细胞的基本结构 (2)

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1、不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 19世纪末 欧文顿实验 欧文顿是通过对现象的推理分析 还是通过膜 成分的提取和鉴定来提出假说的 根据该实验 欧文顿提出什么假说 脂溶性物质容易通过细胞膜 所以膜是由脂质组成的 推理分析 二 细胞膜的成分和结构 1 对生物膜结构的探究历程 1 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子由甘油 脂肪酸和磷酸组成 其磷酸 头部 是亲水的 脂肪酸 尾部 是疏水的 20世纪初 科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 发 现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解 也会被蛋白酶分解 该实验说明了什么问题 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质 2 水 空气 磷脂分子在细胞膜中的排列为连续的

2、两层 水 水 水 水 水 水 A BC B 3 罗伯特森电镜实验 蛋白质 脂质 蛋白质 单位膜结构模型 的主要内容是什 么 亮 暗 膜中的脂质分 子排列为连续的两 层 蛋白质分子覆 盖在脂质两边 暗 静态统一模型 4 罗伯特森的细胞膜静态结构能说明白细胞吞噬 病菌的过程 细胞分裂 细胞的质壁分裂与复原现 象等生命现象吗 单位膜结构模型有什么缺陷 静态的结构 蛋白质均匀分布在磷脂两侧 不能 5 19世纪末欧文顿 用500多种物质对植物细胞进 行上万次的通透性实验 膜由脂质组成 1925年 两位荷兰 科学家 从细胞膜中提取脂质 铺成单 层分子 面积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质 为连续的两层 195

3、9年 罗伯特森 电镜下看到细胞膜由 暗 亮 暗 的三层结构构成 生物膜为三层 静态统一结构 1970年 弗雷和 埃迪登 荧光染料标记实验 细胞膜具有流 动性 1972年 桑格和 尼克森 在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌 模型 20世纪初 某科学家 从哺乳动物红细胞中分离出细 胞膜 并分析其成分 膜的主要成分是 脂质和蛋白质 6 覆盖 镶嵌 贯穿 2 细胞膜的流动镶嵌模型 磷脂双 分子层 磷脂分子 糖蛋白 糖被 蛋白质分子 基本骨架 覆盖 1 磷脂双分子层 膜的基本骨架 其中 脂质包括 磷脂 主 要的 胆固醇 糖 脂 2 膜蛋白 蛋白质分 子 膜功能的主要 体现者 膜蛋白镶嵌 覆盖 贯穿

4、于磷脂 双分子层中 3 磷脂双分子层具 有流动性 大多数蛋 白质分子可以运动 7 糖蛋白 糖被 1 组成 由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成 保护润滑 消化道 呼吸道上皮细胞表面的糖 蛋白 血型鉴定 免疫反应 细胞识别 糖被是细胞识别的物质基础 2 作用 8 3 与生活联系 细胞癌变过程中 细胞膜成分改 变 产生甲胎蛋白 AFP 癌胚抗原 CEA 甲胎蛋白是胎儿肝细胞产生的一种特殊蛋白 糖蛋白 它是胎儿血清的正常成分 临床上发现肝癌细胞能合成甲胎蛋 白 因此 原发性肝癌病人血清中 甲胎蛋白明显升高 近期 常用放射免疫法 RIA 定量测定甲胎蛋白 肝癌阳性率 达90 左右 癌胚抗原为消化道肿瘤的辅

5、助诊断指标 是一种富含多 糖的蛋白复合物 胎儿早期的消化管及某些组织均含有合成 CEA的能力 但孕六个月以后含量逐渐减少 出生后含量极低 但在某些恶性肿瘤患者的血清中又可发现其含量有异常升 高 它对肿瘤的诊断预后复发判断有意义 9 研究细胞膜成分的分析方法 关于组成细胞膜的基本成分 最初是用脂质溶剂 和蛋白酶处理细胞膜来确定的 1 若用脂质溶剂处理细胞 发现细胞膜被溶解 脂 质分子进入到溶剂中 说明膜中含有脂质分子 2 若用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构 说明细胞 膜的化学组成中有蛋白质 对于一些具体的组成成分 可采用相应酶的处理 来确定 如用卵磷脂酶处理细胞可破坏细胞膜 证明 膜中有卵磷脂存在

6、 10 二 细胞膜的功能 1 1 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜保障了细胞内 部环境的相对稳定 2 控制物质进出细胞 11 胞间连丝 3 3 进行细胞间的信息交流 进行细胞间的信息交流 发出信号的细胞靶细胞 与膜结合的信号分子 例 精子与卵细胞之 间的识别和结合 细胞间信息交流的方式多种多样 垂体对甲状腺的控制 12 细胞膜的结构与功能特性 结构特点 功能特性 一定的流动性 选择透过性 构成细胞膜的 磷脂分子和蛋 白质分子不是 静止的 而是 可以运动的 变形虫的变 形运动 细 胞融合 胞 吞 胞吐 植物对离子 的选择性吸 收 神经细 胞对K 的吸 收和Na 的 排出 温度 在一 定范围内 细胞

7、膜的流 动性随温度 升高而增大 内因 细胞膜 上载体的种类和 数量 外因 温度 pH O2 等影响呼吸作用 的因素 13 四 细胞壁 成分 纤维素和果胶 功能 支持和保护 特点 全通透性 14 黑美西螈白美西螈 卵细胞胚胎细胞 去细胞核取核 1 美西螈核移植实验 黑色个体 美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的 一 细胞核功能的实验研究 第2节 细胞核 系统的控制中心 15 2 蝾螈受精卵横缢实验 没有细胞核 细胞不能分裂 分化 头发丝 无核一半 停止分裂 有核一半 继续分裂 将细胞核 挤到无核 一半 这一半 也开始 分裂 这一半 发育速 度慢 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 16 3 变形

8、虫去核 细胞核是细胞生命活动的控制中心 17 4 伞藻的嫁接和核移植实验 细胞核与生物体形态结构的构建有关 细胞核与生物体形态结构的构建有关 细胞质 细胞核 细胞核 18 多莉羊的诞生 19 美西螈的肤色是由细胞核控制的 细胞核控制着细胞的分裂 分化 细胞核是细胞生命活动的控制中心 生物体形态结构的建成主要与细胞 核有关 细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心 20 蛋白质 间期 分裂期 核膜 核仁 染色质 染色体 外膜 内膜 核孔 解旋 双层膜 把核内物 质与细胞质分开 与某种RNA的合成以 及核糖体的形成有关 实现核质之间频繁的 物质交换和信息交流 由DNA和蛋白质组成 是DNA 基因 的主要

9、载体 DNA是遗传信息的载体 二 细胞核的结构 螺旋化 变粗 变短 21 细胞核功能 细胞核是遗传物质 DNA 储存和复制的场所 是 细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心 因此 细胞核 控制着细胞的生活 决定着细胞的性状 它是细胞结 构中最重要的部分 总 结 22 一 细胞质的结构和功能 细胞质 基 质 成分 功能 是活细胞进行新陈代谢的主要场所 细胞器 水 无机离子 脂类 糖类 氨基酸 核 苷酸和多种酶等 线粒体 内质网 核糖体 高尔基体 液泡 溶酶体 中心体 第3节 细胞器 系统内的分工合作 叶绿体 23 分离细胞器 低速离心 收集沉淀 收集沉 淀 悬浮沉淀高速离心 24 动植物亚显微结构 2

10、5 线粒体 双层膜 是细胞进行 有氧呼吸的主要场所 细胞生命 活动所需能量的95 来自线粒体 基 粒 嵴 基质内膜 外膜 线粒体 叶绿体 双层膜 是绿色植 物细胞进行光合作用的场所 基粒 基质 外膜 内膜 1 线粒体和叶绿体 二 细胞器的分工 26 内膜向内折叠形成嵴 有氧呼吸的第二 三 阶段 与有氧呼吸有关的酶 分布于内膜和基质 由类囊体薄膜堆叠而成基粒 完成光合作用的全过程 与光合作用有关的酶 分布于类囊体膜和基质中 比 叶绿素 类胡萝卜素 分布在类囊体薄膜上 无 27 均具有双层膜结构 既有水参与 又有水生成 均具有能量转换功能 都含磷脂 蛋白质 少量的DNA和RNA等 能够转录 翻 译

11、形成自身的部分蛋白质 控制细胞质遗传 共同参与了自然界的碳循环 比 28 相对独立的遗传性 由于线粒体和叶绿体含有自己的蛋白质合成 体系 DNA RNA 核糖体及有关的酶等 因而能合成 自身的蛋白质 但不能合成自身的全部蛋白质 有一部 分蛋白质是由细胞核内DNA控制合成的 而且它们的DNA 的复制与表达还要受到细胞核DNA的控制 数量的增减 线粒体和叶绿体的数量随着细胞的新陈代谢强度 而变化 在新陈代谢旺盛的细胞中 它们数量会通过复 制分裂而增多 在代谢减弱的细胞中 它们的数量会减 少 其数量的增减与细胞的分裂不同步 29 1 原理 叶绿体呈绿色的椭球形或球形 不需染色 制 片后直接观察 线粒

12、体呈无色棒状 圆球状等 用健那绿染成 蓝绿色后制片观察 健那绿染液是专一性对线粒体染 色的活体染料 可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色 而 细胞质接近无色 30 3 方法步骤 2 实验材料 新鲜的藓类的叶 人类口腔上皮细胞 31 4 实验现象与结论 1 叶绿体的颜色是 色的 形态是 2 健那绿染料是专一性染线粒体的 细 胞染料 可使线粒体呈现出 色 3 线粒体的形态为 绿 扁平的椭球形或球形 活 蓝绿 短棒状 粒状 32 1 为什么用健那绿染液染色 2 健那绿染液为什么要溶于生理盐水中 3 实验材料为什么要用藓叶 健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料 可 使活细胞中的线粒体呈蓝绿色 线粒体可在健那

13、绿染 液中维持活性数小时 人体口腔上皮细胞在生理盐水中才能维持正常 生命活动 藓类植物 如葫芦藓 墙藓 黑藻 的叶子薄而小 叶绿体清楚 可取整片小叶制片 4 叶绿体的分布与光照的关系 33 内质网是由膜连接而成的 网状结构 细胞内蛋白质合成 和加工 粗面内质网 及脂质 合成 滑面内质网 的 车间 2 内质网和高尔基体 与动物细胞分泌物的形成有 关 与植物细胞壁的形成有关 高尔基体主要是对来自内 质网的蛋白质进行加工 分类 和包装的 车间 和 发送站 34 5 5 核糖体 核糖体 有附着型的 有游离型的 是细胞内蛋白 质的合成场所 6 溶酶体 溶酶体 是细胞的 消 化车间 内部含有多种水 解酶

14、能分解衰老 损伤的 细胞器 白细胞的溶酶体能 杀死侵入细胞的病毒或病菌 原生动物借助溶体消化摄 入的食物 35 与生活的联系 新宰的畜 禽 如果马上把肉做熟了吃 肉老而口味不好 过一段时间再煮 肉反而鲜嫩 这与溶酶体有关 职业病 硅肺 因为溶酶体内缺乏分解硅尘 的酶 而硅尘却能破坏溶酶体膜 使其中水解酶释放 破坏细胞结构 36 内有细胞液 含有糖类 无机盐 色素和蛋白质 调节 植物内环境 维持渗透压 保 持细胞的坚挺 7 液泡 细胞液 见于动物和某些低等植物 的细胞 由两个互相垂直排列 的中心粒及周围的物质组成 与细胞的有丝分裂有关 8 中心体 37 细胞器归纳总结分类 双层膜 单层膜 无膜

15、结构 植 植 动 植 动植 动 低植 基粒 基质 酶 色素 DNA 嵴 基质 酶 DNA 色素 糖类 无机盐等 光合作用的场所 有氧呼吸主要场所 参与细胞分泌 水和养料的仓库 维持细胞形态 细胞壁的形成有关 有机物合成的车间 加工和运输的通道 蛋白质合成的场所 参与细胞有丝分裂 溶酶体水解酶的仓库 38 各细胞器分工合作的实例 分泌蛋白 唾液淀粉酶 血红蛋白 胃蛋白酶 消化酶 抗体 呼吸酶 光合作用有关酶 胰岛素 血浆蛋白 生物 膜的组成蛋白 辨 辨 下列蛋白质哪些属于分泌蛋白 三 细胞器的协调配合 与胞内蛋白的不同点 作用部位不同 分泌蛋白分泌到细胞外起作用 如抗体 消化酶和一些激 素 细胞

16、内蛋白则在细胞内起作用 如有氧呼吸酶 光合作用酶及构成细胞 的结构蛋白等 合成部位不同 分泌蛋白是由粗面内质网上附着的核糖体所合成的 由粗 面内质网加工 而细胞内蛋白是由细胞质基质中核糖体所合成的 加工则与 滑面内质网有关 39 用3H标记亮氨酸 示踪分泌蛋白的分泌路径 40 41 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 细胞膜 与分泌蛋白形成有关细胞器有 与分泌蛋白形成有关结构有 与分泌蛋白形成有关膜结构 与多肽链合成有关的细胞器有 直接参与分泌蛋白形成的细胞器有 混 42 随着分泌蛋白的不断分泌 相关结构 的膜面积如何变化 思 考 43 内质网 蛋白 质的合成和加 工 脂质的合 成 蛋白质等 的运输通道 高尔基体 是 对来自内质网 的蛋白质加工 分类 包装 的 车间 及 发送站 线粒体 有氧 呼吸的主要场 所 为细胞生 命活动提供能 量 中心体 与动 物细胞的有丝 分裂有关 核糖体 合成 蛋白质场所 溶酶体 分解衰老 损伤的细胞器 细胞器之间的协调配合 44