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1、专题03 细胞的基本结构第一节 细胞膜系统的边界 植物细胞 动物细胞一、细胞膜的成分及制备：细胞是最基本的生命系统，其边界是细胞膜。（一）细胞膜的成分1、主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。2、细胞膜成分中含量最多的是脂质(含量最丰富的是磷脂,动物细胞膜还含有少量胆固醇)。磷脂分子及其性质(1)组成磷脂分子的元素有： C、H、O、N、P。若单层磷脂分子层水界面排列如下图，搅拌后的图。 单层磷脂分子层水界面排列 搅拌后形成脂质体3、与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质。蛋白质是生命活动的主要承担者，功能越复杂的细胞，蛋白质的种类和数量越多。细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如
2、癌细胞的糖蛋白减少。（二）细胞膜的制备1、选材：哺乳动物成熟的红细胞。原因：没有细胞核及众多细胞器+2、原理：红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水胀破，使细胞内物质流出，从而得到细胞膜。3、过程（1）将红细胞稀释液制成临时装片。（2）在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引（引流法）。（3）红细胞凹陷消失，细胞体积增大，最后导致细胞破裂。（4）利用差速离心法，获得较纯的细胞膜。红细胞吸水涨破 离心机二、细胞膜的功能（一）将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。（二）控制物质进出细胞（三）进行细胞间的信息交流1、细胞间的信息交流，大多与细
3、胞膜的糖蛋白有关。2、细胞间信息交流的方式(3)进行细胞间的信息交流细胞识别和信息交流的物质基础是细胞膜上的糖蛋白。结构基础是特异性受体。动物细胞信息交流方式（2种）a. 通过细胞分泌的化学物质（如激素）间接传递信息。（信息分子如：激素，神经递质，淋巴因子，CO2）b. 相邻两个细胞间的细胞膜直接接触，如图实例：受精过程c.植物细胞间的识别主要是通过胞间连丝来实现。如图 三、植物细胞壁的成分和作用（一）化学成分：主要是纤维素和果胶。（二）作用：对植物细胞有支持和保护作用。【思考感悟】植物细胞等有细胞壁，在细胞最外层，为什么说细胞膜是边界呢？由细胞膜的屏障功能所决定，细胞膜不仅有保护作用还具有选
4、择透过性，而细胞壁是全透性的。细菌细胞壁成分（肽聚糖）/ 真菌细胞壁成分（壳多糖，又叫几丁质）原生质： 细胞有生命的部分生物膜的流动性镶嵌模型一、生物膜的探索历程：（一）19世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的。（二）20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。（三）1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。（四）20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。（五）1959年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成。（六）1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有流动性。实验：采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细
5、胞做如图实验。上述实验现象可说明：细胞膜具有一定的流动性。（七）1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。二、生物膜流动镶嵌模型：（一）基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运动的。3、细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。糖蛋白的位置只有一个细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。（三）结构特点：流动性：1、原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。2
6、、表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。3、影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。4、流动性实例：（1）质壁分离和复原实验；（2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；（3）白细胞吞噬细菌；（4）胞吞与胞吐；（5）受精时细胞的融合过程；（6）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；（7）细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。（四）功能特点：选择透过性：1、表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K的吸收和对Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。2、原因：遗传性决定载体的种类和数量，从而也决
7、定了选择性。验证细胞膜的选择透过性的实验(红色玫瑰花瓣)第二节 细胞器细胞内的分工合作一、用差速离心法获取各种细胞器差速离心法及应用(1)差速离心法：通过交替使用低速和高速离心，用不同速度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。(2)应用：用于细胞器的分离用于DNA复制方式的探索实验。二、细胞器之间的分工1. 叶绿体亚显微结构模式图功能：（能量转换站）：光合作用的场所 2.线粒体亚显微结构模式图线粒体功能（动力车间）：有氧呼吸的主要场所（有氧呼吸第二（基质）、第三阶段（薄膜）有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中。叶绿体与线粒体的比较：（一）共性：1、均具有能量转换功能：叶绿体将光能ATP中活跃的
8、化学能有机物中稳定的化学能；线粒体则将有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能，为各项生命活动提供动力。2、均具有双层膜结构。3、均含有少量的DNA，具有自主遗传特性，参与细胞质遗传。4、均参与碳循环过程。5、均既消耗水又产生水。（二）差异性1、膜面积增大的方式不同线粒体: 内膜向内折叠形成嵴 叶绿体: 囊状结构堆叠形成基粒2、完成生理过程不同线粒体:有氧呼吸第二、三阶段 叶绿体:光合作用3. 形成的ATP用途线粒体产生的ATP - 用于除光合作用暗反应外的各项生命活动 叶绿体产生的ATP- 用于暗反应中C3的还原结构方面:3.内质网内质网是由单层膜围成的不规则网状结构可分为粗面内质网（附着大
9、量核糖体）和滑面内质网 功能 （合成车间）：单糖、脂质合成的场所；蛋白质加工的场所（增大了细胞的膜面积，膜上附着参与化学反应的酶。）4.核糖体： 成分 核糖体由RNA（rRNA）和蛋白质构成，不具有膜结构分类 附着核糖体：分泌蛋白（胰岛素、胰高血糖类）游离核糖体：组织蛋白（呼吸酶）功能：蛋白质合成的场所附着在内质网上的核糖体多肽链内质网 5.高尔基体（发送站）：与动物细胞分泌物（分泌蛋白）的形成有关 与植物细胞壁的形成有关（合成纤维素） 是蛋白质加工、转运、分类、包装的场所形成突触小泡（突触小泡中有神经递质）形成溶酶体6.溶酶体（消化车间）：内有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵
10、入细胞的病毒或病菌，靶细胞内的溶酶体酶被激活，会改变靶细胞内的渗透压，导致靶细胞裂解，释放抗原。7. 液泡单层膜构成的泡状结构，成熟植物细胞中含有一个占据细胞绝大部分体积的中央大液泡。液泡内有细胞液，内含无机盐、糖类、蛋白质、色素等。紫色洋葱鳞茎叶外表皮因含有紫色的色素而呈现紫色。可调节植物细胞内的环境；充盈的液泡还可使植物坚挺功能。8. 中心体分布动物细胞和低等植物细胞中由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成与细胞的有丝分裂有关3. 细胞器知识小结（1）.含有色素的细胞器：叶绿体【叶绿素、类胡萝卜素（都只溶于有机溶剂）】液泡【花青素（水溶性色素）】联系生活实际：秋天红叶(花青素) 绿叶(叶绿素
11、) 秋天黄叶(类胡萝卜素的颜色，叶绿素分解)（2）.与主动运输有关的细胞器：核糖体（合成载体）、线粒体（提供能量）（3）代谢过程中可产生水的细胞器：叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体（4）细胞器的膜双层膜结构：线粒体、叶绿体单层膜结构：内质网、高尔基体、液泡（色素、糖类、蛋白质类）、溶酶体无膜结构：核糖体、中心体（蛋白质）（5）细胞器与遗传变异1.含有DNA的细胞器：线粒体、叶绿体2.含有RNA的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体=rRNA+蛋白质3.能自我复制的细胞器：线粒体、叶绿体、中心体（间期复制）4.能发生碱基互补配对的细胞器：线粒体、叶绿体（半自主细胞器）、核糖体（6）细胞器与动植物分类1
12、.高等植物特有的细胞器（结构）：叶绿体、液泡（根尖分生区没有）、（细胞壁）2.高等动物细胞特有的细胞器：中心体（低等植物细胞也有）低等植物：衣藻、水绵等绿藻；褐藻（海带）；红藻（紫菜）注：黑藻是高等植物与分泌蛋白的合成、运输和分泌有关细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体实验五用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1实验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。(2)健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近于无色。（材料：口腔上皮细胞）2材料：新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶，口腔上皮细胞临时装3步骤步骤操作方法目的与作用（1）取材
13、新鲜的藓类的叶菠菜叶下表皮略带一些叶肉藓类叶为单层细胞下表皮容易撕取，要略带些叶肉（2）制片注意叶片不能太干了，保持有水的状态以免影响细胞活性（3）观察叶绿体呈椭圆形，可随细胞质的流动而流动。叶绿体在弱光下以最大面积（长轴）转向光源，在强光下以最小面积（短轴）转向光源。（1）取材漱口，口腔内侧壁上轻刮几下要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。（2）染色将口腔细胞放在健那绿液滴上（3）观察盖上盖玻片，显微镜下观察，线粒体被染成蓝绿色问题1为什么不用植物细胞来观察线粒体？植物线粒体相对较少，叶绿体颜色易掩盖线粒体被染成的蓝绿色。2如果观察发现染色不足，如何补色？在盖玻片一侧滴加健那绿液，另一侧用吸
14、水纸吸。细胞器之间的协调配合与生物膜系统一.细胞器之间的协调配合-分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌分泌蛋白概念：细胞内附着在内质网上的核糖体合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。包括：消化酶（如唾液淀粉酶）、抗体、一部分激素（胰岛素、胰高血糖素、生长激素）注意（甲状腺激素是氨基酸的衍生物，不是分泌蛋白，抗利尿激素是多肽）方法：同位素标记法：追踪物质的运行和变化规律（标记亮氨酸中的3H）生产过程：（内质网上的）核糖体合成分泌蛋白内质网对分泌蛋白进行初步加工高尔基体对分泌蛋白进行深加工和分选高尔基体包裹分泌蛋白以囊泡的形式与细胞膜融合将分泌蛋白分泌出去。各细胞器执行功能所需的能量主要由线粒体提供。分泌
15、蛋白知识小结：(1)研究方法：同位素标记法，但获取某细胞结构时采用差速离心法。(2)与分泌蛋白合成运输有关的细胞结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。而与分泌蛋白合成运输有关的细胞器不包括细胞膜。(3)运输的方向：核糖体内质网高尔基体细胞膜。(4)分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。(5)多肽是在核糖体上形成的，空间结构是在内质网上形成的，成熟蛋白质是在高尔基体中形成的。(6)真核细胞有内膜系统，原核细胞没有，具膜的细胞器(如线粒体)属于生物膜系统，原核生物的生物膜只有细胞膜。(7)内质网外连细胞膜，内连核膜，体现了内质网是细胞内分布最广
16、的细胞器，也体现了内质网的运输作用；内质网是细胞内生物膜系统的中心。二细胞的生物膜系统1.概念：细胞膜、核膜及各种细胞器膜共同组成生物膜系统。生物膜在结构上的联系（具有一定的连续性）(实线表示直接相连，虚线表示间接联系（通过囊泡联系）)生物膜在功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)，多种细胞器相互协调，共同完成生命活动。2、生物膜系统的功能细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外界环境进行物质交换、能量转换和信息传递的过程中起决定性作用、许多重要的化学反应都在生物膜上进行，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应而不互
17、相干扰，保证了细胞生命活动有序高效地进行 (经典高考题)如图表示用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是()。解析本题考查分泌蛋白的形成，正确理解细胞各结构的分工合作，熟悉分泌蛋白的形成过程及转移过程是解题的关键。3H亮氨酸首先在附着在内质网上的核糖体上合成蛋白质，经内质网初步加工后，再转移到高尔基体中，最后形成分泌小泡与细胞膜融合后排出细胞。所以放射性颗粒数依次增加的顺序为附有核糖体的内质网高尔基体分泌小泡。答案C有关同位素标记法的实例归纳及应用 第三节 细胞核的结构功能一.细胞核的结构 核膜:双层膜,有核孔,有多种酶
18、核孔:是大分子物质(如mRNA、蛋白质)进出细胞核的通道，核孔越多，代谢越旺盛（口腔上皮细胞很少）（注意：DNA不能通过核孔进入细胞质） 核仁：与某种RNA（rRNA）的合成及核糖体的形成有关 染色质=染色体=DNA+蛋白质 （间期） （分裂期） 染色质呈酸性,碱性染料：龙胆紫染液，醋酸洋红染液，改良苯酚品红染液 染色质与染色体名称项目染色质染色体同种物质成分相同主要成分是蛋白质和DNA特性相同易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色功能相同遗传物质的主要载体不同时期分裂间期分裂期不同形态细长的丝状圆柱状或杆状相互转化染色质 染色体 (间期、末期) (前期、中期、后期)小结：核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然是具有选择性的，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。二. 细胞核的功能：是遗传信息库，细胞代谢和遗传的控制中心遗传信息：DNA上脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序三.细胞壁 1.成分：纤维素和果胶（高尔基体、线粒体）2.去细胞壁方法：酶解法（纤维素酶，果胶酶）3.功能：支持、保护，不是细胞的边界