细胞的结构与细胞工程专题

1、细胞的结构与细胞工程专题生物细胞结构非细胞结构：病毒等真核细胞原核细胞有无成形的细胞核有无细胞质 细胞质是指细胞膜以内,细胞核以外的部分.它主要包括细胞质基质和细胞器. 在光学显微镜下面观察,细胞质是均匀透明的状物质,它们处在不断流动的状态. 在电子显微镜下面观察,细胞质不仅有液态的基质,还有一定形状的细胞器.细胞质基质内含物：功能： 它是活细胞进行新陈代谢的主要场所，为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件。例如提供ATP，核苷酸，氨基酸等等。 此外，细胞质基质中还存在有多种细胞器。 细胞质基质是胶状透明物质。它里面主要含有水，无机盐，脂质，糖类，氨基酸和核苷酸，另外还有多种酶。细胞

2、器 细胞器是指悬浮在细胞质基质中的具有一定形态结构和功能的小器官。每一种细胞器都有特定的形态结构，并且能够完成各自专有的功能。 细胞器主要有线粒体和叶绿体，此外还有内质网，核糖体，高尔基体，中心体和液泡等等。A. 线 粒 体1.分布:动、植物细胞中2.结构外膜内膜嵴基质2.结构外膜：平 滑内膜：向内折叠形成嵴基质：内膜内液态部分3.酶的分布（与有氧呼吸有关的酶）：（基粒）内膜、基质 4.功能：有氧呼吸的主要场所（ 动力工厂 ）返回B. 质 体1.分布：植物细胞2.种类白色体：有色体：叶绿体无 色 素类胡萝卜素叶 绿 素类胡萝卜素返回3.叶绿体：（1）分布：叶肉细胞（2）结构外膜内膜基质基粒（片

3、层结构薄膜）色素酶（3）功能：光合作用的场所线粒体和叶绿体线粒体（动力工厂） 叶绿体 （能量转换器） 形态呈椭球形或短棒扁平椭球形、球形 分布 绝大多数的动、植物细胞绿色植物叶肉细胞 结构 具有双层膜内膜内陷形成嵴 具有双层膜基粒：囊状薄膜，含有光合色素 遗传物质 少量DNA酶 有氧呼吸酶（内膜、嵴、基质） 光合作用酶（基粒、基质） 功能 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 线粒体 叶绿体结构成分与 有关的酶（分布在 ）2、含少量 。 1、与 有关的酶（分布在 和 上） 2、光合色素（分布在 上）3、含少量 。功能 的主要场所 的场所相同点1、 膜结构；2、都含少量 ； 3、都与 转换有关 ；

4、4、都与 循环有关有氧呼吸内膜、嵴、基质DNA和RNADNA和RNADNA和RNA光合作用基粒基质基粒囊状结构薄膜有氧呼吸光合作用双层能量物质考考你C.内质网1.分布：动、植物细胞3.功能：核糖体的支架 蛋白质的运输通道2.种类：粗面内质网 滑面内质网返回高尔基体2.功能植物：与 细 胞 壁 形 成 有 关1.分布: 动、植物细胞中返回动物：与分泌物的形成有关液泡1.分布：植物细胞2.结构表 膜细胞液：内含酸、碱、盐、糖、蛋白质、色素3.功能： 使植物呈现绿色以外的颜色 调节渗透压大小,维持细胞形态考考你分布、结构、分类生理功能别名内质网分为: 内质网和 内质网1、增大细胞内的 。 2、膜上附

5、有很多 ,为各种生化反应创造有利条件。3、与 的合成有关。4、是 等的运输通道。 物质的合成“车间”高尔基体真核细胞中都存在1、与细胞 的形成有关。2、在植物细胞分裂时,它与 的形成有关蛋白质的“加工厂”液泡 细胞内的泡状结构,表面有 膜,液泡内是 ,内有 等物质成熟的植物细胞内形成 ,占90%体积,对细胞的 起调节作用,使细胞保持一定的 , 与细胞的吸水有关。粗面光滑膜面积酶蛋白质、脂类、糖类蛋白质等植物液泡细胞液糖、色素分泌物细胞壁大液泡内环境渗透压(06理综)下列物质中能在内质网上的核糖体上合成的是( )A呼吸酶 B唾液淀粉酶C突触后膜上的受体D肾上腺素 E 抗体F 胰岛素BEF(06理

6、综)玉米的叶肉细胞,根尖成熟区表皮细胞,维管束鞘细胞共有一组细胞器是( )A线粒体,中心体 B叶绿体 线粒体C液泡 和叶绿体D线粒体和核糖体D核糖体1.分 布：所有细胞2.存在部位附着在粗面内质网上游离在细胞质基质中3.功 能：合成蛋白质的场所返回微管中 心 体1.分布：动物、低等植物细胞中2.结构：由两个互相异面垂直排列的中心粒构成3.功能：与细胞的有丝分裂有关返回无膜的细胞器图形或形状粒状颗粒名称核糖体中心体结构 无膜结构两个相互垂直的中心粒（1个中心体=2个中心粒）复制发生在细胞分裂的末期 功能分布把氨基酸合成蛋白质的场所与动物细胞有丝分裂有关形成纺锤体，牵引染色体，决定细胞有丝分裂的方

7、向动物或低等植物细胞所有细胞 动、植物细胞器比较 细胞 动物细胞 植物细胞 线粒体 核糖体 内质网 高尔基体 中心体（低等植物）叶绿体 液泡3、按照功能进行划分（1）细胞器与水的产生细胞器名称细胞类型生理作用核糖体动、植物线粒体动、植物叶绿体植物脱水缩合有氧呼吸的第三阶段光合作用的暗反应（2）能够产生ATP的结构及相应生理作用 结构名称细胞类型生理作用细胞质基质动、植物线粒体动、植物叶绿体植物无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段有氧呼吸的第二、第三阶段光合作用的光反应（3）细胞器与分泌蛋白的形成奶牛的乳腺细胞 线粒体为整个过程提供能源保障核糖体：合成牛奶中的蛋白质（半成品）内质网：将半成品进行加工运输

8、高尔基体：对其进行加工并且分泌牛奶蛋白质想一想还有其他结构和分泌蛋白的形成有关系吗？和分泌蛋白形成有关的结构：细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜（4）细胞器与多糖的合成叶绿体：光合作用形成淀粉高尔基体：合成纤维素（5）细胞器与主动运输的关系线粒体：提供能量核糖体：合成载体蛋白（6）与能量转换有关的细胞器线粒体：有机物中稳定的化学能活跃的化学能热能叶绿体：光能活跃的化学能有机物中稳定的化学能（7）细胞器与细胞分裂的关系细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动、植物中心体动、低等植物高尔基体植物线粒体动、植物间期前期末 期整个时期有关蛋白质的合成纺锤体的形成细胞壁的形成提供能量（8）细

9、胞器与遗传变异的关系含有核酸的细胞器：能发生碱基互补配对行为的细胞器：能独立遗传的细胞器：能进行自我复制的细胞器：线粒体（DNA、RNA)、叶绿体（DNA、RNA)、核糖体（RNA）核糖体、线粒体、叶绿体（细胞核）线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体、中心体（9）细胞器与水分代谢结构基础：原生质层液泡膜细胞膜两层膜之间的细胞质(10)细胞器与生物进化原核细胞与真核细胞的区别(见下表)细胞类型细胞大小细胞核细胞器核膜核仁染色体线粒体质体内质网核糖体高尔基体中心体原核细胞较小(1101)m无无无无无无有无无真核细胞较大(10100)m有有有有有有有有有（11）线粒体、叶绿体与光合作用和呼吸作用(12)含有

10、色素的细胞叶绿体：叶绿素a，叶绿素b，胡萝卜素、叶黄素液泡：考考你（1）只在植物细胞中存在的细胞器有_（2）在动植物细胞中形态相同功能不同的细胞器有_（3）根尖分生区细胞中没有的细胞有_（4）原核细胞仅有的细胞器有_（5）具双层膜结构的细胞器有_（6）具核酸的细胞器有_（7）具遗传物质的细胞器有_（8）能自我复制的细胞器有_ 叶绿体 高尔基体 叶绿体，液泡 核糖体 线粒体、叶绿体 线粒体 叶绿体 核糖体 线粒体 叶绿体线粒体 叶绿体 中心体 （9）能自我复制的细胞结构有_（10）能产能的细胞器有_（11）能产ATP的部位有_（12）能生成水的细胞器有_（13）含色素的细胞器有_（14）与主动运

11、输有关的细胞器有_（15）参与细胞分裂的细胞器有_（16）与质膜、核膜连为一体的细胞器有_（17）能形成多糖的细胞器有_染色体 质粒 线粒体 叶绿体 线粒体 叶绿体 细胞质基质 线粒体 叶绿体 核糖体 高尔基体叶绿体 液泡 有色体 线粒体 核糖体 高尔基体 线粒体 核糖体 内质网 中心体 内质网叶绿体 高尔基体 细胞核1.分布：真核细胞中2.结构：染色质染色体核膜外膜内膜核孔核仁染色质蛋白质+DNA螺旋缩短解螺旋分裂间期分裂期3.功能：是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。(1)原核细胞与真核细胞的比较真核细胞原核细胞细胞壁细胞器细胞膜细胞核核膜核仁染色体实例

12、纤维素、果胶多糖、蛋白质复杂含有核糖体相似有无（有拟核区）有无有（蛋白质+DNA）无（只有DNA）支原体、细菌、蓝藻、放线菌、衣原体等大多数的生物4、原核细胞、原核生物(06理综)下列关于原核细胞的叙述,正确的是( )A没有细胞器,但有细胞壁B无成形的细胞核,但有染色体C能进行转录,翻译过程D进行有丝分裂,遵循遗传规律C(2)原核细胞的细胞分裂只能是二分裂，不能进行有丝分裂。(3)与真核细胞相比，在基因结构上的区别：原核细胞基因不含有外显子和内含子，在基因的表达过程中，转录产生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工；在基因的表达过程中，转录和翻译同时在细胞质中进行。 4）、蓝藻属于原核生物（能进行

13、光合作用和有氧呼吸，但没有叶绿体和线粒体） 进行有氧呼吸的原核细胞，有氧呼吸过程主要在内陷的细胞膜进行;进行光合作用的原核生物，光合作用的光反应也是在内陷的细胞膜上进行的。(2).特 性染色质(1).组成成分DNA 蛋白质(3).形 态(4).存在时期染色体染色质、染色体的比较同染色质易被碱性染料染成深色同染色质交 织 成 网 的 细 丝棒状小体分 裂 间 期分 裂 期要点点拨1、细胞是一个统一的整体： （1）从结构上看：细胞核与细胞质通过核孔互相沟通；核膜与内质网膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接，构成细胞完整的“生物膜系统”。 （2）从功能上看：细胞各部分的结构、功能虽不同，但它们是相互联系

14、、分工合作、协调一致的共同完成各项生命活动。（3）从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体的调控系统。（4）从与外界的关系看：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而与外界环境直接接触的细胞都可与外界进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界之间形成一个统一整体。为什么细胞核与细胞质相互分离后都不能长期生存？一、细胞质在生命活动过程中离不开各种各样的蛋白质，而蛋白质的合成是受细胞核中的遗传物质控制的。二、细胞核同样离不开细胞质1：细胞质为细胞核提供代谢原料；2：细胞质

15、为细胞核代谢提供能量；3：构成细胞核的许多蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的。细胞核和细胞质之间的关系理解细胞核的重要功能（1）人的红细胞和精子的寿命都较短 （2）变形虫的实验 用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常(如图所示)切无核部分有核部分取出核一段时间死亡死亡植入细胞核正常生活1、正常细胞中核与质的关系是 。2、去核后的变形虫仍能生活一段时间，其原因是 。3、单独的细胞核不能生存的原因是 。相互依存的统一体已合成的蛋白

16、质仍发挥作用没有营养物质和能量供应1、每一个细胞要完成各项生命活动，其前提是什么？2、细胞的完整性就等于每一个细胞都要有所有的细胞器呢？ 细胞的完整性否。结构决定功能，结构要与细胞的功能相适应，不同的细胞，由于细胞所处的发育的时期不同，所处的部位不同，行使的功能也不相同，所以对于每个细胞内的细胞器的种类和细胞器的数量也不相同。结论三、细胞工程(一)植物细胞工程概念：1.细胞的全能性 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

17、下表现全能性 外植体植物体脱分化再分化（二）、植物组织培养（分化）（分化）（分化）如:幼芽或幼根？条件？优点？特点？繁殖速度快不受季节限制幼苗无毒保持优良性状适宜温度和无菌环境。无机、有机成分和植物激素（生长素，细胞分裂素）排列疏松、无规则高度液泡化薄壁细胞分化程度低去分化较易离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽理论基础: 植物细胞的全能性1、植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？离体状态、一定的营养物质、激素和外界条件2、为什么要离体，脱分化？影响脱分化和再分化的关键因素是什么？表现出全能性植物激素植物组织培养技术的应用:果树和花卉的快速繁殖、培养无病毒植株、生产药物、食品添加剂、香料、

18、色素、和杀虫剂（紫杉醇，生物碱、紫草素）、转基因植物的培育。 生产人工种子，解决某些作物品种繁殖力差、结子困难或发芽率低等问题。杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B 原生质体A原生质体B正在融合的原生质体植物体细胞的杂交去壁去壁（方法？）人工诱导(方法？)再生壁脱分化再分化3.植物体细胞杂交概念： 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： 去掉细胞壁原生质体融合再分化细胞A 原生质体A 细胞B 原生质体B再生细胞壁杂种细胞 细胞分裂愈伤组织 杂种植株 实例： “番茄马铃薯”杂种植株 重要意义： 克服远源杂交不亲和的障碍 一、动物细胞培养动物胚胎

19、或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养40-50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系单个细胞加培养液遗传物质未改变遗传物质已改变动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。 细胞株： 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到40-50代，其遗传物质没有发生变化。 细胞系： 传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，带有癌变的特点，可能在培养条件下无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。(二)动物细胞工程1.动物组织培养取材：动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织应用 大规模生产蛋白质生物制品：病毒疫苗、

20、 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 病人的皮肤移植 培养动物细胞检测有毒物质过程：原代培养 传代培养 形成细胞系获得细胞细胞的全能性细胞株、细胞系植物体培养结果或细胞分泌蛋白快速繁殖、培育无病毒植株等培养目的葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素培养基特有成分液体培养基固体培养基培养基性质细胞增殖原理动物细胞培养植物组织培养比较项目植物细胞和动物细胞培养的比较2.动物细胞融合融合因素：灭活的仙台病毒、新城鸡瘟 病毒等；聚乙二醇实例：人一鼠，人一兔、鼠一兔等 应用：主要用于制备单克隆抗体主要用于制备单克隆抗体获得杂种植株用途物理、化学方法（同左）灭活的病毒物理（离心、振荡、电刺

21、激）化学（聚乙二醇）诱导方法使细胞分散后诱导细胞融合去除细胞壁后诱导原生质体融合细胞融合的方法细胞膜的流动性细胞膜的流动性、植物细胞全能性原理动物细胞融合植物体细胞杂交比较项目植物、动物细胞融合的比较 单克隆抗体制备过程 注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定抗体的细胞群体外培养注射到小鼠腹腔单克隆抗体诱导其融合的方法有哪些？两次筛选分别有什么目的？本过程利用了哪些原理？为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？3.单克隆抗体概念： 由单个B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 制备: 融合 B淋巴细跑 骨髓瘤细胞筛选杂交瘤细胞特定抗体的细胞群继续培养（体外培养液、选出能产生小鼠腹水中）提取单克隆抗体 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，优势明显动物细胞工程小结两个过程动物细胞培养过程单克隆抗体制备过程三个“一”一个诱导细胞融合的新方法 灭活病毒