

48、响,实验步骤：金榜P46,（4）向各试管滴加碘液，观察颜色变化。,2.pH对唾液淀粉酶活性的影响 课本P60,实验结论及分析：课本P58,特别提醒：低温和高温对酶活性影响的不同,实验结论及分析：课本P58,3.影响酶活性的其他因素：激活剂和抑制剂,4.影响酶促反应的因素：金榜P45,表格：温度对唾液淀粉酶活性的影响,实验过程中应注意的问题：,1、在利用唾液淀粉酶进行的“温度对酶的催化效果”的探究中，试剂必须使用碘液，不能使用班氏试剂。,原理：I2+H2O=HI+HIO 在酸性溶液中，上述反应受到抑制，碘不褪色。在碱性溶液中，上反应生成的酸与碱反应，向正反应方向进行，碘褪色。,2、在利用唾液淀粉

49、酶进行的“pH值对酶的催化效果”的探究中，试剂必须使用班氏试剂，而不能使用碘液。因为碘液在碱性环境中会褪色，不会出现实验现象。,原理：班氏试剂需要高温水浴，在加热的过程中会逐渐升温，如果试验温度对酶来说过低，温度的升高可能使原先不发生的反应由于酶活性的恢复而重新发生，这里的表现就是淀粉重新分解，从而不会出现试验现象。,二、酶在代谢中的作用,（三）影响酶活性的因素,2.pH,酶活性,pH,最适pH：在一定条件下，每种酶在某一特定的pH时活性最大，该pH称为酶的最适pH。酶对环境这的pH十分敏感。酶只有在一定pH范围内才能表现活性。即使在这个有限的pH范围内，酶的活性也要随环境pH的变动而有所不同

50、。,最适pH,一般来说，酶的最适pH在48之间，pH过高过低都会破坏酶的空间结构从而使酶失活。,胃蛋白酶的最适pH：1.9 唾液淀粉酶的最适pH：7.1,胰蛋白酶的最适pH：8.1,探究活动：pH对唾液淀粉酶活性的影响,三、光合作用,（一）光合作用的发现,1.1642 海尔蒙特（比利时） H2O是合成植物体的原料,2.1771 普里斯特利（英） 植物能“净化”空气（放氧）,1779 英格豪斯（英） 植物只能在光下“净化”空气,3.1864 萨克斯（德） 光合作用产物有淀粉，条件需要光,4.1880 恩吉尔曼（德） 叶绿体是光合作用的场所，光是条件,5. 1941 鲁宾和卡门（美） 光合作用产物

51、O2中的O全部来自H2O。,同位素示踪法：是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。能准确定量地测定代谢物质的转移和转变。,实验：,准备甲、乙两套装置（甲装置的槽里盛的是氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，乙装置的槽里盛的是清水），把它们同时放在黑暗处一昼夜，然后一起移到光下。几小时以后，检验甲、乙装置里的叶片中产生淀粉的情况，发现乙有淀粉产生。,结论：光合作用需要CO2,叶绿体,三、光合作用,（二）光合作用概念和总反应式,反应物：CO2和H2O,总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2,光能,CO2+2H2O （CH2O）+O2+H2O,光能,叶绿体,光合作用是自然界最基本的物

52、质和能量代谢。,植物通过叶绿体捕获和利用太阳光能，把二氧化碳和水合成有机物，将光能转化为化学能贮存在有机物中，并释放氧气的过程。,产物：糖类等有机物和O2,场所：叶绿体,动力：太阳能,（三）质体,质体,叶绿体：叶绿素、类胡萝卜素,有色体：类胡萝卜素,白色体：无色素,膜上有色素和光反应的酶，是光反应的场所,基质,叶绿体,双层膜：选择性控制物质进出,类囊体,基粒,基质：,有暗反应的酶，是暗反应的场所；有少量DNA和RNA、核糖体，能自主合成自身的一部分蛋白质，有一定遗传自主性,（四）叶绿体的结构,胡萝卜素,三、光合作用,（五）叶绿体中的色素,叶绿体中的色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,

53、（3/4）,（1/4）,（3/4）,（1/4）,叶黄素,（2/3）,（1/3）,蓝绿色,黄绿色,黄色,橙黄色,主要吸收红光和蓝紫光,主要吸收蓝紫光,叶绿体中色素具有吸收、传递和转化光能的功能。同时根据功能的不同，可将其分为两类：,1、天线分子：全部类胡萝卜素、叶绿素b和绝大部分叶绿素a 作用：吸收、传递光能,2、少数特殊状态的叶绿素a 作用：接收、转化光能。 在受到光照时，叶绿素a的高能电子被激发，与叶绿素a脱离，叶绿素a变成强氧化剂，从水分子中夺取电子，恢复稳态。水则被裂解成质子H和氧气。,实验：叶绿体色素的提取和分离,目的要求：1、掌握提取和分离叶绿体色素的方法 2、了解叶绿体中色素的种类

54、,实验原理： 1、提取原理：叶绿体中的两类色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，所以可以用丙酮（有毒）或无水乙醇等有机溶剂提取色素。 2、分离原理：各种色素在层析液中的溶解度不同，因而它们随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同，经过一段时间后，可将各种色素分开。,实验程序： （一）提取色素 1、取材、称量、去主脉、剪碎。 取材原则：新鲜浓绿的叶片（也可将叶片烘干后磨成粉末提取） 2、研磨： 石英砂的作用：增加摩擦力，使研磨更充分。 碳酸钙粉的作用：中和细胞液中的酸性物质，防止叶绿素遭破坏。 纸的作用：避免叶绿素见光分解。 丙酮（无水乙醇）的作用：溶解并提取色素。 快速而充分研磨的目的：使色素充分溶解在溶

55、剂中同时防止溶剂挥发。,实验：叶绿体色素的提取和分离,（二）分离色素-纸层析法 4、制备滤纸条： 铅笔划线的目的：标记画滤液细线的位置。,3、过滤、收集滤液： 试管口塞上脱脂棉的目的：防止溶剂挥发。 试管避光保存目的：防止叶绿素见光分解。,注意：吸取层析液的纸带的两端一定要剪去两角，否则会发生边缘效应。即层析液在滤纸两侧扩散的快，在中间部分扩散得慢，使得提取出的色带不平直。,实验：叶绿体色素的提取和分离,活动程序： （二）分离色素 5、画滤液细线： 目的：将色素转移到滤纸条上。 注意事项（1）尽量画得细且直； （2）重复画线，目的是增加滤纸条上的色素，注意每次重复画线前都必须在前一次画的线干燥

56、后进行，否则细线会化开。 注意：划线一定要用铅笔，不能用钢笔或圆珠笔。否则实验结束后，纸带上会多出一条呈墨水颜色的色带。 6、层析： 层析液不能没过滤液细线的原因：如果没过滤液细线， 细线中色素将会溶解在层析液中，不会在滤纸上扩散。,烧杯口要盖上培养皿盖的原因：防止层析液挥发。 7、观察实验结果：,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,滤液细线,C5,2C3,O2,H2O,光反应,暗反应,三、光合作用,（六）光合作用的过程,酶,酶,酶,酶,多种酶,固定,还原,更新,类囊体膜,叶绿体基质,CO2,C5,C3,O2,H2O,（CH2O）,e,H+,ATP、NA

57、DPH,ADP、NADP+,光反应,暗反应（卡尔文循环）,光,光能,电能,活跃化学能,稳定化学能,CO2和H2O,（CH2O）和,O2,注：在有机化学反应中，得氢得电子即为被还原，得氧为被氧化。,（二磷酸核酮糖）,RuBP,（3-磷酸甘油酸）,PGA,NADP+2eH+ NADPH,酶,光反应,场所：叶绿体类囊体的膜上,条件：光、色素、酶,物质变化：,2H2O 4H+4eO2,光,ADPPi电能 ATP,酶,能量变化：光能电能ATP、NADPH中活跃的化学能,暗反应,场所：叶绿体基质中,条件：酶,物质变化：,CO2,C5,2C3,（CH2O),固定,还原,ATP、NADPH,更新,能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能,有机物中稳定的化学能,三、光合作用,（七）影响光合作用的因素,1.叶龄,叶龄,光合速率,随着叶龄的增大，叶的面积逐渐增大，叶内叶绿体的数量和叶绿素的含量都不断增加，光合效率也随之增加，到成熟时达到最大光合效率，之后随着叶片的衰老，叶绿素不断被分解，光合作用效率随之下降。,内部因素：,2.色素（主要限制光反应）,3.酶、C5（主要限制暗反应）,1.光照强度,A,光补偿点,B,光饱和点,光强,吸收,CO2,CO2,放出,净光合速率,在一定范围内，光合作用速率随着光照强度的增加而加快，在光补偿点