生命中的化學市公開課金獎市賽課一等獎課件

細胞是生命基本形態(tài)。細胞是包含了全部生命信息和表達生命全部基本特點獨立生命單位。對細胞結構和活動研究是生命科學主要基礎。

生命組織單元——細胞第1頁原核細胞—細菌，藍藻真核細胞 二者差異非常大進化觀點漸進式進化內共生細胞類別第2頁1、大腸桿菌2、念珠藻3、小球藻4、酵母菌5、火絲菌6、眼蟲7、分生組織細胞8、柵欄組織薄壁細胞9、驢蹄草葉表皮細胞和保衛(wèi)細胞10、大鼠肝細胞11、腎近曲小管上皮細胞12、成纖維細胞13、人紅細胞14、人精子15、哺乳動物橫紋肌細胞16、平滑肌細胞17、神經細胞體第3頁直觀一個受精卵成年人（約嬰兒30倍）嬰兒（約2萬億個細胞）細胞發(fā)育示例第4頁一、細胞大?。╱m）與數目最小細胞 支原體：直徑100nm最大細胞是鳥類卵細胞 鴕鳥蛋：直徑150mm最長細胞 神經細胞：神經纖維長度>1m棉花、麻纖維（單個細胞）：10cm第5頁細胞體積與面積動植物細胞直徑：10100μm細胞核直徑：830μm

要求：體積容納本身生存和繁殖所必需核酸、蛋白質等面積確保能夠從環(huán)境中取得充分營養(yǎng)和水分第6頁細胞觀察1000 變形蟲 肉眼或放大鏡500 眼蟲 肉眼或放大鏡200 人卵 肉眼或放大鏡100 硅藻 肉眼或放大鏡 10 藍藻 光學顯微鏡 5 人精子頭部 光學顯微鏡 1 葡萄球菌 光學顯微鏡0.1 支原體 電子顯微鏡0.05 噬菌體T2 電子顯微鏡0.01 小病毒和蛋白質 電子顯微鏡第7頁1、細胞大小和機能是相適應 神經細胞長神經信號傳導

卵細胞體積大存放營養(yǎng)物質（供胚胎發(fā)育）2、有機體體積與細胞數目相關 新生兒約有2×1012 成年人約有6×1013

依據細胞數目劃分： 單細胞生物 多細胞生物第8頁原核生物主要特點：1.遺傳物質僅一個環(huán)狀DNA2.無核膜3.無細胞器,無細胞骨架4.以無絲分裂或出芽繁殖代表生物:支原體,細菌,藍藻,螺旋藻第9頁細菌模式圖第10頁三大結構體系：真核生物膜系統:質膜,內膜系統,細胞器細胞核系統:遺傳信息表示系統骨架系統:細胞質、細胞核等骨架系統第11頁原核細胞和真核細胞比較細胞大小染色體細胞核細胞器內膜系統微梁系統細胞分裂轉錄和翻譯較小(1-10μm)較大(10-100μm) 一條DNA。不與蛋白質聯結。幾條染色體。與蛋白質聯結在一起。核區(qū),無核膜核仁 有核膜和核仁無有簡單復雜無 微管和微絲二分體,出芽分裂有絲分裂

同一時間和地點不一樣時間和地點第12頁二、細胞結構細胞膜（CellMembranes）細胞壁（CellWall）細胞質（Cytoplasm）細胞核（Nucleus）動物細胞植物細胞第13頁動物細胞模式圖第14頁細胞壁（CellWall)葉綠體（Chloroplast)大液泡（Vacuole)胞間連絲（Plasmodesmata)植物細胞特有細胞結構第15頁植物細胞模式圖第16頁細胞膜第17頁細胞膜功效

保護細胞—結構、形狀物質交換—轉運物質信息傳遞—如神經信號傳導能量交換—如化學能生物能運動—促進運動免疫—專一性抗原受體第18頁細胞壁植物細胞質膜外圍 初生壁 次生壁功效：機械支撐生長、分化細胞識別抗病第19頁細胞壁圖示第20頁細胞質細胞液細胞器細胞溶質（胞液，cytosol） --細胞之內處于各個細胞器官之外區(qū)域。胞液占細胞體積55%左右。包含上千種酶，用于糖酵解（glycolysis）和糖異生（gluconeogenesis）過程催化及糖、脂肪酸、氨基酸生物合成.胞液一樣含有結構骨架—細胞骨架（cytoskeleton）：保持細胞形狀，組織生化反應，幫助細胞運動。第21頁細胞液植物胞液電子顯微鏡照片第22頁各種細胞器

線粒體（功效：能量轉換，細胞復制，生存）

葉綠體（功效：光合作用）

內質網（功效：細胞復制，生存）

高爾基體

溶酶體

細胞骨架

核糖體第23頁細胞核真核細胞中細胞控制中心包含遺傳信息（染色質）與細胞質中其它細胞器通訊第24頁線粒體形態(tài)結構功效半自主性能量轉換器，細胞動力工廠第25頁電鏡下線粒體照片第26頁線粒體形態(tài)結構外膜（outermembrane)內膜（innermembrane)嵴（crista)基質（matrix)膜間隙（intermembranespace)第27頁線粒體主要功效

線粒體進行氧化磷酸化，產生ATP，是細胞“動力工廠”。第28頁葉綠體形態(tài)結構功效：光合作用能量轉換器第29頁線粒體和葉綠體半自主性

1.腔內都有成環(huán)狀DNA,70S核糖體。2.它們都能自行分化。3.但部分蛋白質還要在胞質內合成第30頁基本類型功效內質網單層膜形成囊狀、泡狀和管狀結構第31頁粗面內質網（rER)光面內質網（sER)內質網基本類型第32頁蛋白質合成脂類合成蛋白質修飾新生多肽折疊與組裝內質網功效第33頁形態(tài)結構功效高爾基體電鏡下高爾基體是細胞內物質運輸交通樞紐第34頁高爾基體形態(tài)結構動物：位于細胞核一側植物：分散與整個細胞之中扁平小囊、小泡或大泡第35頁蛋白質修飾與加工（糖基化等）蛋白質分揀蛋白質和脂運輸蛋白質分泌等多糖合成（如粘液）高爾基體功效第36頁溶酶體結構單層膜包圍球體

由高爾基體斷裂產生含有大量酶消化生物大分子溶酶體標志酶是酸性水解酶第37頁溶酶體和高爾基體第38頁結構類型

依據溶酶體處于完成其生理功效不一樣階段，大致可分為：初級溶酶體（primarylysosome)次級溶酶體（secondarylysosome)殘余小體（residualbody)第39頁溶酶體功效與食物泡融合，將細胞吞噬進食物或致病菌等大顆粒分解為生物大分子，將殘渣排出細胞；自噬：去除無用生物大分子、衰老細胞器及衰老損傷和死亡細胞，為新細胞產生創(chuàng)造條件。防御功效比如：1.兩棲類發(fā)育過程中蝌蚪尾巴退化；2.哺乳動物斷奶后乳腺退化性改變等過程都與溶酶體相關。第40頁細胞骨架Cytoskeleton胞質骨架：微絲核骨架：核纖層

核基質微管中間纖維第41頁細胞骨架功效

形態(tài)構建細胞運動物質運輸能量交換信息傳遞細胞分化細胞質中各種細胞器、酶和蛋白質都固定在細胞骨架上第42頁細胞骨架蛋白質微管蛋白-鞭毛、纖毛肌動蛋白微絲與細胞質流動相關中間纖絲-支撐和運動功效第43頁細胞質骨架微絲微管中間纖維第44頁微絲

微絲（肌動蛋白纖維）是指真核細胞中由肌動蛋白組成骨架纖維。第45頁微絲功效肌肉收縮微絨毛應力纖維胞質環(huán)流和阿米巴運動胞質分裂環(huán)第46頁微管成份

微管由α、β兩種類型微管蛋白亞基組成，兩種蛋白形成微管蛋白二聚體,是微管裝配基本單位。第47頁微管形態(tài)

微管是由微管蛋白二聚體組成長管狀細胞器結構，微管壁由13根原纖維排列組成，微管可裝配成單管、二連管（纖毛和鞭毛中）、三連管（中心粒和基體中）第48頁微管功效維持細胞形態(tài)細胞內運輸鞭毛運動與纖毛運動紡錘體和染色體運動基粒與中心粒第49頁核糖體

核糖體是合成蛋白質細胞器,它主要成份是蛋白與RNA,其唯一功效是按照mRNA指令用氨基酸合成多肽鏈。第50頁核糖體顯微照片第51頁質膜（plasmamembrane)內質網(endoplasmicreticulum)高爾基體（Golgibody)溶酶體（lysosome)線粒體（mitochondria)葉綠體（chloroplast)生物膜系統第52頁（1）類脂（Lipid):質膜結構分子骨架，主要是磷脂質膜分子結構第53頁流動鑲嵌模型第54頁（1）流動分子雙層內外層脂與蛋白質不盡相同；糖鏈均在外表面（識別，免疫）。

生物膜特征(2)不對稱性第55頁細胞核骨架第56頁遺傳信息表示系統核被膜染色質和染色體核仁核糖體第57頁核被膜核被膜可分為三個區(qū)域：核外膜（outernuclearmembrane）：面向胞質，附有核糖體顆粒，與內質網相連。核內膜（innernuclearmembrane）：面向核質，表面無核糖體顆粒，膜上有特異蛋白，為核纖層提供結合位點。核孔（nuclearpore）：在內外膜融合處形成環(huán)狀開口。又稱核孔復合體，是選擇性雙向親水通道.第58頁核被膜結構第59頁第60頁染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體第61頁染色質與染色體

染色質(chromatin)是指間期細胞內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少許RNA組成線性復合結構，是間期細胞遺傳物質存在形式。

染色體（chomosome）是指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中，由染色質聚縮而成棒狀結構。第62頁染色質基本結構單位第63頁多級螺線管模型螺線管核小體第64頁第65頁染色體第66頁三、細胞過程分子運輸DNA復制增殖蛋白質合成細胞代謝細胞信號傳導第67頁分子運輸被動運輸（高濃度→低濃度） 梯度擴散：小分子（氧，二氧化碳） 經過載體蛋白運輸主動運輸（低濃度→高濃度，耗能） 針對離子、生物大分子（蛋白質，核酸，多糖） —細胞外秘（胞吐） —細胞內吞（胞吞）第68頁主動運輸和被動運輸第69頁內吞

第70頁吞噬t-淋巴細胞吞噬入侵大腸桿菌第71頁DNA復制第72頁增殖與分化有絲分裂減數分裂有絲分裂與減數分裂關系有絲分裂一次，2個二倍體減數分裂兩次，4個單倍體第73頁蛋白質合成第一步 DNA→RNA轉錄第二步 RNA→Protein翻譯第74頁細胞代謝細胞能量ATP（三磷酸腺苷）驅動生化反應、主動運輸光合作用將太陽光、CO2轉化為糖、O2、ATP細胞呼吸動物細胞經過細胞呼吸產生能量第75頁細胞信號傳導

生物體中存在大量功效各異細胞協同工作細胞通訊兩類信號傳導化學信號傳導物理接觸信號傳導第76頁信號傳導方式化學信號傳導

物理接觸傳導第77頁細胞增殖與分化細胞繁殖（cellreproduction）：細胞生命一個基本特征，單細胞生物以此繁殖后代，而多細胞生物是依賴它來完成個體發(fā)育，它是細胞分化基礎，即組織、器官、系統形成基礎。細胞分化（celldifferentiation）：胚胎細胞分裂后未定型細胞或簡單可塑性細胞，在形態(tài)和化學組成上向專一性或特異性方向轉化，演變?yōu)樘囟毎愋瓦^程。細胞增殖、分化、死亡是多細胞生物個體發(fā)育過程中三項基本生命活動。第78頁細胞分裂有絲分裂單細胞生物繁殖多細胞生物生長減數分裂第79頁有絲分裂（M期）早中期后中期早后期后后期末期前期第80頁有絲分裂