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 50% 磷脂為主、膽固醇 磷脂雙分子層是細胞膜的骨架 蛋白質 40% 載體蛋白、通道蛋白 細胞膜功能的體現者，蛋白質種類和數量越多，細胞膜功能越復雜 糖類 2%—10% +蛋白質=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系 +脂質=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，容易在體內分散和轉移。有的產生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物質。 2、 細胞膜的功能 1、將細胞與外界環(huán)境分隔開：保證細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定 2、控制物質進出細胞: 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，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細胞間物質轉運和信息交流。 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 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部結構的前提下出去細胞壁） 原核生物：肽聚糖 細菌：幾丁質 細胞器—系統內的分工合作 ※基礎知識 一、細胞質 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、 細胞質基質 1、定義：細胞質中除細胞器以外的液體部分 2、功能：①細胞質基質中有多種酶，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 與周圍的細胞質基質分開 內膜 向內折疊成嵴 （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 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：內膜折疊成嵴 葉綠體：基粒中的光合片層結構 線粒體的數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：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合成系

9、統，能合成一部分自己需要的蛋白質； ③內外膜結構，成分差異大，外膜與細胞內膜相似，內膜與細菌質膜相似； ④與細菌一樣能用二分裂繁殖。 （2） 單層膜 1、內質網 ①分布：動植物細胞 ②結構：單層膜連接而成的網狀結構 特點 功能 粗面型內質網 有核糖體附著 蛋白質的合成、加工和運輸 滑面型內質網 沒有核糖體附著 糖類、脂質和激素的合成 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） 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） ②結構：單層膜（液泡膜），內含細胞液（細胞液中含有色素、無機鹽、糖類、蛋白質等） ③功能：調節(jié)植物細胞的內環(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，內含多種水解酶（附著型內質網合成） 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； ④功能：蛋白質合成的場所——“生產蛋白質的機器”。 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：蛋白質纖維構成的網架結構（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基質中。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藍綠色，而細胞質接近無色。線粒體可在健那綠染液中維持活性數小時，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 蛋白質穿膜層數：0 體現了細胞膜的流動性 交通樞紐：高爾基體 5、 細胞的生物膜系統 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。 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。 2、 作用：①提供相對穩(wěn)定的內部環(huán)境 ②在物質運輸、能量轉換、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化 細胞核—系統的控制中心 ※基礎知識 1、 細胞核的功能 實驗內容 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遺傳物質儲存、復制、轉錄場所 （細胞代謝的主要場所：細胞質） 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，有些部位與內質網相連，內膜光滑無核糖體 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：將核內物質與細胞質分隔開，具有選擇透過性，控制小分子物質的進出。 染色質 ①由DNA和蛋白質組成，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，所以，染色體和染色質是同種物質在不同時期的兩種存在狀態(tài)。 ③功能：遺傳物質的主要載體 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蛋白質合成比較旺盛的細胞，核仁體積相對較大 核孔 ①功能：實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流 ②代謝比較旺盛的細胞，核孔比較多 ③RNA和某些蛋白質等生物大分子運輸的通道，但遺傳物質DNA不能通過，只能在細胞核內進行復制和貯存 代謝越旺盛的細胞，核孔的數目越多，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 ②RNA

18、可以通過核孔進入細胞質 ③DNA聚合酶等蛋白質可以通過核孔進入細胞核 3、 細胞質與細胞核 1、 無核的細胞質不能長期生存，因為細胞核對細胞質起到調節(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，含細胞質少的精子壽命也很短）。 2、細胞核也不能脫離細胞質而獨立生存，因為細胞質為細胞核提供營養(yǎng)物質和能量 3、細胞核與細胞質是相互依存、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： 數學模型 指用來描述一個系統或它的性質的數學形式 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 減數分裂中染色體變化的模型、血糖調節(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和能量的變化的解釋 - 27 -