细胞的结构与功能

细胞的结构与功能第一页，共六十九页，2022年，8月28日一、细胞膜（一）细胞膜的探索历程结论：细胞膜的组成成分中含有脂质。1859年，E.Oerton（欧文顿）对植物细胞膜的通透性的研究发现，易溶于脂质的物质，容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。资料1第二页，共六十九页，2022年，8月28日资料220世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。资料31925年荷兰科学家从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍结论：细胞膜中的脂质分子排列为2层。第三页，共六十九页，2022年，8月28日第四页，共六十九页，2022年，8月28日资料41959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出生物膜的模型：生物膜都是由蛋白质(暗)—脂质（亮)—蛋白质（暗）三层结构构成，是静态的统一结构。第五页，共六十九页，2022年，8月28日资料5人——鼠细胞融合实验（荧光素标记实验）结论：细胞膜具有流动性。1972年，桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。第六页，共六十九页，2022年，8月28日（二）细胞膜的制备（实验）1.原理渗透作用（细胞在低渗溶液中易吸水胀破，细胞内容物流出，得到细胞膜）2.选材人或其他哺乳动物成熟红细胞动物细胞没有细胞壁，更易制备细胞膜人或哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和各种膜性细胞器，细胞膜是其唯一的膜结构3.提纯方法差速离心第七页，共六十九页，2022年，8月28日（三）细胞膜的成分脂质50％主要是磷脂，动物有胆固醇蛋白质40％功能越复杂，种类和数量越多糖类约2％～10％与信息传递有关想一想：人的肝细胞和肝癌细胞膜中这几种成分所占的比例一样吗？红细胞的不同发育时期这几种成分所占比例一样吗？第八页，共六十九页，2022年，8月28日（四）细胞膜的结构———流动镶嵌模型1972年，桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。第九页，共六十九页，2022年，8月28日排列：磷脂双分子层是膜的基本支架作用：脂质物质易通过镶在表层，嵌插、贯穿其中排列：作用：参与膜的结构；载体蛋白质排列：糖蛋白（糖被）排列在膜外侧细胞识别、保护、润滑作用：磷脂蛋白质多糖支持蛋白质；1.内容膜蛋白分布的不对称性想一想：细胞膜两侧蛋白质的分布一样吗？第十页，共六十九页，2022年，8月28日2.结构特点（组成膜的磷脂分子和蛋白质大都是运动的）膜具有流动性3.功能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（保护）控制物质进出细胞细胞需要的营养物质进入细胞，有害物质不能进入细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外细胞膜的控制作用是相对的例：细胞融合、变形虫变形、胞吞、胞吐、动物细胞吸水膨胀等。第十一页，共六十九页，2022年，8月28日进行细胞间的信息交流4.功能特点选择透过性想一想：细胞表面的糖被除了具有识别作用外，还有哪些功能？①保护和润滑作用，如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白；②免疫作用，如肿瘤细胞膜表面的糖蛋白。（载体的种类和数量）例：不同植物细胞吸收的离子种类和数量不同。第十二页，共六十九页，2022年，8月28日成分：纤维素和果胶二.细胞壁功能：支持和保护想一想：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？

细胞膜不仅有保护作用，还具有选择透过性，而细胞壁是全透性的，所以细胞膜是细胞的边界。第十三页，共六十九页，2022年，8月28日1.实验表明，维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部，主要原因是（）A.膜表面的糖蛋白B.膜内含相应的载体蛋白多C.膜的选择透过性D.膜的骨架为磷脂双分子层2.细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（）A磷脂分子排列成双层B两侧膜物质分子排列不对称C蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中D膜物质分子的运动使其具有流动性DD第十四页，共六十九页，2022年，8月28日3.对某动物进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是（）A．细胞膜具有流动性B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率C第十五页，共六十九页，2022年，8月28日4.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（）A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩A第十六页，共六十九页，2022年，8月28日三、细胞器的结构及功能形态椭球形功能有氧呼吸的主要场所分布（一）线粒体基质中有有氧呼吸酶、DNA、RNA、核糖体结构外膜、内膜、嵴、基质成分代谢旺盛的细胞线粒体多内膜外膜嵴基质想一想：细胞中线粒体的分布是随机的吗？第十七页，共六十九页，2022年，8月28日形态扁平的椭球形或球形功能分布色素（类囊体薄膜上）、基质中有光合酶、DNA、RNA、核糖体结构成分外膜、内膜、基粒、基质（二）叶绿体光合作用的场所主要在绿色植物叶肉细胞第十八页，共六十九页，2022年，8月28日观察叶绿体和线粒体叶绿体呈绿色的椭球形或球形，散布于细胞质中，不需染色，制片后直接观察。线粒体呈无色棒状、圆球状等，健那绿是专一性染线粒体的活细胞染料，使活细胞中的线粒体呈蓝绿色，而细胞质接近无色，线粒体能在染液中维持活性数小时，制片可直接观察。1．原理第十九页，共六十九页，2022年，8月28日2．方法和步骤观察叶绿体制片观察制作临时装片（如黑藻或菠菜叶片）先低倍镜后高倍镜可观察到扁平的椭球形或球形的绿色叶绿体及胞质环流第二十页，共六十九页，2022年，8月28日2．方法和步骤观察线粒体制片观察制作人口腔上皮细胞临时装片（滴健那绿染液染色）先低倍镜后高倍镜观察到蓝绿色的圆球形或短棒状的线粒体，细胞质接近无色想一想：健那绿染液用什么配制？为什么？第二十一页，共六十九页，2022年，8月28日（三）内质网单层膜连接而成的连续的网状结构功能：结构：蛋白质的合成和加工以及脂质合成的场所第二十二页，共六十九页，2022年，8月28日组成大囊泡扁平囊小囊泡功能

与细胞分泌物的形成有关（对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运）

植物细胞与细胞壁形成有关（与纤维素、果胶形成有关）（四）高尔基体（单层膜）第二十三页，共六十九页，2022年，8月28日（五）溶酶体具有单层膜的囊状结构溶酶体内含有很多种水解酶类，能够分解很多种物质。营养和防御自体吞噬自溶作用功能结构第二十四页，共六十九页，2022年，8月28日

液泡膜（单层膜）细胞液水无机盐糖类有机酸色素蛋白质与细胞的渗透吸水、失水有关调节细胞内部环境，保持一定渗透压，保持膨胀状态，储存营养物质液泡（六）液泡功能第二十五页，共六十九页，2022年，8月28日（七）核糖体分布功能附着在内质网上或游离在细胞质基质中细胞内合成蛋白质的场所第二十六页，共六十九页，2022年，8月28日（八）中心体由中心体（由两个垂直排列的中心粒组成）及周围物质组成功能动物细胞内和低等的植物细胞中与细胞有丝分裂有关分布结构第二十七页，共六十九页，2022年，8月28日动物细胞和植物细胞的亚显微结构图28第二十八页，共六十九页，2022年，8月28日动物细胞与植物细胞的区别

细胞器动物细胞植物细胞线粒体有有叶绿体无有内质网有有核糖体有有高尔基体有有溶酶体有无液泡无有中心体有高等无第二十九页，共六十九页，2022年，8月28日四、细胞器之间的分工合作3min豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成细胞膜小泡高尔基体核糖体内质网

注射3H

亮氨酸，追踪氨基酸在细胞中的行踪第三十页，共六十九页，2022年，8月28日17min细胞膜小泡高尔基体核糖体内质网

注射3H

亮氨酸，追踪氨基酸在细胞中的行踪豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成第三十一页，共六十九页，2022年，8月28日117min细胞膜小泡高尔基体核糖体内质网

注射3H

亮氨酸，追踪氨基酸在细胞中的行踪豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成第三十二页，共六十九页，2022年，8月28日第三十三页，共六十九页，2022年，8月28日

细胞内的各种细胞器在功能上既有分工，又有紧密的联系。线粒体供能(蛋白质的修饰加工、分类、包装、转运)核糖体高尔基体细胞膜翻译(多肽的折叠与组装；蛋白质的修饰与加工)内质网囊泡囊泡进入肽链分泌未成熟蛋白质加工、运输成熟蛋白质(胞吐)分泌蛋白加工、运输第三十四页，共六十九页，2022年，8月28日五、细胞的生物膜系统1.组成细胞器的膜细胞膜核膜

组成成分和结构相似结构和功能上紧密联系第三十五页，共六十九页，2022年，8月28日2.各种生物膜在结构上的联系内质网膜外层核膜细胞膜高尔基体膜细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性小泡第三十六页，共六十九页，2022年，8月28日3.各种生物膜在功能上的联系4.生物膜系统的作用保持细胞内部环境的相对稳定，对物质运输、能量交换和信息传递等过程起决定作用。为多种酶提供附着位点，是许多化学反应的场所。分隔细胞器（区室化），保证细胞的生命活动高效、有序地进行。如分泌性蛋白的合成和分泌第三十七页，共六十九页，2022年，8月28日5.研究生物膜的重要意义阐明细胞的生命活动规律细胞与周围环境的物质交换蛋白质、糖和脂类的合成和运输工业上模拟生物膜，用于过滤海水，处理污水人工肾——血液透析膜脂质体包裹药物第三十八页，共六十九页，2022年，8月28日第三十九页，共六十九页，2022年，8月28日六、细胞质基质水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶等。成分功能新陈代谢的主要场所，提供所需物质和一定的环境条件。在细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。第四十页，共六十九页，2022年，8月28日1.下列细胞或细胞结构中能合成多糖的有（）①叶绿体②肝细胞③S型肺炎双球菌④核糖体⑤骨骼肌⑥高尔基体②③⑤B.②③⑤⑥C.①②③⑤⑥D.①②③④⑤第四十一页，共六十九页，2022年，8月28日2.如图所示某细胞结构。据图回答下列问题（［］内填标号）：（1）该细胞为

细胞，组成该细胞的化学元素中，质量分数占细胞干重最多的是

，该细胞的遗传物质主要存在于图中［］

中。（2）若这是鸟的胸肌细胞，则该细胞中的细胞器［］___较多，因为该细胞的生理活动需

多。（3）若该图表示分泌腺细胞，与其生命活动关系最密切的细胞器是［］

。第四十二页，共六十九页，2022年，8月28日（4）若这是人体的一个肠腺细胞，那么与其合成功能直接相关的细胞器［］

的数目会多一些。若该细胞为蛔虫的体细胞，则应没有的细胞器是［］

。若这是人类最大的细胞，则其最大的特点是[]

内

分子数是肠腺细胞内的

。

（5）它与大多数高等植物细胞相比，特有的细胞器是［］

。第四十三页，共六十九页，2022年，8月28日3.下图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是（）第四十四页，共六十九页，2022年，8月28日4.细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题。（1）b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a。e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是

，c是

，d是

。第四十五页，共六十九页，2022年，8月28日（2）f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有

特点。（3）细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是

等。（4）细胞器膜、

和

等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的

功能对海水进行淡化处理。第四十六页，共六十九页，2022年，8月28日5.乳腺上皮细胞合成乳汁所需的营养物质由血液供给。下图为牛乳腺上皮细胞合成与分泌乳汁的示意图，下表为牛乳汁和血浆的部分成分比较。据图表回答问题。(1)乳腺上皮细胞所处的内环境是_________，其中的K+可通过_____________方式转运到乳腺上皮细胞。(2)与血浆相比，乳汁中特有的成分是__________________。组织液主动运输乳糖、酪蛋白第四十七页，共六十九页，2022年，8月28日(3)乳脂的主要成分是甘油三酯，合成甘油三酯的细胞器是________。(4)合成乳糖的葡萄糖主要来自血浆，还可利用表中血浆的_______________________转化而来。(5)图表中，不能在乳腺上皮细胞中合成的生物大分子是__________，在牛乳房出现炎症时，该物质在血浆和乳汁中的含量会__________，该物质的作用是____________________________________________。内质网氨基酸、甘油三酯免疫球蛋白增加与相应抗原特异性结合，发挥体液免疫功能第四十八页，共六十九页，2022年，8月28日资料1

黑白美西螈核移植实验结论：生物体的遗传性状主要由细胞核控制。白美西螈黑美西螈卵细胞胚胎细胞核移植黑美西螈去核取核七、细胞核第四十九页，共六十九页，2022年，8月28日资料2

蝾螈受精卵的横缢实验结论：细胞核控制细胞的分裂和分化。第五十页，共六十九页，2022年，8月28日资料3变形虫的切割实验结论1：细胞核控制着细胞的生命活动。结论2：细胞核与细胞质是相互依存的，细胞的结构只有保持完整性，细胞才能正常生活。第五十一页，共六十九页，2022年，8月28日资料4

伞藻的嫁接实验和核移植实验结论：

生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。第五十二页，共六十九页，2022年，8月28日美西螈核移植实验蝾螈受精卵横缢实验变形虫实验伞藻嫁接与移植实验控制生物的性状没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。细胞核是细胞生命活动的控制中心。细胞核控制着细胞的代谢和遗传生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。（一）细胞核的功能第五十三页，共六十九页，2022年，8月28日（二）细胞核的结构核膜双层膜，将细胞质与核内物质分开；细胞分裂中，核膜会周期性的消失与重建。核仁合成rRNA及核糖体。染色质DNA和蛋白质组成，被碱性染料染成深色高度螺旋解开螺旋

染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态分裂间期染色质（丝状）分裂期染色体（棒状）第五十四页，共六十九页，2022年，8月28日细胞核细胞质信使RNA经核孔蛋白质经核孔核孔

细胞核和细胞质之间进行物质交换的孔道

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。第五十五页，共六十九页，2022年，8月28日叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核（）在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见（）在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息（）核孔是生物大分子可以选择性进出的通道（）判断正误××√×第五十六页，共六十九页，2022年，8月28日核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。核膜和核孔都具有选择透过性。核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞（高等植物的筛管细胞）；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。第五十七页，共六十九页，2022年，8月28日八、物质进出细胞的方式（一）细胞的吸水和失水1、渗透作用渗透装置蔗糖分子水分子蔗糖溶液半透膜清水第五十八页，共六十九页，2022年，8月28日概念水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，叫渗透作用。条件两个溶液体系（A和B）及两者中间的半透膜膜两侧的溶液具有浓度差原理溶液A浓度小于溶液B溶液A浓度大于溶液B水分子B→A水分子A→B组成第五十九页，共六十九页，2022年，8月28日外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞失水皱缩外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变2、动物细胞的吸水与失水小于大于等于第六十页，共六十九页，2022年，8月28日3、植物细胞的吸水与失水植物细胞的原生质层相当于渗透装置的半透膜。第六十一页，共六十九页，2022年，8月28日原理：成熟植物细胞具有_____________，是一个渗透系统中央大液泡细胞液浓度＜外界环境溶液浓度

质壁分离细胞液浓度＞外界环境溶液浓度质壁分离复原失水吸水想一想：植物细胞发生质壁分离的原因是什么？细胞吸水时，水分子跨膜运输的方向如何？第六十二页，共六十九页，2022年，8月28日例1：某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(

)B第六十三页，共六十九页，2022年，8月28日例2：现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知它们分属于质量浓度为0.1g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液和质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图装置设计了两组实验。(注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)实验1同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两则，一段时间后，左侧的液面升高；实验2同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两则，一段时间后，右侧液面高于左侧，再过一段时间后，左侧液面高于右侧。(1)本实验应用的原理____________。(2)根据实验现象得出结论：A是____________________，B是_