生物必修一第三章細胞的基本結構

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1、第三章 細胞的基本結構 細胞膜—系統(tǒng)的邊界 ※基礎知識 實驗4：體驗制備細胞膜的方法 【實驗原理】滲透作用 【實驗材料】哺乳動物成熟的紅細胞 (1)動物細胞沒有細胞壁，吸水易漲破。不用原核細胞，原核細胞有細胞壁，雖然支原體沒有，但是它太小了； (2)紅細胞單個存在，便于制成懸濁液； (3)無細核膜和眾多細胞器膜，易制得到純凈的細胞膜。 鳥類、蛙等其他動物的紅細胞有細胞器和細胞核。 草履蟲、變形蟲等單細胞生物在清水中不會漲破； 酵母菌不會漲破，因為它有細胞壁。 在潔凈載玻片上滴一滴紅細胞稀釋液后，加蓋蓋玻片 【實驗步驟】

2、【注意事項】①取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，目的是： （1）使紅細胞分散開，不易凝集成塊。 （2）使紅細胞暫時維持原有的形態(tài)。 ②如果該實驗過程在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，還必須經(jīng)過離心、 過濾才能成功。（差速離心法） 1、 細胞膜的成分 1、組成元素：C、H、O、N、P 2、主要成分： 含量 成分 功能 脂質(zhì) 50% 磷脂為主、膽固醇 磷脂雙分子層是細胞膜的骨架 蛋白質(zhì) 40% 載體蛋白、通道蛋白 細胞膜功能的體現(xiàn)者，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多，細胞膜功能越復雜 糖類 2%—10% +蛋白質(zhì)=糖蛋白 和細胞識別

3、、免疫反應、信息傳遞、血型決定等有直接聯(lián)系 +脂質(zhì)=糖脂 0.00 細胞在癌變的過程中，細胞膜的成分發(fā)生改變，糖蛋白顯著減少，使得癌細胞彼此之間粘著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。有的產(chǎn)生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物質(zhì)。 2、 細胞膜的功能 1、將細胞與外界環(huán)境分隔開：保證細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定 2、控制物質(zhì)進出細胞: ①選擇性； ②相對性。 3、進行細胞間的信息交流（和細胞膜上的糖蛋白緊密相關） ①信號傳導——間接交流 甲狀腺激素、性激素進入細胞內(nèi)和受體結合 ②胞間識別——直接接觸 如：器官移植時的免疫排斥反應

4、，精子與卵細胞的識別和結合。 ③胞間連接與通訊——形成通道 多細胞生物體內(nèi)，細胞間通過細胞膜進行相互作用，如： （1）動物細胞的間隙連接； （2）植物細胞間則借胞間連絲實現(xiàn)細胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信息交流。 ④除上述功能外，細胞膜還有分泌、排泄和免疫等功能。 4、生物膜的功能：跨膜運輸、信息交流、能量轉(zhuǎn)換（光能→化學能） 結構特性：流動性—基礎：組成細胞膜的磷脂分子的蛋白質(zhì)分子大多是可以移動的 功能特性：選擇透過性—基礎：細胞膜上的載體蛋白具有特異性 三、細胞膜的性質(zhì) 可用臺盼藍染色鑒別活細胞和死細胞 全透性 伸縮性小 四、細胞

5、壁：支持和保護作用 1、植物：纖維素和果膠（用纖維素酶和果膠酶可以在不損傷細胞內(nèi)部結構的前提下出去細胞壁） 原核生物：肽聚糖 細菌：幾丁質(zhì) 細胞器—系統(tǒng)內(nèi)的分工合作 ※基礎知識 一、細胞質(zhì) 1、顯微結構：光學顯微鏡下看到的結構；亞顯微結構：電子顯微鏡下看到的結構 2、 細胞質(zhì)基質(zhì) 1、定義：細胞質(zhì)中除細胞器以外的液體部分 2、功能：①細胞質(zhì)基質(zhì)中有多種酶，是細胞進行新陳代謝的主要場所。 ②為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件（如提供ATP、核苷酸、氨基酸等）。 3、成分：水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸等,還有很多種酶。

6、3、 細胞器結構和功能 （1） 雙層膜——線粒體和葉綠體（半自助性細胞器） 線粒體 葉綠體 分布 動植物細胞中 主要存在于植物細胞 形態(tài) 橢球形 扁平的橢球形或者球形 觀察 線粒體+健那綠→藍綠色 葉肉細胞中的葉綠體呈綠色，可直接用高倍顯微鏡觀察 結構 雙層膜 外膜 與周圍的細胞質(zhì)基質(zhì)分開 內(nèi)膜 向內(nèi)折疊成嵴 （增大膜面積有利于生化反應地進行） 一層光滑的膜 基粒 無 類囊體堆疊成，含色素和與光反應有關的酶 基質(zhì) 含與有氧呼吸有關酶 含與暗反應有關酶 都含有少量的DNA、RNA和核糖體 功能 有氧呼吸的主要場所——“動力車間” 光

7、合作用的場所——“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站” 有機物中穩(wěn)定的化學能→ATP中活躍的化學能 光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能 增大生物膜面積的方式： 線粒體：內(nèi)膜折疊成嵴 葉綠體：基粒中的光合片層結構 線粒體的數(shù)量與細胞新陳代謝的強弱有關：一般在細胞代謝旺盛的部位比較集中。 （注意：蛔蟲的體細胞內(nèi)不含線粒體，因為蛔蟲進行無氧呼吸） 線粒體與葉綠體都含少量DNA和RNA，可以自主復制與表達，不完全受細胞核控制，決定細胞質(zhì)遺傳。 不是所有真核細胞都有線粒體，如：哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲 不是沒有線粒體就不能進行有氧

8、呼吸，如：好氧細菌（有酶） 只有綠色植物的綠色部分才有葉綠體 不是沒有葉綠體就不能進行光合作用，如：藍藻（有藍藻素、葉綠素） 保衛(wèi)細胞有葉綠體，表皮細胞沒有葉綠體 0 內(nèi)共生假說：線粒體前身是好氧細菌，葉綠體前身是藍藻，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，而且吞噬它們的吞噬泡膜也沒有消失，于是它們就以寄生的形式生活在這些單細胞真核生物中，并隨著真核生物的有絲分裂一同進行自我分裂，它們和前真核生物共生,在長期的共生過程中演化成了線粒體。 證據(jù)：①它們的基因組大小、形態(tài)、結構與細菌相似：都由裸露、環(huán)狀雙鏈DNA構成，不含組蛋白； ②有自己完整的蛋白質(zhì)合成系

9、統(tǒng)，能合成一部分自己需要的蛋白質(zhì)； ③內(nèi)外膜結構，成分差異大，外膜與細胞內(nèi)膜相似，內(nèi)膜與細菌質(zhì)膜相似； ④與細菌一樣能用二分裂繁殖。 （2） 單層膜 1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ①分布：動植物細胞 ②結構：單層膜連接而成的網(wǎng)狀結構 特點 功能 粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 有核糖體附著 蛋白質(zhì)的合成、加工和運輸 滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 沒有核糖體附著 糖類、脂質(zhì)和激素的合成 ③類型： 2、高爾基體 ①分布：動植物細胞 ②結構：扁平囊狀結構和大小囊泡（其中扁平囊是判斷高爾基體的依據(jù)） 細胞壁的形成（合成、分泌細胞壁的成分：果膠

10、、纖維素） 分泌物，如：豬籠草 細胞板：高爾基體聚集而成 3、液泡 ①分布：高等植物（成熟區(qū)有大液泡，未成熟區(qū)（不斷進行分裂，如分生區(qū)）沒有大液泡） 低等動物（主要在成熟的植物細胞內(nèi)） ②結構：單層膜（液泡膜），內(nèi)含細胞液（細胞液中含有色素、無機鹽、糖類、蛋白質(zhì)等） ③功能：調(diào)節(jié)植物細胞的內(nèi)環(huán)境 使植物細胞保持堅挺（維持細胞形態(tài)） 和細胞的吸水失水相關。 4、溶酶體（pH=5） ①分布：動植物細胞 ②結構：單層膜囊狀結構，內(nèi)含多種水解酶（附著型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成） ③功能：①分解衰老、損傷的細胞器 ②吞噬并殺死入侵的病毒或細菌——“消化車間” ③細胞的自溶

11、（凋亡） 高爾基體的囊泡包裹水解酶，形成溶酶體 （3） 無膜 1、核糖體： ①分布：原核細胞、真核細胞、葉綠體、線粒體 ③結構：不具膜，呈顆粒狀，其成分為RNA和蛋白質(zhì)； ④功能：蛋白質(zhì)合成的場所——“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”。 2、中心體： ①分布：動物細胞、低等植物細胞（藻類） ②結構：不具膜結構，由兩組互相垂直的中心粒及周圍物質(zhì)組成； ③功能：和細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成有關（發(fā)出星射線形成紡錘體），在有絲分裂的末期復制 0 細胞骨架：蛋白質(zhì)纖維構成的網(wǎng)架結構（微管、微絲，中間纖維） ①與

12、細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量交換、信息傳遞等生命活動密切相關 ②維持細胞形態(tài)，保持內(nèi)部結構有序性 實驗5：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體 【實驗原理】①葉綠體：高等綠色植物的葉綠體存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中。葉綠體一般是綠色的、呈扁平的橢球形 或球形，可以用高倍顯微鏡觀察它的形態(tài)和分布。 ②線粒體：線粒體普遍存在于植物細胞和動物細胞中。呈短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等 實驗 觀察葉綠體 觀察線粒體 選材 蘚類葉片 菠菜稍微帶葉肉的下表皮 人的口腔上皮細胞 原因 葉片很薄，僅有兩層葉肉細胞，可以取整個小葉直接制片 ①細胞排列疏松 ②含葉綠體數(shù)目少，個體大 ①沒

13、有顏色，便于觀察 ②易取材 【實驗材料】 【實驗試劑】健那綠染液——活體染色劑健，是專一性染線粒體的活細胞染料，可使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)藍綠色，而細胞質(zhì)接近無色。線粒體可在健那綠染液中維持活性數(shù)小時，因而可在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態(tài)的線粒體的形態(tài)和分布。 【實驗步驟】 ①葉綠體 ②線粒體 【注意事項】①觀察線粒體應選擇無色細胞 ②線粒體與葉綠體要保持細胞活性狀態(tài) ③觀察葉綠體需保持葉片濕潤，防止失水 ④制作觀察線粒體的臨時裝片時，滴加

14、健那綠染液于載玻片中間用于染色，而不是滴加生理鹽水 4、 分泌蛋白的合成和運輸 蛋白質(zhì)穿膜層數(shù)：0 體現(xiàn)了細胞膜的流動性 交通樞紐：高爾基體 5、 細胞的生物膜系統(tǒng) 1、細胞膜、核膜和細胞器膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。 不是生物的膜，是細胞的膜。 原核細胞只有細胞膜，沒有生物膜系統(tǒng)。 2、 作用：①提供相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境 ②在物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞的過程中起著決定性作用 ③為多種酶提供大量的附著位點 ④將細胞器分隔開，使細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應，而不會相互干擾，保證細胞生命活動高效、有序地

15、進行。（細胞器之間相互獨立、互不干擾） 膜與膜之間可以相互轉(zhuǎn)化 細胞核—系統(tǒng)的控制中心 ※基礎知識 1、 細胞核的功能 實驗內(nèi)容 實驗過程 實驗結論 實驗分析 美西螈核移植實驗 生物體性狀的遺傳主要是由細胞核控制 無對照組 橫縊蠑螈 受精卵實驗 細胞核控制著細胞的分裂和分化 既有相互對照，又有自身對照 變形蟲切割實驗 變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的 既有相互對照，又有自身對照 傘藻的嫁接和核植實驗 細胞核與生物體形態(tài)結構

16、的建成有關 可排除假根中其他物 質(zhì)的作用 細胞核的功能： ①細胞的遺傳信息庫 ②細胞代謝和遺傳的控制中心 ③遺傳物質(zhì)儲存、復制、轉(zhuǎn)錄場所 （細胞代謝的主要場所：細胞質(zhì)） 2、 細胞核的結構 結構 特點 核膜 ①雙層膜，外膜附著大量的核糖體，有些部位與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，內(nèi)膜光滑無核糖體 ②膜上有核孔，在細胞分裂過程中周期性的消失和重建。 ③功能：將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分隔開，具有選擇透過性，控制小分子物質(zhì)的進出。 染色質(zhì) ①由DNA和蛋白質(zhì)組成，易被堿性染料染成深色 ②細胞分裂間期呈細長絲狀，分裂期高度螺旋化、縮短變粗，成為光鏡下能觀察到的圓柱狀或桿狀

17、的染色體，在分裂末期染色體解螺旋，重新恢復成細長絲狀的染色質(zhì)，所以，染色體和染色質(zhì)是同種物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)。 ③功能：遺傳物質(zhì)的主要載體 核仁 ①功能：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關，大分子進出的通道 ②蛋白質(zhì)合成比較旺盛的細胞，核仁體積相對較大 核孔 ①功能：實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流 ②代謝比較旺盛的細胞，核孔比較多 ③RNA和某些蛋白質(zhì)等生物大分子運輸?shù)耐ǖ溃z傳物質(zhì)DNA不能通過，只能在細胞核內(nèi)進行復制和貯存 代謝越旺盛的細胞，核孔的數(shù)目越多，核仁的體積越大 核孔、核膜都具有選擇透過性： ①DNA不能通過核孔進入細胞質(zhì) ②RNA

18、可以通過核孔進入細胞質(zhì) ③DNA聚合酶等蛋白質(zhì)可以通過核孔進入細胞核 3、 細胞質(zhì)與細胞核 1、 無核的細胞質(zhì)不能長期生存，因為細胞核對細胞質(zhì)起到調(diào)節(jié)和控制的作用 （如哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，其壽命較短，含細胞質(zhì)少的精子壽命也很短）。 2、細胞核也不能脫離細胞質(zhì)而獨立生存，因為細胞質(zhì)為細胞核提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量 3、細胞核與細胞質(zhì)是相互依存、不可分割的關系，細胞只有保持完整性,才能進行正常的生命活動。 細胞既是生物體結構的基本單位，也是生物代謝和遺傳的基本單位 4、 模型建構： 數(shù)學模型 指用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式 J型、S型變化曲線 、酶活性受溫度、PH影響示意圖 物理模型 指以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象特征的模型 靜態(tài)的結構模型 DNA雙螺旋結構模型、細胞膜的流動鑲嵌模型 動態(tài)的過程模型 減數(shù)分裂中染色體變化的模型、血糖調(diào)節(jié)的模型 概念模型 指以文字表述來抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型 達爾文的自然選擇學說、真核細胞結構共同特征的文字描述、光合作用過程中物質(zhì)和能量的變化的解釋 - 27 -