细胞与细胞工程

1、1细胞与细胞工程细胞与细胞工程2复习目标复习目标: : 1、识记组成生物体的元素种类及其作用；、识记组成生物体的元素种类及其作用； 2、理解生物界与非生物界的统一性和差异性、理解生物界与非生物界的统一性和差异性 3、掌握组成生物体的水和无机盐的存在形式和、掌握组成生物体的水和无机盐的存在形式和生理功能生理功能 4、掌握糖类、脂质、蛋白质、核酸这几种化合、掌握糖类、脂质、蛋白质、核酸这几种化合物的元素组成、种类、基本结构及生理功能物的元素组成、种类、基本结构及生理功能 5、理解组成生物体的化学元素和化合物是生命、理解组成生物体的化学元素和化合物是生命活动的物质基础，各种化合物只有按照一定的方式有

2、活动的物质基础，各种化合物只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象 6、掌握细胞膜的分子结构（流动性）及主要功、掌握细胞膜的分子结构（流动性）及主要功能能 7、细理解胞质基质内含有的物质和细胞质基质、细理解胞质基质内含有的物质和细胞质基质的主要功能的主要功能3 8、掌握线粒体和叶绿体的分布、结构及生理、掌握线粒体和叶绿体的分布、结构及生理功能功能 9、掌握内质网、核糖体、高尔基体、中心体、掌握内质网、核糖体、高尔基体、中心体、液泡这几种细胞器的分布、结构、成分（组成）液泡这几种细胞器的分布、结构、成分（组成）及主要功能及主

3、要功能 10、掌握真核细胞细胞核的结构和主要功能、掌握真核细胞细胞核的结构和主要功能 11、识记原核细胞的基本结构、识记原核细胞的基本结构 12、理解细胞的全能性、理解细胞的全能性 13、了解植物细胞工程的主要技术、了解植物细胞工程的主要技术植物组植物组织培养和植物体细胞杂交织培养和植物体细胞杂交 14、了解动物细胞工程的主要技术、了解动物细胞工程的主要技术动物细动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备技术胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备技术 4知识要点网络知识要点网络:细胞和细胞工程细胞和细胞工程生命的物质基础生命的物质基础生命的基本单生命的基本单位位细胞细胞细胞工程细胞工程组成生

4、物体的化学元素组成生物体的化学元素组成生物体的化合物组成生物体的化合物真核细胞真核细胞原核细胞原核细胞细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核细胞核植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程5重点知识讲解重点知识讲解:一、生命的物质基础一、生命的物质基础种类：常见的主要有种类：常见的主要有 多种多种大量元素：大量元素： （占（占 以上）以上）微量元素：含量少（微量元素：含量少（ ）1.组组成成生生物物体体的的化化学学元元素素 含量含量:作用作用:生物界与非生生物界与非生物界的关系物界的关系1、组成生物体，、组成生物体， 为最基本元素为最基本元素 为基为基 本元素，本元素，

5、为主要元素为主要元素 2、组成化合物，是生命活动的物质基础、组成化合物，是生命活动的物质基础3、影响生命活动、影响生命活动统一性：统一性： .差异性：差异性： .20CHONPSKCaMg 1/1000FeMnBZnCuMoClNi CCHONCHONPS 无特殊元素无特殊元素 含量差别很大含量差别很大 62.组组成成生生物物体体的的化化合合物物 水水 无机盐无机盐 糖类糖类 脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸含量含量 元素组成元素组成 结构结构 主要功能主要功能(常见种类常见种类) (存在形式存在形式) 7 最多，不同生物、不同器官组织、不同最多，不同生物、不同器官组织、不同 细胞、不同时期含量细

6、胞、不同时期含量 .各不相同各不相同 ：以游离的形式存在，能自由流动：以游离的形式存在，能自由流动 ：与细胞内的其他物质相结合（大：与细胞内的其他物质相结合（大 约占全部水的约占全部水的4.5%） 自由水自由水结合水结合水 是细胞结构的组成成分是细胞结构的组成成分, 自由水是细胞内的自由水是细胞内的 ,直接参与直接参与 一些代谢过程、运输等。一些代谢过程、运输等。 结合水结合水良好溶剂良好溶剂8含量：含量：1%1.5% 存在形式：大多以存在形式：大多以 形式存在于细形式存在于细 胞中，如胞中，如Na+、K+、Cl等等 离子离子 某些复杂化合物的重要组成成分某些复杂化合物的重要组成成分 维持生物

7、体的生命活动维持生物体的生命活动 维持维持 平衡和平衡和 。 酸碱酸碱渗透压渗透压9常见种类：常见种类：单糖、双糖和多糖单糖、双糖和多糖 单 葡萄糖和果糖都是六碳糖 糖 核糖脱氧核糖是五碳糖 最重要的双糖是蔗糖、麦芽糖、乳糖 最重要的多糖是淀粉、纤维素和糖元 糖类是由糖类是由C、H、O三种化学元素组成三种化学元素组成 生理功能：生理功能：是细胞的主要能源物质，是细胞的主要能源物质， 也是构成生物体的重要成分。也是构成生物体的重要成分。 10种类种类主要功能主要功能脂类主要由脂类主要由C、H、O三种化学元素组成三种化学元素组成 很多种脂类物质还含有很多种脂类物质还含有N和和P等元素等元素 脂肪：

8、脂肪：类脂：类脂：固醇：固醇： 生命体内储存能量的物质，还有减少身体热量散失，维持体温恒定，减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用 磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器的膜结构的重要组成成分的 维持正常的新陈代谢和生殖过程11细胞中的含量只比水少，大约占细胞中的含量只比水少，大约占干重的干重的50以上以上 主要由主要由C、H、O、N四种化学元素组成四种化学元素组成 很多重要的蛋白质还含有很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素，两种元素， 有时也含微量的有时也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。等元素。 构成：氨基酸分子构成：氨基酸分子 多肽链多肽链 蛋白质蛋白质 特点：具有多样

9、性（原因：特点：具有多样性（原因： ） 组成每种蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽键的空间结构千差万别 12构成细胞和生物体的重要物质构成细胞和生物体的重要物质 催化作用（如参与生物体各种生命活动的酶）催化作用（如参与生物体各种生命活动的酶） 运输作用（血红蛋白是运输氧的蛋白质）运输作用（血红蛋白是运输氧的蛋白质） 调节作用（如胰岛素调节作用（如胰岛素 ） 免疫作用（如抗体）免疫作用（如抗体） 13脱氧核糖核酸简称脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中；，主要存在于细胞核中； 核糖核酸简称核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中，主要存在于细胞质中

10、 由由C、H、O、N、P等化学元素组成等化学元素组成 核酸的基本组成单位是核苷酸（核酸的基本组成单位是核苷酸（一个核苷酸是由 一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸 组成的 ），每个核酸分子是由几百个到几千个核），每个核酸分子是由几百个到几千个核 苷酸互相连接而成的长链苷酸互相连接而成的长链 核酸是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传核酸是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传 性、变异性和蛋白质的生物合成有极重要的作用。性、变异性和蛋白质的生物合成有极重要的作用。 14二、生命的结构基础二、生命的结构基础细胞细胞(一)细胞壁15(二)细胞膜161、细胞膜的化学成分：细胞膜的化学成分：磷磷脂

11、脂蛋蛋白白质质172、细胞膜的结构：、细胞膜的结构：糖被糖被: :蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白：有保护和润滑有保护和润滑 细胞膜表面的识别细胞膜表面的识别18具有一定的流动性保护、控制物质进出3、细胞膜的结构特点：、细胞膜的结构特点：4、细胞膜的功能：、细胞膜的功能：195、物质通过膜的方式：、物质通过膜的方式：1.1.自由扩散自由扩散3.3.内吞作用和外排作用：内吞作用和外排作用：高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度能量能量载体载体2.2.主动运输主动运输206、选择透过性膜的特点：、选择透过性膜的特点：1.1.水分子可以自由通过；水分子可以自由通过；

12、2.2.细胞要选择吸收的离子和小分子细胞要选择吸收的离子和小分子 也可以通过；也可以通过；3.3.其他的离子、小分子和大分子不其他的离子、小分子和大分子不 能通过。能通过。21（三）（三） 细胞质细胞质基基 质：质：细胞器：细胞器：细胞质内呈液态的部分细胞质内呈液态的部分线线 粒粒 体体质质 体体内内 质质 网网核核 糖糖 体体高尔基体高尔基体中中 心心 体体液液 泡泡22A. 线线 粒粒 体体1.分布分布:动、植物细胞中动、植物细胞中2.结构结构外膜外膜内膜内膜嵴嵴基质基质232.结构结构外膜：平外膜：平 滑滑内膜：向内折叠形成嵴内膜：向内折叠形成嵴基质：内膜内液态部分基质：内膜内液态部分3

13、.酶的分布（与有氧呼吸有关的酶）：酶的分布（与有氧呼吸有关的酶）：内膜、基质内膜、基质 4.功能：功能： 有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所 （ 动力工厂动力工厂 ）24B. B. 质质 体体1.分布：植物细胞分布：植物细胞2.种类种类白色体：白色体：有色体：有色体：叶绿体叶绿体无无 色色 素素类胡萝卜素类胡萝卜素叶叶 绿绿 素素类胡萝卜素类胡萝卜素253.叶绿体：叶绿体：（1）分布：叶肉细胞）分布：叶肉细胞（2）结构）结构外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒（片层结构薄膜）（片层结构薄膜）色素色素酶酶（3）功能：光合作用的场所）功能：光合作用的场所26C.内质网内质网1.分布：动、植物细胞分布

14、：动、植物细胞3.功能：核糖体的支架功能：核糖体的支架 蛋白质的运输通道蛋白质的运输通道2.种类：粗面内质网种类：粗面内质网 滑面内质网滑面内质网27D.核糖体核糖体1.分分 布：动、植物细胞布：动、植物细胞2.存在部位存在部位附着在粗面内质网上附着在粗面内质网上游离在细胞质基质中游离在细胞质基质中3.功功 能：合成蛋白质的场所能：合成蛋白质的场所28E. 高尔基体高尔基体2.功能功能植物：与植物：与 细细 胞胞 壁壁 形形 成成 有有 关关1.分布分布: 动、植物细胞中动、植物细胞中动物动物:与分泌物的形成有关与分泌物的形成有关29微微管管F.中中 心心 体体1.分布：分布：动物、低等植物细

15、胞中动物、低等植物细胞中2.结构：结构：由两个互相垂直排列的由两个互相垂直排列的中心粒构成中心粒构成3.功能：与细胞的有丝分裂有关功能：与细胞的有丝分裂有关30G.液泡液泡1.分布：植物细胞分布：植物细胞2.结构结构表表 膜膜细胞液：细胞液：内含酸、碱、盐、内含酸、碱、盐、糖、蛋白质、色素糖、蛋白质、色素3.功能：功能： 使植物呈现绿色以外的颜色使植物呈现绿色以外的颜色 调节渗透压大小调节渗透压大小,维持细胞形态维持细胞形态31（四）细胞核（四）细胞核1.结构结构核核 膜膜核核 仁仁核核 液液染色质染色质(核孔核孔)大分子物质大分子物质的运输通道的运输通道与核糖体形成有关与核糖体形成有关 与染

16、色体是细胞内的同种与染色体是细胞内的同种物质在细胞分裂不同时期的两种不同形态物质在细胞分裂不同时期的两种不同形态2.功能功能:是遗传物质复制和贮存的场所是遗传物质复制和贮存的场所32细胞核的结构模式图染染色色质质核核孔孔核核仁仁核核膜膜33(2).特特 性性染色质染色质(1).组成成分组成成分DNA 蛋白质蛋白质(3).形形 态态(4).存在时期存在时期染色体染色体染色质、染色体的比较染色质、染色体的比较同染色质同染色质易被碱性染料染成深色易被碱性染料染成深色同染色质同染色质交交 织织 成成 网网 的的 细细 丝丝棒状小体棒状小体分分 裂裂 间间 期期分分 裂裂 期期34比较项目比较项目原核细

17、胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞大小细胞大小细胞核细胞核原 核 细 胞和真核细胞的区别： 较小较小（110微米）微米） 较大较大（10100微米）微米）没有成形的细胞核，没有成形的细胞核，无核膜，无核仁。无核膜，无核仁。核物质集中在核区。核物质集中在核区。有成型的细胞核，有成型的细胞核，有核膜、有核仁有核膜、有核仁35三、细胞工程三、细胞工程(一)植物细胞工程概念： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 原因： 都源于受精卵，每个细胞都包含该物种特有的全套遗传物质 高低： 受精卵最高，其次是生殖细胞，再其次是体细胞 表现： 体内细胞不表现全能性 脱离母体的细胞在一定条件下表现全能性 36

18、理论基础理论基础: 植物细胞的全能性植物细胞的全能性过程：离体的植物器官、组织或细胞过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织愈伤组织 根、芽（胚壮体）根、芽（胚壮体） 植物体植物体 应用：应用：快速繁殖，培育无病毒植物等37概念：概念： 用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，再通过组织培养获得杂种植株 过程：过程： 细胞A 原生质体A 细胞B 原生质体B杂种细胞杂种细胞 愈伤组织愈伤组织 杂种植株杂种植株 实例：实例： “番茄马铃薯番茄马铃薯”杂种植株杂种植株 重要意义：重要意义： 克服远源杂交不亲和的障碍克服远源杂交不亲和的障碍 38原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B再

19、生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织再生细胞壁再生细胞壁细胞分裂细胞分裂39(二)动物细胞工程取材：取材：动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织应用应用 大规模生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、大规模生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、 干扰素、单克隆抗体等干扰素、单克隆抗体等医学上用于自体细胞的扩增、移植，如烧伤医学上用于自体细胞的扩增、移植，如烧伤 病人的皮肤移植病人的皮肤移植 培养动物细胞检测有毒物质培养动物细胞检测有毒物质过程：原代培养过程：原代培养 传代培养传代培养 形成细胞系形成细胞系40融合因素：灭活的仙台病毒、新城鸡瘟融合因素：灭活

20、的仙台病毒、新城鸡瘟 病毒等；聚乙二醇病毒等；聚乙二醇实例：人一鼠，人一兔、鼠一兔等实例：人一鼠，人一兔、鼠一兔等 应用：主要用于应用：主要用于制备单克隆抗体制备单克隆抗体41概念：概念： 由单个由单个B细胞克隆形成的细胞群产生化学细胞克隆形成的细胞群产生化学 性质单一、特异性强的抗体性质单一、特异性强的抗体 制备制备: B淋巴细跑 骨髓瘤细胞继续培养（体外培养液、小鼠腹水中）单克隆抗体单克隆抗体 应用应用: 用于疾病的诊断、治疗和预防，因其特异性强、灵敏度高，与常规抗体相比，优势明显424.哺乳动物的胚胎移植哺乳动物的胚胎移植 过程：用激素促进母畜超数排卵母畜子宫内 体外受精培养早期胚胎生出

21、小动物 实例：试管牛的培育43典型例题讲解典型例题讲解: 1、胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个 -SH 连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，请回答： (1)氨基酸的结构通式可表示为 。 (2)这51个氨基酸是在细胞中的 上形成多肽的。 (3)胰岛素分子中含有肽健 个，肽键可表示为 。 (4)从理论上分析，胰岛素分子至少有 个氨基 (5)这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了 。 (6)人体中胰岛索的含量过低，会导致相应的病症，其治疗办法不能口服胰岛素，只能注射，原因是 。 44 答

22、案：答案：(1)NH2 CH COOH (2)核糖体(3)NHCO (4)2 2 (5)888 (6)口服胰岛素被消化道中的蛋白酶消化而失效452、下图为人体细胞示意图，请据图回答： (1)此图中能发生碱基互补配对的细胞器是_(填序号)，不符合孟德尔遗传规律的遗传物质存在于_（填标号）中。 (2)若这是效应B细胞，则它最终来自于骨髓内的_,它的主要功能是合成_。若这是T细胞，则它的成熟场所是_. (3)若这是一个被SARS病毒攻击的人体细胞，SARS病毒和HTV一样，遗传信息是按照_的规律并进行的（用简图表）。 (4)若这是肾小管壁细胞，则其所处的内环境是_。 (5)若此细胞为胰岛细胞，则分泌物为_。 (6)若用动物细胞培养技术培养此细胞，则培养液中通常应含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、_等营养成分，此细胞的子细胞中部分能无限地传代下去，这种传代细胞称为_。 (7)若此细胞进行有丝分裂，的复制发生在_时期。 (8)洋葱根尖成熟区表皮细胞与该细胞的结构不同之处是_。4647答案：答案：（1）8、6， 6 （2）造血干细胞 抗体 胸腺（3）RNA DNA mRNA 蛋白质（4）组织液 （5）胰高血糖素或胰岛素 （6）动物血清 细胞系 （7）间期（8）有细胞壁和液泡 无中心体483、已知下列单细胞生物