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细胞的基本结构细胞的基本结构 第第1 1节节 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界 伊红为什么不会逸出细胞？本实验说伊红为什么不会逸出细胞？本实验说明了什么？明了什么？说明细胞作为一个完整的系统，有边说明细胞作为一个完整的系统，有边界存在，且这个边界和细胞的生命关界存在，且这个边界和细胞的生命关系密切系密切 高等动物细胞高等动物细胞 请从下面细胞中选出适合研究细胞膜的细胞，并说明理由 高等植物细胞高等植物细胞 细菌细菌 哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞 一一.细胞膜的成分细胞膜的成分 1.1.制备方法制备方法 材料：材料：动物细胞没有细胞壁动物细胞没有细胞壁 哺乳动物成熟红细胞哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和其他细胞器没有细胞核和其他细胞器，可以避免细胞膜与其它膜结构混在一起可以避免细胞膜与其它膜结构混在一起,从而提取从而提取到纯度较高的细胞膜。到纯度较高的细胞膜。如何获取细胞膜？如何获取细胞膜？2.2.实验原理：哺乳动物成熟红细胞实验原理：哺乳动物成熟红细胞吸水胀破吸水胀破 生理盐水生理盐水 蒸馏水蒸馏水 浓盐水浓盐水 红细胞稀释液红细胞稀释液 蒸馏水蒸馏水 部分吸水涨破的红细胞部分吸水涨破的红细胞 正常红细胞正常红细胞 人正常人正常&涨破的红细胞涨破的红细胞 P41P41 细胞破裂后细胞内物质流出细胞破裂后细胞内物质流出，如何分开如何分开细胞膜和细胞质中的其他结构细胞膜和细胞质中的其他结构？离心离心 2 2、成分：、成分：实验表明：实验表明：细胞膜细胞膜主要主要由由脂质脂质和和蛋白质蛋白质组成，还有组成，还有少量的糖类。少量的糖类。在制得的细胞膜成分中加入在制得的细胞膜成分中加入双缩脲试剂双缩脲试剂，产生，产生紫色反应紫色反应；脂溶性物质脂溶性物质更容易更容易通过细胞膜通过细胞膜，非脂溶性非脂溶性物质物质通过细胞膜通过细胞膜非常困难非常困难。脂质脂质:磷脂磷脂最丰富最丰富 蛋白质蛋白质：细胞膜：细胞膜行使行使功能功能。功能越复杂的细胞膜，。功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。蛋白质种类和数量越多。线粒体膜、叶绿体膜上的蛋白质种类相同吗？线粒体膜、叶绿体膜上的蛋白质种类相同吗？线粒体内膜和外膜上蛋白质种类相同吗？线粒体内膜和外膜上蛋白质种类相同吗？二二.细胞膜的功能细胞膜的功能 P42P42 1.1.将细胞与外界将细胞与外界环境隔开环境隔开 原始地球环境原始地球环境 用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的。这说明细胞膜有何功能？汤却是红色的。这说明细胞膜有何功能？观察观察DNADNA、RNARNA分布的实验中，加盐分布的实验中，加盐酸的目的？酸的目的？2.2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 3.3.进行细胞间进行细胞间信息交流信息交流 细胞分泌的化学物质细胞分泌的化学物质间接间接传传递信息递信息 细胞膜细胞膜直接直接接触传递信息接触传递信息 细胞间形成细胞间形成通道通道进行信息交流进行信息交流 三、细胞壁三、细胞壁 植物细胞植物细胞:纤维素纤维素+果胶果胶 原核细胞：肽聚糖原核细胞：肽聚糖 一件优质产品，通过各车间和部一件优质产品，通过各车间和部门之间的配合生产出来。门之间的配合生产出来。细胞内也存在类似的部门或车细胞内也存在类似的部门或车间吗？你能举出例子吗？间吗？你能举出例子吗？第二节第二节 细胞器细胞器系统内的分工合作系统内的分工合作 显微结构显微结构 亚亚显微结构显微结构 扫描电子显微镜 0.2m0.2m 0.2nm0.2nm 光学显微镜 细胞骨架细胞骨架 微丝（肌动蛋微丝（肌动蛋白）白）微管微管 Microbubules Microfilamemts Intermediate filaments 图中可以看到在动物和植物细胞中有很多结构：线粒体、图中可以看到在动物和植物细胞中有很多结构：线粒体、高尔基体、内质网、核糖体等，它们都有特定的形态结构高尔基体、内质网、核糖体等，它们都有特定的形态结构并各自完成专有的功能，我们把它们统称为并各自完成专有的功能，我们把它们统称为细胞器细胞器。中心体中心体 4646页页 如何获得各种细胞器？如何获得各种细胞器？分离各种细胞器：分离各种细胞器：差速离心法差速离心法 P44P44 一、细胞器之间的分工一、细胞器之间的分工 1 1、线粒体：、线粒体：结构结构 双双层膜（外膜、内膜）、膜间隙、层膜（外膜、内膜）、膜间隙、嵴、基质。嵴、基质。An TEM image of mitochondrion（透射电镜图）（透射电镜图）嵴嵴 线粒体超微结构（扫描电镜图）线粒体超微结构（扫描电镜图）嵴嵴 功能：功能：有氧有氧呼吸的呼吸的主要主要场所，场所，为细胞生命活为细胞生命活动动提供能量提供能量 也叫细胞的也叫细胞的“动力车间”“动力车间”预测：蛔虫体细胞中线粒体含量预测：蛔虫体细胞中线粒体含量多多还是少？还是少？细胞新陈代谢旺盛程度细胞新陈代谢旺盛程度 肝细胞肝细胞 肾皮质肾皮质 细胞细胞 平滑肌平滑肌 细胞细胞 心肌心肌 细胞细胞 动物冬眠状态动物冬眠状态 下的肝细胞下的肝细胞 950个个 400个个 260个个 12500个个 1350个个 1 1、心肌细胞的线粒体数量最多，为什么？、心肌细胞的线粒体数量最多，为什么？2 2、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态下多，为什么？下多，为什么？3 3、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？么有关？心肌运动量大、不停收缩，需要的能量多心肌运动量大、不停收缩，需要的能量多 冬眠时动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏冬眠时动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏代谢加强，耗能多代谢加强，耗能多 德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物的一部分细胞中线粒体的数量物的一部分细胞中线粒体的数量 一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多一些；飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量比不一些；飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量比不飞翔鸟类的多；运动员肌细胞线粒体的数飞翔鸟类的多；运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。量比缺乏锻炼的人多。线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平滑肌细胞中多。滑肌细胞中多。不同生物不同生物以及以及同一生物的不同组织、器官同一生物的不同组织、器官，由于由于代谢程度不同代谢程度不同，线粒体的数量有所差，线粒体的数量有所差别别 体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多还是少？病变细胞的线粒体多还是少？分布：分布：普遍存在普遍存在于动植物、真菌细胞中，于动植物、真菌细胞中，新新陈代谢旺盛陈代谢旺盛的细胞中含量多。的细胞中含量多。2.2.叶叶绿体绿体 形态：形态：扁平的椭圆形扁平的椭圆形 结构结构 双双层膜（外膜、内膜）、基质、层膜（外膜、内膜）、基质、基粒基粒（由（由若干若干类囊体类囊体垛叠形成）垛叠形成）类囊体类囊体 基基粒粒 基粒基粒 成分成分 与光合作用有关的与光合作用有关的酶（基质酶（基质&类囊体膜上）类囊体膜上），色素色素（在类囊体膜上）（在类囊体膜上）少量少量DNADNA、RNARNA、核糖体。、核糖体。功能功能 绿色绿色植物进行植物进行光合作用光合作用的场所的场所 也叫“养料制造车间”、“能量转也叫“养料制造车间”、“能量转换站”换站”所有植物的任何部位都有叶绿体？所有植物的任何部位都有叶绿体？存在部位存在部位 绿色植物叶肉细绿色植物叶肉细胞、幼茎皮层细胞、幼茎皮层细胞。胞。菟丝子菟丝子 3.核糖体核糖体 形态结构：颗粒状，形态结构：颗粒状，无膜结构无膜结构 成分：蛋白质成分：蛋白质+RNA+RNA 功能：合成蛋白质功能：合成蛋白质 分布：分布：原核、真核细胞都有原核、真核细胞都有 三肽三肽 核糖体核糖体 游离核糖体：游离核糖体：附着核糖体：附着核糖体：位于细胞质基质，合位于细胞质基质，合成胞内的成胞内的结构蛋白结构蛋白 附着在内质网表面，附着在内质网表面，合成胞外的合成胞外的分泌蛋白分泌蛋白 分泌蛋白（胞外）分泌蛋白（胞外）结构蛋白（胞内）结构蛋白（胞内）附着核糖体附着核糖体 游离核糖体游离核糖体 4.中心体中心体 结构：结构：无膜结构无膜结构，由一对垂直排列的中心粒组成由一对垂直排列的中心粒组成 分布：分布：动物动物细胞细胞&低等植物低等植物细胞细胞 功能：功能：与细胞与细胞有丝分裂有丝分裂有关，形成有关，形成纺锤丝。纺锤丝。中心体中心体 5.溶酶体溶酶体 结构：结构：单层膜单层膜 分布：分布：动、植物动、植物细胞细胞 成分：含多种成分：含多种酸性酸性水解酶水解酶 功能：功能：P46 （1 1）吞噬）吞噬自体自体衰老、损伤的细胞器衰老、损伤的细胞器 （2 2）吞噬）吞噬外源外源有害物质有害物质 e.g.e.g.病毒、病毒、病菌病菌 （3 3）参与）参与细胞凋亡细胞凋亡 e.g.e.g.胎儿手的发胎儿手的发育、蛙类尾的消失育、蛙类尾的消失 6.液泡（中央大液泡）液泡（中央大液泡）结构：结构：单层膜单层膜 分布：分布：成熟的成熟的植物细植物细胞胞 成分：成分：细胞液细胞液：水、：水、糖类、无机盐、色素、糖类、无机盐、色素、蛋白质蛋白质 功能：调节渗透压，功能：调节渗透压，使植物细胞保持坚挺使植物细胞保持坚挺P46 7.7.内质网内质网 结构：结构：单层膜单层膜连接形成的网状结构连接形成的网状结构 类型：类型：功能：功能：粗面内质网：粗面内质网：光面内质网：光面内质网：表面表面有有核糖体附着核糖体附着 表面表面无无核糖体附着核糖体附着 粗：粗：对蛋白质进行加工对蛋白质进行加工 光：光：合成脂质合成脂质 分布：分布：无细胞的蛋白合成体系无细胞的蛋白合成体系 无细胞的蛋白合成体系无细胞的蛋白合成体系 mRNA mRNA 加入内质网加入内质网 8.8.高尔基体高尔基体 囊泡囊泡 结构：结构：单层膜单层膜，排列整齐的扁平膜囊，排列整齐的扁平膜囊 特点：特点：囊泡囊泡 功能：功能：动物：对来自内质网的蛋白质进行动物：对来自内质网的蛋白质进行加工加工、分类分类、包装，与动物细胞的分泌物有关包装，与动物细胞的分泌物有关 植物：参与合成纤维素，与植物：参与合成纤维素，与细胞壁形成细胞壁形成有关有关。分布：真核细胞分布：真核细胞 重点比较：P46图 来自粗面内质网来自粗面内质网未经修饰的膜蛋白未经修饰的膜蛋白 高尔基体高尔基体 放射性标记的物质放射性标记的物质MM 温育一段时间温育一段时间 结果：结果：高尔基体中间膜囊中高尔基体中间膜囊中出现出现被被放放射性标记的射性标记的经经MM修饰的修饰的膜蛋白膜蛋白。内质网内质网 高尔基体高尔基体 液泡液泡 溶酶体溶酶体 双双层层膜膜 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 核糖体核糖体 中心体中心体 二二.细胞器之间的协调配合细胞器之间的协调配合 实验：分泌蛋白的合成和运输实验：分泌蛋白的合成和运输 豚鼠的豚鼠的胰腺胰腺腺泡细胞腺泡细胞 向豚鼠的胰腺腺泡细胞向豚鼠的胰腺腺泡细胞注射注射3 3H H标记的亮氨酸，标记的亮氨酸，记录记录一段时间后，一段时间后，被标被标记的氨基酸先后出现的记的氨基酸先后出现的位置位置。分泌蛋白：在细胞内合成、分泌蛋白：在细胞内合成、分泌到细胞外发挥作用的蛋分泌到细胞外发挥作用的蛋白质白质 放射性氨基酸的作用？放射性氨基酸的作用？P48P48讨论讨论 3 3分钟后分钟后 1717分钟后分钟后 117117分钟后分钟后 放射性放射性同位素标记法同位素标记法显示不同时间段分泌蛋白的去向显示不同时间段分泌蛋白的去向 合成分泌蛋白的流程图：合成分泌蛋白的流程图：氨基酸氨基酸 核糖体核糖体 多肽链多肽链 内质网内质网 有一定空间结有一定空间结构的蛋白质构的蛋白质 高尔基体高尔基体 成熟的成熟的蛋白质蛋白质 细胞膜细胞膜 合成多肽 加工 加工修饰包装 分泌出细胞 有特定有特定功能的功能的蛋白质蛋