第三章細胞的基本結構

1、 第三章 細胞的基本結構 第一節(jié) 細胞膜系統(tǒng)的邊界一、細胞膜的制備1、實驗原理：細胞內的物質具有一定的濃度。把細胞放入清水中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內的其他物質，得到細胞膜。即滲透作用（將細胞放在清水中，水會進入細胞，細胞漲破，細胞的內容物會流出，得到細胞膜）2、實驗材料：人或其它哺乳動物成熟紅細胞（鳥，兩棲類的不能做為實驗材料） 原因：這些細胞中沒有細胞核、細胞壁和眾多的細胞器3、制備方法：吸水脹破法4、提純方法：差速離心法5、實驗步驟：選材：豬（或牛、羊、人）的新鮮紅的細胞稀釋液（注意：用生理鹽水稀釋，目 的是：使紅細胞分散開來，不易凝結成塊。使紅細胞暫時維持原有的 形態(tài)）制作裝片：

2、用滴管吸取一滴紅細胞稀釋液滴在載玻片上，蓋上蓋玻片觀察：用顯微鏡觀察紅細胞形態(tài)（由低倍鏡高倍鏡）滴清水：在蓋玻片的一側滴蒸餾水，在另一側用吸水紙吸引（引流法）（注意： 滴加的速度要緩慢，邊滴加邊用吸水紙吸引注意吸力不要過大，防止細 胞被吸走。）觀察：持續(xù)觀察細胞的變化（觀察剛制成的臨時裝片，目的是了解紅細胞的正 常形態(tài)觀察引流操作后的細胞形態(tài)，認識通過細胞破裂，獲得細胞膜的 方法）結果：細胞凹陷消失，細胞體積增大，很快細胞破裂，內容物流出來。特別提醒：如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作，而是在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，還需經過離心、過濾才能獲得。二、細胞膜的成分

3、成分含量在細胞膜構成中的作用 脂質主要約50%其中磷脂是構成細胞膜的重要成分（磷脂含量最豐富）；動物細胞膜中還有膽固醇 蛋白質約40%蛋白質是生命活動的主要承擔者，細胞膜的功能主要由其上的蛋白質來行使。糖類（較少）2%10%與膜蛋白或膜脂結合成糖蛋白（糖被）或糖脂，分布在細胞膜的外表面。以此作為判斷細胞的內、外表面的依據(jù)注意：1、細胞膜的成分是：蛋白質和脂質，還有少量的糖類2、細胞膜主要的成分是：蛋白質和脂質3、不同的細胞膜所含的蛋白質、脂質糖類的量有所不同4、判斷膜功能的復雜程度的依據(jù)：看膜上蛋白質的種類還和數(shù)量。功能越復雜的細胞膜中，蛋白質的種類和數(shù)量越多。5、癌細胞和正常的細胞相比，細胞

4、膜的成分發(fā)生了改變，有的產生了甲胎蛋白和癌胚抗原等物質。三、細胞膜的功能1、將細胞與外界環(huán)境分隔開（細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開，成為一個相對 獨立的系統(tǒng)，為細胞的生命活動提供了一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境）2、控制物質進出細胞細胞膜的控制作用具有普遍性和相對性 營養(yǎng)物質 廢物 分泌物 細菌、病毒表明細胞膜的控制作用具有普遍性 表明細胞膜的控制作用具有相對性（細胞不需要或者對細胞有害的物質不容易進入細胞，細胞需要的營養(yǎng)物質容易進入細胞，但這種控制作用是相對的，有些細菌和病毒也能侵入細胞使生物體致??；抗體激素等細胞的分泌物可以排出到細胞外，細胞產生的廢物也要排到細胞外。）3、 進行細胞間的信息交流（1

5、） 間接交流：（激素隨血液將信息傳遞給靶細胞）（2直接交流（相鄰細胞膜直接接觸傳遞信息，精子和卵細胞之間的識別和結合） 靶細胞 發(fā)出信號的細胞與膜結合的信號分子（3）形成通道：通過在相鄰細胞間形成通道傳遞信息，如高等植物細胞間產生的胞間連絲。4、 植物細胞壁1、 成分：主要是纖維素和果膠。2、功能：有支持和保護的作用。3、細胞壁無生物活性，是全透性的。 第二節(jié) 細胞器系統(tǒng)內的分工合作1、 細胞質（在細胞膜以內，除了細胞核以外的其他部分） 1、組成：細胞質主要包括細胞器和細胞質基質 2、細胞質基質 存在狀態(tài)：膠質狀態(tài) 成分：含有水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶 功能：是多種化學反應

6、的場所二、分離各種細胞器的方法：差速離心法三、細胞器之間的分工1、 有雙層膜結構的細胞器（1） 線粒體分布：動植物細胞中形態(tài)：圓球狀、短棒狀、線形、啞鈴形等。結構：兩層膜（外膜、內膜）、嵴、基粒、基質。嵴是線粒體內膜向線粒體基質折褶形成的一種結構。線粒體嵴的形成增大了線粒體內膜的（內膜上有多種與有氧呼吸有關的酶）（含有與有氧呼吸有關的酶）功能：是細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”。細胞活動所需的能量，大約95%的來自線粒體（注意：線粒體中含有少量的DNA和RNA）（將有機物中的穩(wěn)定化學能轉變成活躍的化學能）數(shù)量：一個細胞中有150萬個。代謝越旺盛，需要的能量越多的細胞含線粒體越多

7、，動物細胞比植物細胞線粒體多，心肌細胞、肝細胞、腎小管的個細胞多。（2） 葉綠體分布：主要分布在植物綠色部位的細胞中（葉肉細胞）形態(tài)：呈球形或橢球形。結構：兩層膜（外膜、內膜）、基質、基粒?；Ｓ赡覡罱Y構(類囊體）堆疊而成。功能：光合作用的主要場所 “養(yǎng)料制造廠”和“能量轉換站”。（注意：線粒體中含有少量的DNA和RNA）（將光能轉化為糖類中穩(wěn)定的化學能）線粒體和葉綠體中都有遺傳物質DNA，能進行自我復制并指導蛋白質的合成，所以它們又被稱為“半自主性細胞器”2、 有單層膜結構的細胞器（1） 內質網分布：動植物細胞中形態(tài)：它是由膜結構連接而成的網狀物，向內與核膜相通，向外與細胞膜相連。分類：滑面

8、型內質網（無核糖體）；粗面型內質網（含有核糖體） 功能：是細胞內蛋白質合成和加工，以及脂質和糖類的合成車間。（增大了細胞的膜面積，是細胞內蛋白質的運輸通道）（2） 高爾基體分布：動植物細胞中形態(tài)結構：扁平囊狀和泡狀（上有小泡區(qū)別于內質網）功能：主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“加工車間”和“發(fā)送站”（與植物細胞的細胞壁形成有關；在動物細胞中與細胞分泌物的形成有關）（3） 溶酶體分布：動植物細胞中結構：單層膜包裹著多種水解酶。功能：能分解衰老 損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌。是細胞內的“消化車間”。（4） 液泡分布：存在于植物成熟的活細胞結構：液泡膜，細胞液（細胞液中

9、有糖類、無機鹽、色素、蛋白質等）功能：調節(jié)植物細胞內的滲透壓，使細胞保持堅挺。3、 無膜結構的細胞（1） 核糖體分布：所有活細胞中結構：有蛋白質和RNA 組成，無膜結構。分類：游離核糖體合成結構蛋白 固著核糖體合成分泌蛋白功能：細胞內合成蛋白質的場所，生產蛋白質的“機器”（2） 中心體分布：動物細胞和低等植物細胞中結構：由兩個相互垂直的中心粒及其周圍物質組成。功能：與細胞的有絲分裂有關。四、實驗 用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體1、實驗目的：使用高倍鏡觀察葉綠體、線粒體的形態(tài)和分布2、材料用具：新鮮的蘚類的葉（低等植物葉片由單層細胞構成便于觀察）。健那綠染液（對線粒體染色的專一性染料，且為活性染色劑

10、）。3、實驗原理：葉肉細胞中的葉綠體散布于細胞質中，在觀察葉綠體時，不需要染色，這是由于葉綠體本身含有色素，呈綠色可以在高倍鏡下直接觀察。健那綠染液可使活細胞的線粒體呈現(xiàn)藍綠色，而細胞質近無色。線粒體能在健那綠染液中維持數(shù)小時的活性，通過染色，可以在高倍鏡下觀察到生活狀態(tài)的線粒體的形態(tài)和分布。4、注意事項：臨時裝片中的葉片不能放干了，要隨時保持有水狀態(tài)。5、實驗流程：（1）、觀察葉綠體 在潔凈的載玻片上滴加一滴清水 用鑷子取一片蘚類的小葉片（直接用葉片的原因是蘚類的葉 制作臨時裝片 片是一層單細胞）（菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮） 蓋上蓋玻片觀察：先用低倍鏡觀察再用高倍鏡觀察（只能看到葉綠體的形態(tài)

11、，不能看到葉綠體的內外膜）注意：觀察葉綠體時不需要染色，因為葉綠體呈綠色 在光學顯微鏡的高倍鏡下觀察到葉綠體是綠色的橢球形 要觀察葉綠體更清晰的結構，必須在電子顯微鏡下才能觀察到（2）、觀察線粒體 載玻片中央滴一滴質量分數(shù)1%健那綠染液制作臨時裝片 消毒牙簽刮口腔內側壁后涂于染液中 蓋上蓋玻片 觀察：高倍鏡下可見被染成藍綠色的線粒體，細胞質接近與無色。注意：線粒體存在于動植物細胞中，觀察時不選植物細胞的原因是：經健那綠染液染色后的線粒體的顏色和葉綠體顏色相接近，會掩蓋并影響線粒體的觀察顯微鏡下觀察到的是生活狀態(tài)下的線粒體光學顯微鏡下也只能看到線粒體的基本輪廓，而不能觀察到具體的亞顯微結構光學顯

12、微鏡下能看到的細胞器是：葉綠體、線粒體、液泡五、細胞器之間的協(xié)調配合和細胞的生物膜系統(tǒng)1、分泌蛋白：細胞內合成，分泌到細胞外面起作用的蛋白質。合成場所：附著于內質網的核糖體上合成，常見的分泌蛋白：消化酶、抗體、胰島素、生長激素等2、結構蛋白：細胞內合成，不分泌到細胞外，在細胞內起作用的蛋白質。合成場所：細胞中游離的核糖體上合成。常見的結構蛋白：呼吸有關的酶，光合作用有關的酶，血紅蛋白（一）細胞器之間的協(xié)調配合（以分泌蛋白的合成和運輸為例）總結：細胞中各種細胞器的功能各不相同，但是某一項生命活動的完成并不只依靠一種細胞器，而是在各種細胞器密切合作。協(xié)調配合下才能完成的。缺少其中任何一種細胞器，生

13、命活動都不能完成。(二)、細胞的生物膜系統(tǒng)1、 概念：細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，在結構和功能上緊密聯(lián)系，形成的結構體系叫做生物膜系統(tǒng)2、各種生物膜的聯(lián)系（1）化學組成上的聯(lián)系 相似性：各種生物膜在組成成分的種類上基本相同，都主要有蛋白質和脂質組成 差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異，功能越復雜的生物膜中，蛋白質的種類和數(shù)量就越多（2）生物膜系統(tǒng)的結構聯(lián)系直接聯(lián)系：核膜、內質網膜和細胞膜是直接聯(lián)系的，在功能旺盛的細胞中有時線粒體膜也與內質網膜相連，生物膜之間的這種聯(lián)系增大了細胞內的膜面積，有利于細胞內的物質運輸。間接聯(lián)系：細胞膜、高爾基體、內質網間能通過囊泡進行相互轉化，以完成細

14、胞對蛋白質的合成、加工、轉運和分泌，體現(xiàn)了生物膜之間在功能上的聯(lián)系。3、生物膜系統(tǒng)的功能：使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內環(huán)境，同時在細胞與外界環(huán)境進行物質運輸，能 量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。許多重要的化學反應都在生物膜上進行，這些化學反應需要酶的參與，廣闊的 膜面積為多種酶提供了大量的附著位點。細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，如同一個個小小的區(qū)室，這樣就是的細 胞內同時能進行各種化學反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高度 有序的進行。六、.細胞器歸類小結：具有雙層膜結構的有： 線粒體 、葉綠體 、細胞核 無膜結構有： 核糖體 、中心體 與能量轉化有關的細胞器： 線粒體、葉綠體

15、 含色素的細胞器： 葉綠體、液泡 高等的植物細胞區(qū)別于動物細胞的結構： 葉綠體、 液泡、 細胞壁（不是細胞器） 動物和低等植物細胞區(qū)別于高等植物細胞的結構： 中心體 與分泌蛋白的形成相關的細胞器： 核糖體、內質網、高爾基體、線粒體 含有DNA的細胞器： 葉綠體、線粒體、細胞核含有RNA的細胞器： 葉綠體、線粒體、核糖體、細胞核 與植物細胞的有絲分裂有關的細胞器： 高爾基體、核糖體、線粒體 與動物細胞的有絲分裂有關的細胞器： 中心體、核糖體、線粒體 光學顯微鏡下能看到的細胞器： 葉綠體、液泡、線粒體 能產生水（代謝水）的結構：線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體能產生ATP的結構：線粒體、葉綠體、細

16、胞質基質與蛋白質合成與分泌有關的結構：核糖體（合成蛋白質或多肽鏈）、內質網（加工：折疊、組裝、加工糖基團等形成空間結構；運輸通道）、高爾基體（再加工：對蛋白質修飾加工、分類包裝以供運輸）、細胞膜（分泌蛋白的胞吐過程）、線粒體（蛋白質合成、加工、分泌過程的能量供應） 第三節(jié)：細胞核系統(tǒng)的控制中心1、 細胞核分布： 除高等植物成熟篩管細胞和哺乳動物成熟紅細胞等極少數(shù)細胞不含有細核 外，真核細胞都有細胞核（原核細胞無細胞核、無染色體、無核仁等結構， 只有擬核環(huán)形DNA）真核細胞絕大多數(shù)有一個細胞核，少部分細胞不止一個 例如：人體骨骼肌細胞含有數(shù)百個細胞核。二、細胞核的功能： 1、兩種美西螈細胞核移植

17、 取核 去細胞核 發(fā)育美西螈全是白色發(fā)育美西螈全是黑色 結論：美西螈的皮膚的顏色是由細胞核控制的。發(fā)育(慢)發(fā)育(快)2、 蠑螈受精卵橫溢實驗不分裂開始分裂無核有核分裂蠑螈的受精卵受精卵橫縊，一邊有核一邊無核將有核一邊的一個細胞核擠到無核的一邊結論：細胞的分裂和分化是由細胞控制的，沒有細胞核，細胞就不能分裂和分化3、變形蟲去核及核移植實驗結論：變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的，即細胞核是生命 活動的控制中心。4、傘藻嫁接與核移植實驗去帽切根換核生長生長換根結論：傘藻帽的形狀是由細胞核控制的，即生物的形態(tài)結構與細胞核有關細胞核的功能：是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心三、細胞核的結構 核膜：雙層