2023届高三生物二轮复习课件第2讲细胞的结构与物质运输

第2讲细胞的结构与物质运输病毒一、病毒（非细胞生物）组成：种类按核酸类型分DNA病毒：如T2噬菌体等RNA病毒：如HIV、流感病毒、烟草花叶病毒等按宿主种类分：如植物病毒、动物病毒、噬菌体等繁殖:方式为复制蛋白质和核酸（DNA或RNA）由蛋白质外壳和内部的核酸构成，有些有附属结构结构：以T2噬菌体侵染大肠杆菌为例，步骤依次为：吸附→注入→复制、合成→组装→释放★在此过程中，病毒只提供自身核酸分子（DNA或RNA）为模板，原料、能量、场所、酶均由宿主提供无细胞结构:不能构成生命系统的结构层次营寄生生活：宿主→说明了细胞是生物体结构和功能的基本单位，生命活动离不开细胞具有特异性：与受体有关：如：SARS→鸡胚、HIV→T细胞、2019-nCoV→肺细胞、TMV→烟草叶片、T2→Ecoli等RNA病毒比DNA病毒更易发生变异（方式为基因突变，形成新品种）导致难以治疗（疫苗）一、病毒（非细胞生物）1.思考：如何用放射性同位素标记相应的病毒？必须用可做宿主的活细胞培养★给病毒标记放射性元素，要先用含放射性元素的培养基培养宿主细胞，再用被标记的细胞去培养病毒

2.思考：新病毒如何研究是DNA病毒还是RNA病毒？（2017新课标卷I）分别用放射性标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸培养相应的宿主，再用新病毒分别侵染上述已标记的宿主细胞，一段时间后收集并检测病毒的放射性3.高中相关知识：（1）致癌因子（癌基因，诱发宿主基因突变）（2）研究遗传物质（结构简单）（3）减毒病毒制作疫苗（利用抗原性）（4）基因工程载体（利用侵染性）（5）诱导融合剂（灭活的病毒）（6）感染宿主→细胞坏死与细胞凋亡1.双链DNA病毒：此类病毒的DNA既可以双链作模板复制出子代病毒DNA；又可以-DNA链作模板转录成mRNA，进而翻译成病毒蛋白质。如T-4噬菌体、单纯疱疹病毒特殊情况2.单链+RNA病毒：该类病毒的+RNA可直接作为mRNA进行翻译，合成蛋白质；复制方式是以该+RNA为模板，复制成—RNA，然后再以—RNA作模板合成若干子代+RNA。如脊髓灰质炎病毒、SARS冠状病毒、新型冠状病毒、肠道病毒EV71。3.逆转录病毒初步了解2019-nCoV（1）RNA病毒（+单链RNA：复制过程：+RNA→-RNA→+RNA）注：HIV：RNA→DNA→整合→RNA→蛋白质+RNA→子代病毒（2）多种宿主细胞（因为易变异，进化快，人肺细胞）（3）进入人体后的免疫：（突破两道防线）先体液免疫，再细胞免疫（4）引起发热：产热>散热（5）检测途径：检测新冠蛋白质（抗原）→抗原—抗体杂交；检测新冠核酸→分子杂交技术（6）治疗：注射痊愈者的血清（含记忆细胞和抗体）、注射干扰素（不能用抗生素）、注射免疫抑制剂等（7）预防：切断传播途径（带口罩、消毒）；控制传染源（封城、隔离）；保护易感人群（接种疫苗）（8）实验室保留新冠病毒样品的目的：保护生物基因多样性比较项目原核细胞真核细胞根本区别与根本区别相关的其他区别DNA存在形式转录翻译时间变异方式分裂方式其他区别细胞质生物膜系统二、原核细胞与真核细胞区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的细胞核一个大型环状DNA存在于拟核区，另外可能有一些小型环状DNA在细胞质，称为质粒。DNA与蛋白质构成染色质，存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中有小型的裸露DNA分子。转录翻译可同时进行核基因只能先转录再翻译只存在基因突变基因突变、基因重组、染色体变异都存在二分裂有丝分裂、减数分裂、无丝分裂只有核糖体一种细胞器除核糖体外，还有线粒体等众多细胞器有生物膜（细胞膜）、但无系统有生物膜系统：细胞膜、细胞器膜、核膜→分泌蛋白共用一套遗传密码进化原材料，其中基因突变为原始材料比较项目原核细胞真核细胞有氧（无氧）呼吸光合作用细胞周期孟德尔遗传定律细胞壁全透性；支持保护二、原核细胞与真核细胞区别有或无→无线粒体、酶、细胞质（膜）有和无→细胞质基质+线粒体蓝藻→无叶、色素（藻蓝素和叶绿素）与酶、光合片层叶绿体(胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b无连续分裂的细胞有（T长短相同或不同）拟核、质粒均不遵循有性生殖核基因遵循；质基因（线、叶）不遵循支原体：无细菌→肽聚糖（溶菌酶）动物：无植物→纤维素和果胶(酶解)原生质体融合酵母菌→主要几丁质(酶解）青霉素杀菌作用原理：干扰细菌细胞壁的合成，导致细菌溶解死亡。溶菌酶杀菌作用原理：有效水解细菌细胞壁肽聚糖，导致细胞壁破裂内容物溢出而使细菌溶解。三、细胞结构组成脂质（约50%）：主要是磷脂(磷酸头部亲水+甘油+脂肪酸尾部疏水)，可运动，无特异性，构成细胞膜的基本支架。动物细胞膜中还有胆固醇。蛋白质（约40%）：大都可运动、有特异性，行使细胞膜的各种生理功能。蛋白质种类、数量越多，细胞膜的功能就越复杂。糖类（2%-10%）：形成糖蛋白或糖脂，只存在于细胞膜的外侧，其他生物膜没有。（癌细胞）细胞膜实验研究结论19世纪末，欧文顿物质过膜实验膜是由脂质组成的20世纪初，分离红细胞膜实验膜的主要成分是脂质和蛋白质选材原因（1）动物细胞无细胞壁（2）哺乳动物成熟的红细胞无核膜和众多细胞器膜来干扰。本实验运用了渗透作用原理涨破细胞，利用了离心技术提取细胞膜。1925年，丙酮提取，空气—水界面铺展实验细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层20世纪50年代电子显微镜诞生，罗伯特森用来观察细胞膜1、生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构组成；2、细胞膜是静态的1970年，荧光标记人鼠细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年，桑格和尼克森流动镶嵌模型探索历程三、细胞结构细胞膜流动镶嵌模型图示：内容1.磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层3.糖类与蛋白质形成糖蛋白（糖被）。呼吸道消化道细胞表面的糖被有保护和润滑的作用，动物细胞表面的糖蛋白有识别作用。此外，有的糖还与脂质分子结合形成脂质。结构特点—具有流动性原因:1.磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性

2.大多数蛋白质也是可以运动的实例：人鼠细胞融合实验、动物细胞有丝分裂末期、变形虫运动、胞吞胞吐、脂质微球体等。说明：细胞膜流动性强弱受到温度等环境因素影响。不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同,与蛋白质有关。三、细胞结构细胞膜功能1.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；2.控制物质进出细胞，但控制作用是相对的；3.进行细胞间的信息交流，常见的方式有下列3种：①信号分子（如激素）通过体液运输到全身各处，与靶细胞表面的受体（糖蛋白）结合，将信息传递给靶细胞；②相邻两个细胞通过直接接触传递信息，如精卵识别结合、效应T细胞识别结合靶细胞；③细胞间形成通道传递信息，如植物细胞间的胞间连丝。功能特点——具有选择透过性原因：1.膜上运送物质的载体蛋白、通道蛋白具有专一性；2.磷脂双分子层使脂溶性物质更容易过膜。实例：如台盼蓝染液可以鉴定细胞死活；一定浓度额蔗糖溶液中植物细胞会质壁分离，但同浓度的KNO3溶液中可以质壁分离并自动复原。（原因是植物细胞会吸收K+和NO3-，葡萄糖、尿素等溶液也会发生自动复原。人工肾）三、细胞结构细胞核各部分结构和功能内质网核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。染色质组成成分：DNA和蛋白质，是DNA的主要载体。显色反应：易被碱性染料染成深色，如龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红染液与染色体的关系：是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。核仁：（折光性强）与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。说明1.物质进出细胞核①大分子物质通过核孔进出细胞核：进核的如组成染色质的蛋白质、DNA复制和RNA转录所需的各种酶，出核的如核内转录出的mRNA、rRNA等；②小分子物质跨核膜进出细胞核，如核内合成DNA、RNA所需的各种小分子原料、ATP等。前期核仁解体，核膜消失；末期核膜核仁重现2.细胞分裂时有周期性变化的结构有染色质高度螺旋化、缩短变粗染色体（间期）（分裂期）3.代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核糖体数目多，核仁体积大，核孔数目多。三、细胞结构细胞核实验结论说明美西螈核移植实验美西螈肤色遗传受细胞核控制

蝾螈受精卵横溢实验受精卵分裂分化受细胞核控制本实验即有空白对照，又有前后自身对照变形虫切割实验变形虫摄食、应激等生命活动受细胞核控制本实验也即有空白对照，又有前后自身对照伞藻嫁接实验伞藻帽子形状受假根（细胞核）控制只交换假根时，实验只能说明受假根控制，只交换核时才能说明受核控制细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。对细胞核功能的探究实验病毒、原核生物、高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，骨骼肌细胞多核名称结构特点成分功能其他说明线粒体叶绿体内质网高尔基体液泡

无溶酶体核糖体中心体无内膜向内凹陷折叠成嵴许多类囊体垛叠成基粒，基粒间通过片层结构彼此相连网状，分为粗面内质网和光面内质网许多扁平囊状结构叠成一摞，周围形成许多囊泡泡状泡状有大小两个亚基构成颗粒状两颗相互垂直的中心粒及其周围物质组成磷脂、膜蛋白，呼吸酶、ATP合成酶等，DNA、RNA、核糖体等磷脂、膜蛋白，光合色素，与光合作用有关的酶，DNA、RNA、核糖体等磷脂、蛋白质磷脂、蛋白质磷脂、膜蛋白，细胞液中有糖类、无机盐、色素（花青素）、蛋白质等物质磷脂、膜蛋白，多种水解酶蛋白质和rRNA蛋白质有氧呼吸的主要场所（第二阶段在线粒体基质，第三阶段在线粒体内膜）光合作用的场所（光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上，暗反应在叶绿体基质中）粗面内质网上附着许多核糖体，是蛋白质加工的场所；光面内质网是脂质合成的“车间”对来自内质网的蛋白质进行进一步的加工、分类和包装；与植物细胞壁的形成有关；有分泌功能的细胞都富含高尔基体可以调节植物细胞内的环境；充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺分解衰老、损伤的细胞器；吞噬并杀死侵入细胞的病毒和细菌合成蛋白质（肽链）与细胞的有丝分裂有关（发出星射线形成纺锤体）是细胞的“动力车间”植物的“养料制造车间”和“能量转换站是细胞内膜面积最广阔的结构，可以内连核膜，外连细胞膜，利于物质运输在细胞中起交通枢纽的作用细胞的“消化车间”“合成蛋白质的机器”核糖体—将氨基酸合成多肽(肽链)进入内质网—初加工(如折叠、糖基化等)转移（小囊泡）高尔基体—进一步加工、分类、包装细胞膜—胞吐。囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放运输（小囊泡）各种细胞器之间的协调配合（以分泌蛋白的合成与分泌为例）细胞核—基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质线粒体供能“三看”分泌蛋白的合成、加工、运输核糖体内质网高尔基体内质网高尔基体细胞膜核糖体、内质网、高尔基体、线粒体细胞膜运输方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输的物质示意图

条件影响因素四、物质出入细胞的方式小分子物质跨膜运输的方式水，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有机小分子葡萄糖进红细胞，静息电位时K+外流，动作电位时Na+内流等各种离子如H+、Na+、Mg2+等；葡萄糖、氨基酸、IAA等水溶性有机小分子浓度差浓度差、载体或通道能量、载体运输速率随浓度差增大而增大运输速率先随浓度差增大而增大，后因载体的数量或活性限制而不再增加运输速率先随能量供应的增加而增大，后因载体的数量和活性限制而不再增加。能量供应又因受呼吸速率限制而受外界温度和O2浓度影响运输方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输的物质示意图

条件影响因素四、物质出入细胞的方式小分子物质跨膜运输的方式水，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有机小分子葡萄糖进红细胞，静息电位时K+外流，动作电位时Na+内流等各种离子如H+、Na+、Mg2+等；葡萄糖、氨基酸、IAA等水溶性有机小分子浓度差浓度差、载体或通道能量、载体运输速率随浓度差增大而增大运输速率先随浓度差增大而增大，后因载体的数量或活性限制而不再增加运输速率先随能量供应的增加而增大，后因载体的数量和活性限制而不再增加。能量供应又因受呼吸速率限制而受外界温度和O2浓度影响温度影响膜的流动速度和呼吸酶的