細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

1、. 第三章.細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié).細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界一、 問題探討1.如何區(qū)分顯微鏡下的細(xì)胞和氣泡；說出氣泡和細(xì)胞有什么不同？氣泡是光亮的，里面只有空氣。細(xì)胞是一個具有細(xì)胞膜、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且是一個立體的結(jié)構(gòu)，在顯微鏡下，通過調(diào)節(jié)焦距可以觀察到細(xì)胞的不同層面。光學(xué)顯微鏡下不能看見細(xì)胞膜，但是能夠觀察到細(xì)胞與外界環(huán)境之間是有界限的。2.在電子顯微鏡發(fā)明之前，科學(xué)家怎樣確定細(xì)胞膜的存在？用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴散到整個細(xì)胞，卻不能很快逸出細(xì)胞；在光學(xué)顯微鏡下看到，用微針觸碰細(xì)胞表面時，細(xì)胞表面有彈性，可以伸展。二、實驗制備細(xì)胞膜的方法1.目的要求：用哺

2、乳動物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的方法和過程。2.材料用具：豬的新鮮的紅細(xì)胞稀釋液、蒸餾水、滴管、吸水紙、載玻片、蓋玻片、顯微鏡。3.方法步驟：制臨時裝片、先低倍鏡后高倍鏡觀察。4.實驗原理：滲透作用（將細(xì)胞放在清水中，水會進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞漲破，內(nèi)容物流出得到細(xì)胞膜）。5.為什么要用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞？動物細(xì)胞外面沒有細(xì)胞壁，制備細(xì)胞膜相對比較容易；哺乳動物成熟紅細(xì)胞內(nèi)無細(xì)胞核和各種具有膜的細(xì)胞器；紅細(xì)胞數(shù)量多，材料易得。6.為什么要用適量的生理鹽水稀釋紅細(xì)胞?使紅細(xì)胞分散開，不易結(jié)成塊，使紅細(xì)胞維持原有的狀態(tài)。7.發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易透過細(xì)胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難，推測細(xì)胞膜由連續(xù)的脂類物

3、質(zhì)組成。8.細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)40%和脂質(zhì)50%（主要是磷脂）組成，也有少量的糖類2%-10%9.細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量與細(xì)胞膜的功能密切相關(guān)（細(xì)胞癌變時，細(xì)胞膜成分發(fā)生改變，主要是糖被變薄，產(chǎn)生甲胎蛋白AFP，癌胚抗原CEA等物質(zhì)）?！緦嶒炞⒁猓簞游锛?xì)胞0.9%NaCl溶液、植物細(xì)胞清水】三、細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開使細(xì)胞成為一個相對獨立的個體，保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞：吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)； 注：聯(lián)系“物（選擇透過性） 排出細(xì)胞產(chǎn)物（如抗體、激素、酶）和代謝廢物； 質(zhì)夸膜運輸”阻止細(xì)胞內(nèi)重要物質(zhì)流失； 阻止有害物質(zhì)進(jìn)入。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交換相鄰

4、兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳給另一個細(xì)胞。（例如：精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合）。相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。如：高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交換的作用。 補：.胞間連絲植物細(xì)胞壁中小的開口，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜伸入孔中，彼此相連，兩個細(xì)胞的滑面形內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也彼此相連，構(gòu)成胞間連絲。.在細(xì)胞通訊中受體通常是指位于細(xì)胞膜表面或細(xì)胞內(nèi)與信號分子結(jié)合的糖蛋白或脂蛋白（注意是特異性結(jié)合，一種信號傳導(dǎo)細(xì)胞和一種靶細(xì)胞相對應(yīng)（如淋巴細(xì)胞與抗原）。4.知識補充：(1).多細(xì)胞生物是一個繁忙而有序的細(xì)胞社會。如果沒有信息交流，生物體不可能作為一個整體完成生

5、命活動。而細(xì)胞間的交流大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。(2).細(xì)胞壁(植物細(xì)胞壁是全透性的).主要成分：纖維素、果膠.功能：.支持（維持細(xì)胞形態(tài)）；.保護(hù)（減輕機械損傷、防止細(xì)胞吸水漲破）第二節(jié).細(xì)胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作一、細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)1.用光學(xué)顯微鏡觀察到的細(xì)胞內(nèi)部構(gòu)造,稱為細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)（細(xì)胞壁、葉綠體、細(xì)胞核、液泡、細(xì)胞質(zhì)）。2.在電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)（各種細(xì)胞器）。3.不同功能的細(xì)胞，細(xì)胞器的種類與數(shù)量有區(qū)別。4.細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜以內(nèi)，細(xì)胞核以外的部分（包括：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器）。二、細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1.分離各種細(xì)胞器的方法：差速離心法三、細(xì)胞器之間的分

6、工1.線粒體半自主性細(xì)胞器(1).形狀：橢球形 ，粒狀或棒狀(2).結(jié)構(gòu)：.外膜（控制物質(zhì)進(jìn)出線粒） 注：內(nèi)膜和基質(zhì)中分分布.內(nèi)膜（向內(nèi)折疊成嵴，使膜面積增大） 著多種與呼吸作用有關(guān)的酶.基質(zhì)（含少量DNA和RNA、核糖體 、酶）和嵴 (3).主要成分：蛋白質(zhì)、磷脂、有氧呼吸酶、少量DNA和RNA(4).功能：有氧呼吸的主要場所（因為有氧呼吸的第一步在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三步才在線粒體中進(jìn)行），是細(xì)胞的“動力車間”（因為細(xì)胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體）(5).分布：線粒體在新陳代謝旺盛的細(xì)胞比較多。(6).染色劑：健那綠染液是專一性染線粒體的活細(xì)胞染料，能將線粒體

7、染成藍(lán)綠色。2.葉綠體半自主性細(xì)胞器(1).形狀：扁平的橢球形或球形(2).結(jié)構(gòu)：.外膜、內(nèi)膜（外膜、內(nèi)膜控制物質(zhì)進(jìn)出葉綠體）.基粒（由2至100個類囊體堆疊形成，分布四種光合色素、與光反應(yīng)相關(guān)的酶）.基質(zhì)（含少量DNA、RNA、與暗反應(yīng)相關(guān)的酶、核糖體）(3).主要成分：蛋白質(zhì)、磷脂、光合作用酶、色素、少量DNA和().功能：“養(yǎng)料制造車間”（通過光合作用將無機物轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放氧氣）和“能量轉(zhuǎn)換站”（將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，儲藏在有機物中）().分布：葉肉細(xì)胞及部分幼莖的皮層細(xì)胞及保衛(wèi)細(xì)胞中（在細(xì)胞中的位置隨光照改變而發(fā)生變化）3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(1).分布：動植物細(xì)胞都有，細(xì)胞核附近較多，并與核

8、膜有一定的聯(lián)系。(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)：單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物，分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（擴大膜面積，上面附有核糖體，合成、加工、運輸?shù)鞍踪|(zhì)）和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（脂質(zhì)、糖類合成的重要場所，與解毒作用有關(guān)）(3).主要成分：蛋白質(zhì)、磷脂等(4).功能：蛋白質(zhì)合成和加工，脂質(zhì)合成的“車間”(5).內(nèi)質(zhì)網(wǎng)存在的意義：增大細(xì)胞內(nèi)膜面積是細(xì)胞中表面積最大、分布最廣的膜結(jié)構(gòu)；參與蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的合成、加工、運輸。4.核糖體(1).分布：真核細(xì)胞、原核細(xì)胞(2.)存在形式：附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上(分泌蛋白)或游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中(胞內(nèi)蛋白)(3).形態(tài)結(jié)構(gòu)：橢球形的粒狀小體，無膜結(jié)構(gòu)(4)主要成分：蛋白質(zhì)和rRNA（核糖體RNA）(5).

9、主要功能：合成蛋白質(zhì)的場所“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”5.高爾基體(1).形態(tài)結(jié)構(gòu)：單層膜，扁平囊狀結(jié)構(gòu)，有大小囊泡(2).分布：廣泛分布在真核細(xì)胞中, 動植物細(xì)胞中細(xì)胞核附近(3).主要成分：蛋白質(zhì)、磷脂等(4).功能：蛋白質(zhì)的“加工、分類、包裝車間”及“發(fā)送站”對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝和轉(zhuǎn)運； 植物細(xì)胞分裂時，與細(xì)胞壁的形成有關(guān)；參與動物細(xì)胞分泌物的形成； 和溶酶體的形成有關(guān)；參與細(xì)胞的胞吞和胞吐作用。6.中心體(1).分布：動物細(xì)胞、低等的植物細(xì)胞中（如團(tuán)藻）(2).主要成分：微管蛋白(3).結(jié)構(gòu)：“+”形，中心體（由兩個垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成），無膜結(jié)構(gòu)(4).功能：與細(xì)胞有絲分裂

10、有關(guān)，形成紡錘體。7.液泡(1).分布：植物細(xì)胞(2).形態(tài)結(jié)構(gòu)：表面有單層膜，內(nèi)有色素（花青素），成熟的植物細(xì)胞中的液泡稱為“中央大液泡”(3).主要成分：蛋白質(zhì)、磷脂、有機酸、生物堿、糖類、無機鹽、色素等(4).主要功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境；保持一定的滲透壓，使細(xì)胞保持堅挺（液泡和植物細(xì)胞的吸水和失水有關(guān)）（滲透壓即溶質(zhì)的吸水能力，溶質(zhì)越多，溶液越濃，滲透壓越大）（植物失水萎蔫）；與代謝產(chǎn)物的儲存有關(guān)；與花、果的顏色有關(guān)。 8.溶酶體“消化車間”(1).形態(tài)：是一種單層膜的囊狀小泡(2).特點：含有多種水解酶，且大多為雙性水解酶(3).功能：分解衰老、損傷的細(xì)胞器功能； 與免疫有關(guān)；吞噬并殺死

11、入侵的病毒和病菌（病原體）。 線粒體和葉綠體比較表線粒體葉綠體分布動植物細(xì)胞中葉肉細(xì)胞及部分幼莖的皮層細(xì)胞及保衛(wèi)細(xì)胞中形態(tài)橢球形扁平的橢球形或球形結(jié)構(gòu)雙層膜外膜與周圍的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴是一層光滑的膜基粒由囊狀的結(jié)構(gòu)堆疊而成，含色素和酶（與光反應(yīng)有關(guān)）基質(zhì)含與有氧呼吸有關(guān)酶含與暗反應(yīng)有關(guān)的酶都含有少量的DNA和RNA（都能自我復(fù)制）功能有氧呼吸的主要場所光合作用的場所 細(xì)胞器的比較膜結(jié)構(gòu)分布其他主要功能雙層膜結(jié)構(gòu)線粒體動植物細(xì)胞嵴、基質(zhì)、酶、DNA有氧呼吸主要場所葉綠體植物細(xì)胞基粒、基質(zhì)、酶色素、DNA綠色植物進(jìn)行光合作用的場所單層膜結(jié)構(gòu)液泡植物細(xì)胞色素、糖類、無機鹽等調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)

12、環(huán)境；儲存物質(zhì)；保持細(xì)胞的滲透壓，維持細(xì)胞形態(tài)溶酶體動植物細(xì)胞消化車間高爾基體動植物細(xì)胞由單層膜組成的扁平囊狀組合結(jié)構(gòu)動物：蛋白質(zhì)加工、分類、包裝和分泌植物：細(xì)胞壁的形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)動植物細(xì)胞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞膜和核膜相連通蛋白質(zhì)合成和加工、脂質(zhì)合成的場所無膜結(jié)構(gòu)核糖體動植物細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的場所中心體動物和低等植物細(xì)胞參與細(xì)胞有絲分裂四、關(guān)于細(xì)胞器的歸納總結(jié)1.成分(1). 含有DNA（基因）的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體（都有半自主性）(2). 含有RNA的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體、核糖體(3). 含有色素的細(xì)胞器：葉綠體、液泡（有的液泡無色素）2.功能(1).能產(chǎn)生水的細(xì)胞器（結(jié)構(gòu)）：線粒體（有氧呼吸的第

13、三階段）、葉綠體（暗反應(yīng)）、核糖體（脫水縮合）、高爾基體（植物合成纖維素）、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（無氧呼吸）、細(xì)胞核（DNA復(fù)制）(2).能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也能產(chǎn)生ATP）(3).能量轉(zhuǎn)換器：線粒體（化能轉(zhuǎn)換：穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能）、葉綠體（光能轉(zhuǎn)換：光能電能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能）(4).能復(fù)制的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體、中心體(5).能合成有機物的細(xì)胞器：核糖體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體(6).與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器：核糖體（間期蛋白質(zhì)合成）、線粒體（供能）、中心體（發(fā)出的星射線構(gòu)成紡錘體）、高爾基體（與植物細(xì)胞分裂時期細(xì)胞壁的形成有關(guān)）(7).與分泌蛋白的合成、運

14、輸、分泌有關(guān)的細(xì)胞器（結(jié)構(gòu)）：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體（細(xì)胞膜）(8).能發(fā)生堿基互補配對的細(xì)胞器（結(jié)構(gòu)）：線粒體、葉綠體、核糖體（細(xì)胞核、擬核）(9).與主動運輸有關(guān)的細(xì)胞器是：線粒體（供能）、核糖體（合成載體蛋白）3.結(jié)構(gòu)上：兩個無膜結(jié)構(gòu)、兩個雙層膜結(jié)構(gòu)，其余均為單層膜結(jié)構(gòu)4.光學(xué)顯微鏡下能看見的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體、液泡四、細(xì)胞骨架1、細(xì)胞骨架維持形態(tài)，保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序2、細(xì)胞骨架是指真核細(xì)胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。五、蛋白質(zhì)的合成和運輸 合成 進(jìn)入 加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體 肽鏈 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 一定空間結(jié) 囊泡運輸 進(jìn)一步加工 囊泡運輸構(gòu)的蛋白質(zhì) 高爾基體 成熟的蛋白質(zhì) 細(xì)胞膜 分泌到細(xì)

15、胞外 分泌蛋白【核糖體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 細(xì)胞膜 細(xì)胞外】六、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)1. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜的連通，使細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密。2. 在有的細(xì)胞中，還可以看到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜相連。1.由細(xì)胞器膜（包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等）和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。這些生物膜的結(jié)構(gòu)和功能緊密聯(lián)系。2.生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞生命活動中的作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜相連，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜之間的腔相通，外層核膜上附著有大量的核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜的連通，使細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密。在有的細(xì)胞中，還可以看到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與線粒體膜之間也存在一定的聯(lián)系

16、。線粒體是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)執(zhí)行功能時所需能量的直接“供應(yīng)站”，在合成旺盛的細(xì)胞里，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)總是與線粒體緊密相依，有的細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜甚至與線粒體的外膜相連。(1).不僅使細(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時在細(xì)胞與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。(2).細(xì)胞內(nèi)的許多重要化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。(3).細(xì)胞內(nèi)的生物膜把細(xì)胞分隔成一個個小的區(qū)室（如各種細(xì)胞器），這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會相互干擾，保證了細(xì)胞的生命活動高效、有序地進(jìn)行。 3.細(xì)胞膜間的協(xié)調(diào)配合由右

17、框內(nèi)文字可見，細(xì)胞內(nèi)的各種生物膜不但在結(jié)構(gòu)上互相連系，在功能上也是既有分工又相互聯(lián)系的。各種生物膜的分工合作、相互配合是細(xì)胞生命活動協(xié)調(diào)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)。4.合成的分泌蛋白運輸?shù)郊?xì)胞外的過程示意圖在核糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而不是直接運輸?shù)郊?xì)胞膜呢？進(jìn)一步的研究表明，在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，還要經(jīng)過一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團(tuán)等，才能成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進(jìn)一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質(zhì)包裹在小泡里，運輸?shù)郊?xì)胞膜

18、，小泡與細(xì)胞膜融合，把蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。第三節(jié).細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心一、資料探究（課本P52）1.資料一：生物體性狀的遺傳是由細(xì)胞核決定的（細(xì)胞核中有DNA，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。DNA上有許多基因，控制生物的性狀）。2.資料二：細(xì)胞核控制著細(xì)胞的分裂、分化（沒有細(xì)胞核，細(xì)胞就不能分裂、分化。細(xì)胞分裂需要遺傳物質(zhì)的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，沒有細(xì)胞核，這些生命活動都不能進(jìn)行。）。3.資料三：細(xì)胞核控制細(xì)胞的生命活動（細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的控制中心。成熟紅細(xì)胞因為沒有細(xì)胞核，不能生長和分裂，壽命約為120天）。4.資料四：生物體的形態(tài)構(gòu)建和細(xì)胞核有關(guān)。二、細(xì)胞核的功能與結(jié)構(gòu)功能：細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳。細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的