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1、第第3 3章章 细胞的基本结构细胞的基本结构第第1节细胞膜节细胞膜系统的边界系统的边界第第2节细胞器节细胞器系统内的分工合作系统内的分工合作第第3节细胞核节细胞核系统的控制中心系统的控制中心细胞的显微结构与亚显微结构细胞的显微结构与亚显微结构人眼人眼分辨率：分辨率：0.1mm0.1mm（10105 5nm,100um)nm,100um)显微镜显微镜分辨率：分辨率：200nm,200nm,放大几十倍、放大几十倍、几百倍、一千倍。几百倍、一千倍。电子显微镜电子显微镜分辨率：分辨率：0.2nm0.2nm，可以放大，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍几千倍、几万倍，甚至几十万倍细胞的显微结构与亚显微
2、结构细胞的显微结构与亚显微结构用光学显微镜观察到用光学显微镜观察到的细胞内部构造的细胞内部构造,称为称为细胞的显微结构。细胞的显微结构。光学显微镜的分辨率光学显微镜的分辨率不超过不超过200nm,200nm,有效有效放大倍数一般不超过放大倍数一般不超过12001200倍。倍。细胞的显微结构与亚显微结构细胞的显微结构与亚显微结构在电子显微镜下观察到在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微的细胞结构称为亚显微结构。结构。电子显微镜的分辨率：电子显微镜的分辨率：0.2nm0.2nm，可以放大几，可以放大几千倍、几万倍，甚至几千倍、几万倍，甚至几十万倍十万倍细胞质细胞质:是均匀透明的胶状物质是均匀透明
3、的胶状物质,能不断流动。能不断流动。细胞膜以内细胞膜以内,细胞核以外的原生质细胞核以外的原生质二二.细胞质的结构和功能细胞质的结构和功能细胞质细胞质基基 质质成分成分:功能功能:是活细胞进行新陈代谢的主要场所是活细胞进行新陈代谢的主要场所为新陈代谢提供所需的物质和一定的环为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件境条件,如提供如提供ATPATP、核苷酸、氨基酸等、核苷酸、氨基酸等.细胞器细胞器水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等核苷酸等,还有很多种酶还有很多种酶线粒体线粒体内质网内质网核糖体核糖体高尔基体高尔基体液泡液泡叶绿体叶绿体中心体中心体线粒体线粒体
4、线粒体“动力工厂动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）（有氧呼吸的主要场所）有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞有研究表明，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？中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？外膜外膜内膜内膜嵴嵴外膜、内膜、嵴、基质（含少量外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）形状形状:功能：功能：椭球形椭球形，粒状或棒状，粒状或棒状结构结构:有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所思思考考叶绿体叶绿体叶绿体“养料制造工厂养料制造工厂”和和“能量转换站能量转换站”叶绿体存在于哪些细胞中？叶绿体存在于哪些细胞中？结构：结构：形状形状:功能：功能：扁平的扁平
5、的椭球形椭球形或球形或球形外膜、内膜、基粒、基质（含少量外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）光合作用的场所光合作用的场所思思考考线粒体线粒体叶绿体叶绿体分布分布形态形态结结构构双双层层膜膜外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质功能功能光合作用的场所光合作用的场所有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所都含有少量的都含有少量的DNADNA和和RNARNA（都能半自主复制）都能半自主复制）含与暗反应有关的酶含与暗反应有关的酶含与有氧呼吸有关酶含与有氧呼吸有关酶片片层层膜膜堆堆叠叠成成圆圆柱柱形形，含含色色素和与光反应有关的酶。素和与光反应有关的酶。是一层光滑的膜是一层光滑的膜向内折
6、叠形成嵴向内折叠形成嵴与周围的细胞质基质分开与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形椭球形椭球形主要存在于植物的叶肉细胞主要存在于植物的叶肉细胞动植物细胞中动植物细胞中线粒体和叶绿体比较表线粒体和叶绿体比较表内质网分布：分布：类型类型粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质运输通道粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质运输通道滑面型内质网：糖类和脂类合成滑面型内质网：糖类和脂类合成形态结构：形态结构：内质网内质网-蛋白质合成和加工，脂质合成蛋白质合成和加工，脂质合成绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。近较多，并与核膜有一
7、定的联系。由单层膜结构连接而成的网状物由单层膜结构连接而成的网状物核糖体核糖体蛋白质的蛋白质的“装配车间装配车间”核糖体存存 在：在：形态结构：形态结构：主要功能：主要功能：附着在内质网上或游离在细胞质基质中附着在内质网上或游离在细胞质基质中椭球形的粒状小体，无膜结构椭球形的粒状小体，无膜结构细胞内合成蛋白质的场所细胞内合成蛋白质的场所高尔基体存在部位：存在部位：动植物细胞中动植物细胞中细胞核附近细胞核附近形态结构：形态结构：扁平囊状结构，有大小囊泡扁平囊状结构，有大小囊泡主要功能：主要功能：与细胞分泌物的形成有关与细胞分泌物的形成有关对蛋白质有加工和转运功能对蛋白质有加工和转运功能植物细胞分
8、裂时与细胞壁的形成有关植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关高尔基体高尔基体蛋白质的蛋白质的“加工工厂加工工厂”中心体中心体（由两个垂直排列的中心粒组成）中心体（由两个垂直排列的中心粒组成）功能：功能：动物细胞内和低等的植物细胞中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。与细胞有丝分裂有关，形成纺锤体。分布：分布：结构：结构：中心体动动物物细细胞胞有有丝丝分分裂裂液泡与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关。关，与花、果等颜色有关。存存 在：在：形态结构：形态结构：主要功能：主要功能：植物细胞植物细胞泡状结构；表面有单层膜，内有细胞液泡
9、状结构；表面有单层膜，内有细胞液调节细胞内环境调节细胞内环境问：植物细胞都有液泡吗？问：植物细胞都有液泡吗？液泡植物细胞液泡内的水状液体，是细胞代谢作用的产物，其中溶解着有机酸、生物碱、糖类、蛋有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、盐类和色素（花青素）白质、盐类和色素（花青素）等。等。植物的花、叶、果实的颜色，除绿色之外，大多由此产生。由于细胞液中含有很多溶解物质，因而具有较高的渗透压渗透压，可以维持一定膨压。细胞液中常含有特殊气味的物质，起到杀菌和防腐作用。细胞液也是药用和工业用物质的来源，如毛地黄的强心苷，茶叶的鞣质，治疗疟疾的奎宁碱和常山碱，镇痛止咳的吗啡，治疗哮喘的麻黄碱等。溶酶体形态：是一种
10、单层膜的囊状小泡形态：是一种单层膜的囊状小泡特点：含有多种水解酶特点：含有多种水解酶功能：分解衰老损伤的细胞器功能：分解衰老损伤的细胞器杀死入侵的病毒和病菌杀死入侵的病毒和病菌溶酶体：溶酶体：“消化车间消化车间”细胞骨架培养的上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）细胞骨架细胞骨架 细胞骨架（cytoskeleton）是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。发现较晚，主要是因为一般电镜制样采用低温（0-4）固定，而细胞骨架会在低温下解聚。直到20世纪60年代后，采用戊二醛常温固定，才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参
11、与许多重要的生命活动，如：在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离，在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运；在肌肉细胞中，细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统；在白细胞的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。另外，在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。细胞骨架由微丝、微管和中间纤维构成。微丝确定细胞表面特征，使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器的位置和作为膜泡运输的导轨。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。总总 结结-识图说出各结构的名识图说出各结构的名称和主要功能称和主要功能形形 态态膜结构膜结构功功 能能内质网内质网单层膜单层膜核糖体核糖体无膜结无膜
12、结构构高尔基高尔基体体单层膜单层膜中心体中心体无膜结无膜结构构液液 泡泡单层膜单层膜网状结构，与细胞膜网状结构，与细胞膜和核膜相连通和核膜相连通和蛋白质、脂类、糖类和蛋白质、脂类、糖类合成有关；蛋白质流通合成有关；蛋白质流通的通道；的通道；椭球形，有的游离在细椭球形，有的游离在细胞质基质中，有的附在胞质基质中，有的附在核膜和内质网上；核膜和内质网上；合成蛋白质合成蛋白质与动物细胞的有丝分裂与动物细胞的有丝分裂有关有关调节细胞内环境；储存调节细胞内环境；储存物质；保持细胞的渗透物质；保持细胞的渗透压，维持细胞形态压，维持细胞形态由单层膜组成的扁平由单层膜组成的扁平囊状组合结构囊状组合结构两个互相
13、垂直的中两个互相垂直的中心粒组成心粒组成内有细胞液内有细胞液动物：分泌动物：分泌植物：细胞壁的形成植物：细胞壁的形成总总 结结n n哪些是动物细胞具有的，哪些是植物细胞才具有的哪些是动物细胞具有的，哪些是植物细胞才具有的？n n具有双层膜结构的细胞器具有双层膜结构的细胞器n n具有单层膜的细胞器？具有单层膜的细胞器？n n不具膜结构的细胞器是不具膜结构的细胞器是n n与能量的转换有关的细胞器与能量的转换有关的细胞器n n与蛋白质合成有关的细胞器与蛋白质合成有关的细胞器线粒体与叶绿体线粒体与叶绿体内质网，高尔基体，内质网，高尔基体，液泡、溶酶体液泡、溶酶体中心体，核糖体中心体，核糖体线粒体与叶绿
14、体线粒体与叶绿体核糖体、内质网、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体高尔基体、线粒体讨论讨论科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3 3H H标记的亮标记的亮氨酸，氨酸，3min3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中，糖体的内质网中，17min17min后，出现在高尔基体中，后，出现在高尔基体中，117min117min后，出现在细胞膜内的小后，出现在细胞膜内的小 泡及细胞泡及细胞外的分泌物中。外的分泌物中。a a 蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程高尔基体高尔基体d d 蛋白质的合成有关的细胞器蛋白质的合成有关的细胞器核糖体
15、核糖体在内质网在内质网高尔基体高尔基体核糖体核糖体 内质网内质网线粒体线粒体豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过程图解程图解核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜细胞外细胞外 细胞的生物膜系统：细胞的生物膜系统：n n具有双层膜结构的细胞器具有双层膜结构的细胞器具有双层膜结构的细胞器具有双层膜结构的细胞器线粒体与叶绿线粒体与叶绿线粒体与叶绿线粒体与叶绿体体体体n n具有单层膜的细胞器？具有单层膜的细胞器？具有单层膜的细胞器？具有单层膜的细胞器？内质网，高尔基内质网，高尔基内质网，高尔基内质网，高尔基体，液泡、溶酶体体，液泡、溶酶体体，液泡、溶酶体体，液泡、溶酶
16、体细胞生物膜系统细胞生物膜系统是指由细胞膜、核膜以及是指由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等围绕而成的细胞内质网、高尔基体、线粒体等围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。细胞的生物膜系统：细胞的生物膜系统：内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的核糖体，内质网与之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的核糖体，内质网与核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的细胞中，还可以看到内质网膜
17、与细胞膜相连。内质网膜与线细胞中，还可以看到内质网膜与细胞膜相连。内质网膜与线粒体膜之间也存在一定的联系。线粒体是内质网执行功能时粒体膜之间也存在一定的联系。线粒体是内质网执行功能时所需能量的直接所需能量的直接“供应站供应站”，在合成旺盛的细胞里，内质网，在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体的外膜相连。的外膜相连。细胞的生物膜系统：细胞的生物膜系统：内质网内质网直接联系直接联系细胞膜细胞膜核膜核膜线粒体膜线粒体膜间接联系间接联系高尔基体高尔基体出芽出芽小泡小泡突起突起小泡小泡生物膜的化学组成生物膜的化
18、学组成细胞内的各种生物膜不仅在结构上相互联系，它们的化学组成也大致相同。生物膜生物膜蛋白蛋白质质（质质量分量分数数 /%/%）脂脂类类（质质量分量分数数/%/%）糖糖类类（质质量分数量分数/%/%）人人红细红细胞膜胞膜494943438 8大鼠肝大鼠肝细细胞核膜胞核膜595935352.92.9内内质质网膜网膜67673333含量很少含量很少线线粒体外膜粒体外膜52524848含量很少含量很少线线粒体内膜粒体内膜76762424含量很少含量很少细胞器间的协调配合：细胞器间的协调配合：合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图在核糖体上合成的分泌蛋白，为什在核糖
19、体上合成的分泌蛋白，为什么要经过内质网和高尔基体，而不是么要经过内质网和高尔基体，而不是直接运输到细胞膜呢？进一步的研究直接运输到细胞膜呢？进一步的研究表明，在核糖体上翻译出的蛋白质，表明，在核糖体上翻译出的蛋白质，进入内质网腔后，还要经过一些加工，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进把蛋白质输送到高尔基体腔内，
20、做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。把蛋白质释放到细胞外。由此可见，细胞内由此可见，细胞内的各种生物膜不但在结的各种生物膜不但在结构上互相连系，在功能构上互相连系，在功能上也是既有分工又相互上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。的结构与功能的基础。细胞器间的协调配合：细胞器间的协调配合：合成
21、的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图细胞的生物膜系统在生命活动中的作用：细胞的生物膜系统在生命活动中的作用：不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细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。程中起着决定性的作用。细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细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。种化学反
22、应的顺利进行创造了有利条件。细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如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、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。有序地进行。膜结构膜结构分分 布布其其 它它主要功能主要功能叶绿体叶绿体线粒体线粒体内质网内质网核糖体核糖体高尔基体高尔基体中心体中心体液泡液泡溶酶体溶酶体细胞器的比较双层膜双层膜双层膜双层膜无膜结构无膜结构无膜结构无膜结构单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜单层膜植物细胞
23、植物细胞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动物和低等植物细胞植物细胞光合作用的场所光合作用的场所有氧呼吸主要场所有氧呼吸主要场所有机物合成的车间有机物合成的车间加工和运输的通道加工和运输的通道蛋白质合成的场所蛋白质合成的场所参与细胞分泌参与细胞分泌参与细胞有丝分裂参与细胞有丝分裂水和养料的仓库水和养料的仓库维持细胞形态维持细胞形态水解酶的仓库水解酶的仓库基粒、基质、酶基粒、基质、酶色素、色素、DNA嵴、基质、嵴、基质、酶、酶、DAN色素、糖类色素、糖类无机盐等无机盐等课堂反馈课堂反馈1 1、细胞质基质、
24、线粒体基质和叶绿体基质的、细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的A A 功能及所含有机化合物都相同功能及所含有机化合物都相同B B 功能及所含有机化合物都不同功能及所含有机化合物都不同C C 功能相同，所含有机化合物不同功能相同，所含有机化合物不同D D 功能不同，所含有机化合物相同功能不同，所含有机化合物相同2 2、水稻根细胞中，含有少量、水稻根细胞中，含有少量DNADNA，并与能量转换有密，并与能量转换有密切关系的细胞器是切关系的细胞器是A A 叶绿体和线粒体叶绿体和线粒体 B B 线粒体线粒体C C 叶绿体叶绿体 D D 核糖体核糖体2 2、德国科学家华乐柏在研究线粒体时，统计了某种动、德
25、国科学家华乐柏在研究线粒体时，统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如下表，分析回答下列问题：物部分细胞中线粒体数量如下表，分析回答下列问题：常态常态肝细胞肝细胞肾皮质肾皮质细胞细胞平滑平滑肌细胞肌细胞心肌心肌细胞细胞动物冬眠状态动物冬眠状态肝细胞肝细胞9509504004002602601250012500135013501 1、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为 2 2、冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多是因为、冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多是因为 3 3、从表中数据可以看出，线粒体的多少与什么有关、从表中数据可以看出，线粒体的多少与什么有关?心肌运动量大，不停地收缩，需能量多心肌运动量大，不停地收缩，需能量多冬眠时，动物维持生命活动的能量主要靠肝脏冬眠时，动物维持生命活动的能量主要靠肝脏肝脏代谢加强，需能量多。肝脏代谢加强，需能量多。细胞新陈代谢的强弱细胞新陈代谢的强弱3、叶绿体的外膜内膜颜色为、叶绿体的外膜内膜颜色为 ，色素分，色素分布在布在 ，酶分布在，酶分布在 和和 。无色透明无色透明基粒基粒基粒基粒基质基质4 4、玉米叶肉细胞与人的肌肉细胞中共有的细胞、玉米叶肉细胞与人的肌肉细胞中共有的细胞器是器是线粒体、线粒体、内质网、内质网、高尔基体、高尔基体、核糖体等核糖体等