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1、细胞的结构和功能苏教必修一第三章第一页，共八十四页。二).细胞学说的创立1838年,德国植物学家施来登(Schleidon)提出植物都是由细胞构成的。1839年,动物学家施旺(Schwan)提出了动植物都是细胞的集合体，形成了细胞学说(Cell theory).结合其他科学家的观点，细胞学说基本要点为:1.细胞是一个相对独立的生命活动基本单位.2.所有的细胞都是由细胞分裂或融合而来.3.一切动植物有机体都是由细胞构成的.第二页，共八十四页。细胞学说建立的意义：细胞学说建立的意义：v细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，使人们认识到各种生物之
2、体结构的统一性，使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础；间存在共同的结构基础；v细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。第三页，共八十四页。红细胞红细胞白细胞白细胞正在分裂的正在分裂的植物细胞植物细胞口腔上皮细胞口腔上皮细胞洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞第四页，共八十四页。肌肉细胞肌肉细胞神经细胞神经细胞噬中性粒细胞噬中性粒细胞卵细胞卵细胞精子精子红细胞红细胞第五页，共八十四页。细胞壁细胞壁植物植物细细胞有胞有细细胞壁，胞壁，动动物物细细胞胞则则没有没有结结构成分：构成分：纤维纤维
3、素、果胶素、果胶功能：支持和保功能：支持和保护护，维维持持细细胞的正常形胞的正常形态态第六页，共八十四页。第七页，共八十四页。细胞膜的结构1 1、化学成分：2、结构：具有一定的流动性4、细胞膜的结构特点：（1）磷脂双分子层形成基本支架。（2）蛋白质：保护和润滑作用，识别作用等3、糖被糖蛋白：主要有磷脂和蛋白质分子组成。覆盖、镶嵌、贯穿磷脂双分子层。第八页，共八十四页。 时间：时间：1919世纪末世纪末 1895 1895年年 人物：欧文顿（人物：欧文顿（人物：欧文顿（人物：欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton） 实验：用实验：用实验：用实验：用500
4、500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的细胞膜的化学成分细胞膜的化学成分第九页，共八十四页。磷脂分子结构亲水性（头）亲脂性（
5、尾）磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，成的分子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪部是亲水的，脂肪酸酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。第十页，共八十四页。19171917年年LangmuirwaLangmuirwa将将磷磷脂脂溶溶于于苯苯和和水水中中，当当苯苯挥挥发发完完以以后后，磷磷脂脂分分子子分分布布散散乱乱，经经过过推推挤挤，磷磷脂脂分分子子排排列列成成单单层层，而而且且其其磷磷酸酸基基团团的的极极性性头部都浸入水中。头部都浸入水中。亲水亲水端端疏水疏水端端磷脂是一种由磷脂是一种由甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸和磷酸所组成和磷酸所组成的分子，磷酸的分子
6、，磷酸“头头”部是亲水的，部是亲水的，脂肪酸脂肪酸“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。第十一页，共八十四页。磷脂分子可以在空气和水的界面上磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层展开为一层将许多磷脂分子放在水面上将许多磷脂分子放在水面上第十二页，共八十四页。19251925年，年，Gorter Gorter 和和Grendel Grendel 对血影的研究对血影的研究 抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测总面积分子层，聚拢后测总面积b b。把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，反复冲洗后只留细胞膜（血影），把反复冲洗后只
7、留细胞膜（血影），把这些破碎的膜铺在水面上，测定出红这些破碎的膜铺在水面上，测定出红细胞的表面积细胞的表面积a a。测定结果：测定结果：b=2ab=2a细胞膜是由双层磷脂分子组成的。细胞膜是由双层磷脂分子组成的。第十三页，共八十四页。用磷脂分子的结构特点和所处环境，磷脂分子在下列三种情况用磷脂分子的结构特点和所处环境，磷脂分子在下列三种情况中的排列方式中的排列方式亲水端疏水端平铺于水面上平铺于水面上磷脂分子置于水中磷脂分子置于水中两个水槽两个水槽“隔板隔板”的孔隙的孔隙第十四页，共八十四页。水溶液水溶液水溶液水溶液很多细胞是球体，在细胞的内外有一些液体，很多细胞是球体，在细胞的内外有一些液体，
8、这些液体是水溶液，磷脂分子又会怎样排布这些液体是水溶液，磷脂分子又会怎样排布呢？呢？第十五页，共八十四页。细胞膜化学成分的补充细胞膜化学成分的补充vJ. Danielli & H. Davson 1935 发现细胞膜的表面张力比油水界面的张力低得多，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。推测膜中含有蛋白质 。v科学家用蛋白酶处理细胞，发现细胞膜被科学家用蛋白酶处理细胞，发现细胞膜被破坏了，这又说明了细胞膜中有蛋白质。破坏了，这又说明了细胞膜中有蛋白质。第十六页，共八十四页。三明治模型三明治模型vJ. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-
9、明-暗三层结构(如图)，厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。 第十七页，共八十四页。变形虫任何部位可以伸出伪足，说明细胞膜具有怎样的特点？第十八页，共八十四页。1970年Frye和Edidin人-鼠细胞融合实验荧光标记 蛋白质人细胞人细胞诱导融合鼠细胞鼠细胞40分钟后370C结论：细胞膜具有一定的流动性！结论：细胞膜具有一定的流动性！第十九页，共八十四页。电 镜 下 的 细 胞 膜第二十页，共八十四页。 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架，蛋白质分子覆盖在磷脂双分子层外侧、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层。糖蛋白：保护、润滑和识
10、别作用细胞膜的结构细胞膜的结构流动镶嵌模型流动镶嵌模型 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。第二十一页，共八十四页。磷脂分子的运动磷脂分子的运动第二十二页，共八十四页。v主要成分：磷脂、蛋白质、多糖等主要成分：磷脂、蛋白质、多糖等v结构特点：具有一定的流动性结构特点：具有一定的流动性第二十三页，共八十四页。（1）界膜的屏障作用细胞膜的功能（2）控制物质运输（3）控制信息传递第二十四页，共八十四页。细细胞膜以内、胞膜以内、细细胞核以外胞核以外细胞质细胞质细细胞胞质质基基质质主要成分：水、无机主要成分：水、无机盐盐离子、离子、脂脂
11、类类、糖、糖类类、氨基酸、氨基酸、各种各种酶酶等等主要功能：新主要功能：新陈陈代代谢谢的主要的主要场场所，所，为为新新陈陈代代谢谢提供必需的提供必需的物物质质和和环环境条件境条件细细胞器胞器线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体内质网、高尔基体内质网、高尔基体液泡、溶酶体液泡、溶酶体核糖体、中心体核糖体、中心体细胞器之间的协调配合细胞器之间的协调配合第二十五页，共八十四页。细胞核细胞核储存和复制遗传物质储存和复制遗传物质DNADNA的主要场所的主要场所球形或卵形球形或卵形结构：结构：核膜核膜核仁核仁染色质染色质（双层膜、有核孔、有酶）（双层膜、有核孔、有酶）（无膜、（无膜、RNARNA）（DNADNA、
12、蛋白质）、蛋白质）细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心第二十六页，共八十四页。细胞核细胞核核膜核膜核质核质核仁核仁核孔核孔染色质染色质第二十七页，共八十四页。植物细胞植物细胞原核细胞和真核细胞原核细胞和真核细胞细菌细胞细菌细胞第二十八页，共八十四页。原核细胞与真核细胞的区别原核细胞与真核细胞的区别类别原核细胞真核细胞细胞大小较小（一般为110 m）较大（一般为2030 m）细胞壁肽聚糖纤维素和果胶细胞膜蛋白质含量大、功能多蛋白质含量相对少细胞质除核糖体外，无其他细胞器。细菌一般有质粒有核糖体、线粒体等多种复杂的细胞器细胞核无真正的细胞核，无核膜，无核仁。有拟
13、核有真正的细胞核，有核膜、核仁染色体只有一条裸露的环状DNA（不与RNA、蛋白质结合）一个细胞有多条DNA，和RNA、蛋白质结合在一起组成染色体分裂简单的二分裂有丝分裂生物类群细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次氏体真菌、植物、动物第二十九页，共八十四页。第三十页，共八十四页。第三十一页，共八十四页。氧气，二氧化碳氧气，二氧化碳氮气，苯氮气，苯水，甘油，乙醇水，甘油，乙醇氨基酸氨基酸葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸大分子和氢离子、钠大分子和氢离子、钠离子等离子等合成的脂双层合成的脂双层离子为什么不能自由扩散通过膜离子为什么不能自由扩散通过膜第三十二页，共八十四页。第三十三页，共八十四页。
14、第三十四页，共八十四页。总结协助扩散的特点！总结协助扩散的特点！第三十五页，共八十四页。总结协助扩散的特点！总结协助扩散的特点！第三十六页，共八十四页。主动运输主动运输物质物质逆浓度梯度逆浓度梯度进出细胞，从低浓度一侧进出细胞，从低浓度一侧运输到高浓度一侧，运输到高浓度一侧，需要载体需要载体，也，也需要能需要能量量。如：。如：Na+ .K+.Ca2+.Mg2+.I-等离子等离子葡萄糖进入小肠上皮细胞葡萄糖进入小肠上皮细胞第三十七页，共八十四页。运输方式浓度梯度是否需载体是否耗能 举例自由扩散 协助扩散主动运输否要要否否要H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯、脂肪酸等葡萄糖进入红细胞无机盐离子、
15、氨基酸高 低高 低低 高比较三种跨膜运输的方式第三十八页，共八十四页。渗透系统装置渗透系统装置漏斗漏斗管内管内液面液面为什为什么会么会升高升高？单位体积内的水分子数：单位体积内的水分子数：烧杯（清水）烧杯（清水） 漏斗（蔗糖溶液）漏斗（蔗糖溶液）单位时间内水分子透过的数量：单位时间内水分子透过的数量：烧杯烧杯漏斗漏斗 漏斗漏斗烧杯烧杯所以，漏斗液面升高所以，漏斗液面升高第三十九页，共八十四页。细胞膜细胞膜细胞内溶液细胞内溶液如果将装置中的漏如果将装置中的漏斗换成细胞将如何斗换成细胞将如何？第四十页，共八十四页。半透膜内侧有蔗糖液半透膜内侧有蔗糖液半透膜外侧有清水半透膜外侧有清水半透膜半透膜渗透
16、系统装置渗透系统装置成熟的植物细胞与外界溶液可以构成渗透系统。成熟的植物细胞与外界溶液可以构成渗透系统。原生质层内侧有细胞液原生质层内侧有细胞液原生质层外侧有外界溶液原生质层外侧有外界溶液成熟的植物细胞成熟的植物细胞原生质层原生质层原生质层原生质层外界溶液外界溶液细胞液细胞液鸡蛋膜鸡蛋膜( (半透膜半透膜) )蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水第四十一页，共八十四页。v半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜半透膜：一些物质半透膜：一些物质（分子直径小）（分子直径小）能透过，而另一些物质能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。不能透过的多孔性薄膜。选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜膜选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然第四十二页，共八十四页。细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层半透膜半透膜细胞液细胞液外界溶液外界溶液浓度差浓度差植物细胞失水和吸水的情况是怎样
