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高中生物教案二：解析真核细胞和原核细胞的结构与功能
高中生物教案二：解析真核细胞和原核细胞的结构与功能解析真核细胞和原核细胞的结构与功能细胞是构成生物体的基本单位，人们通过对细胞的研究揭示了生命活动的本质。
细胞可以分为真核细胞和原核细胞两大类，两者在结构和功能上存在较大区别。
本教案将从细胞的组成、结构和功能三个方面介绍真核细胞和原核细胞的异同，帮助学生更好地理解生命的奥秘。
一、细胞的组成细胞是生物体内的最小基本单位，能够自主生长、自主繁殖、自主代谢。
无论是真核细胞还是原核细胞，都由细胞膜、细胞质、核糖体和染色体等四个主要组成部分。
但是，真核细胞除此之外还有许多其他的细胞器，功能更加丰富。
二、细胞的结构（一）真核细胞的结构1.细胞核细胞核是真核细胞最显著、最重要的特征。
细胞核一般处于细胞的中心位置，由核膜、核孔、染色质和核仁等部分组成。
细胞核是控制细胞存活、生长和繁殖的中心，其中核糖体和染色质是最明显的结构。
2.质膜系统真核细胞中包括内质网、高尔基体和溶酶体等一系列复杂的质膜系统，它们都是由同一种原材料——内质网盘状结构——改造而成的，相互之间有联系，并且通过小泡在细胞内运输物质。
内质网是一种由膜组成的连续系统，可以参与蛋白质合成、糖合成和脂质代谢等过程。
高尔基体是内质网加工蛋白质的地方，在质膜系统中处于最上游的位置。
溶酶体是用于消化、代谢各种有机物质的酶体，包含了更多的水、蛋白质和酶类，是一种含有卵圆形的粒状体。
3.线粒体线粒体是真核细胞中一种非常重要的细胞器，它位于细胞内各个部位，并且在需要能量时进行细胞呼吸作用，产生ATP。
线粒体内液态物质称为基质，而线缩粒是线粒体的包膜。
4.液泡液泡是一个质膜包裹的空间，能够储存各种物质，包括水、无机盐和有机物等。
液泡在细胞代谢过程中扮演了非常重要的角色，可以吸收外界的营养物质并进行分解。
液泡还可以促进细胞的稳态，减轻细胞内部环境的变化。
5.细胞质骨架细胞质骨架是由细胞内三种直径不同的纤维蛋白组成的结构，分别是微观丝、中间丝和微管。
原核细胞和真核细胞
如何判断带有“ 菌” 字的生物哪些是细菌。凡是“ 菌”字前面有“杆”字、“球”字、“螺旋”及“弧”字的都是细菌。如大肠杆菌、肺炎球菌、霍乱孤菌等都是细菌。青霉菌、酵母菌等虽带“菌”字, 但之前没有“杆”、“球”、“螺旋”或“弧 ”等字眼, 不属于细菌, 而是真菌, 属于真核生物。乳酸菌是个特例, 它本属杆菌, 但往往把“杆”字省略, 所以仍属于细菌。带“藻”字的不一定都是原核生物, 如衣藻、团藻、小球藻、硅藻等，属于真核生物。
A C 练习
3、发菜在生物学的分类中属于( ) A、绿藻 B、蓝藻 C 、细菌 D、真核生物
4、下列说法与蓝藻无关的是( ) A、无核膜 B、在水域中产生“水华” C、有叶绿体能进行光合作用 D、颤藻，发菜、念珠藻都属于蓝藻
1：通过分析细胞学说的建立过程，你领悟到科学发现具有哪些特点？
四、细胞学说建立的意义
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间存在共同的结构基础。 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。
小结：１.细胞学说建立的过程
01
02
1543年，比利时的维萨里发表的《人体构造》 法国的比夏指出器官由组织构成
02
03
蓝 藻（如颤藻、蓝球藻、念珠藻、发菜）
04
放线菌（链霉菌） 衣原体 细菌 蓝 藻 支原体
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
细胞核
细胞质
生物类群
无核膜、核仁、 无染色体，有环状DNA分子，称为拟核
有核膜、核仁，DNA与蛋白质组成染色体
有核糖体，无其他复杂细胞器
细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体等
原核细胞和真核细胞的区别
原核细胞和真核细胞的区别细胞作为生命的基础，在生命活动中扮演着十分重要的角色。
细胞既是细胞生物的基础，又是生命生物体的构成部分。
细胞生物学(Biomaterialism)的诞生始于对生物学本质的探索，这是研究细胞生物学的核心。
细胞分为原核细胞和真核细胞。
原核细胞和真核细胞分别属于细胞器和细胞。
不同生物有不同的细胞类型和功能。
原核细胞质里面所有细胞构成的单位，在细胞质里面存在着各种酶和激素，并且这些酶和激素都可以合成多种细胞形态结构。
真核细胞就是所有细胞组成构成单位了，它是包括细胞器和细胞质中所有细胞形态结构。
1、构造原核细胞结构简单，仅由单细胞组成，它是细胞生命活动的物质基础。
它可以发生大量的 DNA 和 RNA。
原核细胞没有分裂过程，而是把大部分遗传物质直接带到原核细胞中来。
真核细胞包含许多原始胞器、胞质、细胞器和胚胎体。
原核细胞通常包含一些简单的结构和生理功能。
真核细胞由核仁组成，它的内部具有很多功能，如分化、复制、糖原合成、酶的合成、代谢、糖酵解等等。
原核在发育过程中也会产生某些功能。
真核没有分裂潜能。
2、细胞大小与数量一个真核细胞所具有的细胞数目一般是50个，甚至更多。
正常的植物中，真核细胞数在4~6个之间。
但由于细胞的增殖能力很强，同时也由于细胞数量过多，因而对环境有很强的适应能力，可以在短时间内大量增殖，这是原核细胞比真核细胞多出数倍。
由于细胞的增殖能力比较强，当组织在短时间内迅速增多时，它们很容易进入休眠状态。
因此，真核细胞常在短时间内突然增加数量。
随着时间的推移，数量将会减少。
但是由于真核细胞在体内还保持着自身的活力，所以可以在很短时间内完成多功能的工作。
也就意味着没有必要使用组织去再生一种类型或者维持一种数量限制。
3、膜蛋白与胞外膜膜蛋白(synthetic polymer, SP)即细胞膜上的一种蛋白，由胞膜上一层内皮细胞(veolar cell)通过纤毛的伸缩来收缩膜肌上的细胞壁，然后逐渐将细胞表面的糖原及蛋白(polymer)释放到胞外。
真核细胞与原核细胞的区别
真核细胞与原核细胞的主要区别是： ①真核细胞具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成的细胞核；原核细胞无核膜、核仁，故无真正的细胞核，仅有由核酸集中组成的拟核。 ②真核细胞的转录在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行，而原核细胞的转录与蛋白质的合成交联在一起进行。 ③真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器，原核细胞没有。 ④真核生物中除某些低等类群（如甲藻等）的细胞以外，染色体上都有5种或4种组蛋白与DNA结合，形成核小体 ；而在原核生物则无。 ⑤真核细胞在细胞周期中有专门的DNA复制期（S期）；原核细胞则没有，其DNA复制常是连续进行的。 ⑥真核细胞的有丝分裂是原核细胞所没有的。 ⑦真核细胞有发达的微管系统，其鞭毛（纤毛）、中心粒、纺锤体等都与微管有关，原核生物则否。 ⑧真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统，后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关；而原核生物却没有这种系统，因而也没有胞质环流和吞噬作用。 ⑨真核细胞的核糖体为80S型，原核生物的为70S型，两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。 ⑩真核细胞含有的线粒体，为双层被膜所包裹，有自己特有的基因组、核酸合成系统与蛋白质合成系统，其内膜上10~100纳米，原核生物细胞较小，大约1~10纳米。 12真核生物一般含有细胞器（线粒体和叶绿体等），原核生物的细胞器没有膜包裹。 13真核生物新陈代谢为需氧代谢（除了amitochondriats)，原核生物新陈代谢类型多种多样。 14真核生物细胞壁由纤维素或几丁质组成，动物没有细胞壁，原核生物真细菌中为肽聚糖。 15真核生物动植物中为有性的减数分裂式的受精、有丝分裂，原核生物通过一分为二或出芽生殖、裂变。 16真核生物遗传重组为减数分裂过程中的重组，原核生物为单向的基因传递。 17真核生物鞭毛为卷曲式，主要由微管蛋白组成，原核生物鞭毛为旋转式，由鞭毛蛋白组成。 18真核生物通过线粒体进行呼吸作用，原核生物通过膜进行呼吸作用。 19真核生物在进化上是单源性的，都属于三域系统中的真核生物域，另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性，因此有时也将这两者共同归于Neomura演化支。
真核细胞与原核细胞的比较分析
真核细胞与原核细胞的比较分析张海霞（普陀中学316000）除病毒以外，生物体都是由细胞构成的，根据有没有成型的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两类。
由真核细胞构成的生物为真核生物，原核细胞构成的生物为原核生物。
下面就真核细胞和原核细胞的细胞结构、细胞增殖方式、遗传和变异、同化作用类型和生态系统中的地位、生物实例等五项内容进行较为具体的比较分析。
1．细胞结构（1）细胞核：有无成型的细胞核是真核细胞和原核细胞最主要的区别。
由于真核细胞有有由双层单位膜组成的核被摸，因此有成型的细胞核，故被称为真核细胞。
在真核细胞的细胞核内有无膜的核仁，核仁与核糖体的组装有关。
染色质是真核细胞核内由DNA、蛋白质和少量RNA组成的丝状物质，是细胞中DNA的主要载体。
原核细胞的核被称为拟核，由于没有核被膜，因此没有成型的细胞核。
原核细胞的拟核只含有大型环状的裸露的DNA分子，不与蛋白质结合，因此不存在染色质。
原核细胞核中也不存在核仁。
（2）细胞质：真核细胞的细胞结构比较复杂，在细胞质中有复杂的细胞器，包括线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、溶酶体、中心体、核糖体等，各自分工合作，共同精细而高效地完成真核细胞的新陈代谢。
原核细胞中细胞器一般只有核糖体，尤其没有复杂的由膜结构构成的细胞器，因此原核细胞的细胞质中代谢活动主要在细胞溶胶中进行。
如：好氧性细菌的需氧呼吸不在线粒体中进行，蓝藻的光合作用也不在叶绿体中进行。
（3）细胞壁：植物细胞、真菌细胞都有细胞壁，原核细胞中细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、立克次氏体等也有细胞壁。
但是它们细胞壁的成分却往往不同，植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，原核细胞的细胞壁的成分是肽聚糖。
例1、下列关于细胞结构的说法中，正确的是（）A．细胞的细胞壁都可以通过纤维素酶把它分解掉B．同时具有中心体和叶绿体的细胞一般是低等植物细胞C．蓝藻在生物进化中起着重要作用是因为它具有叶绿体，能进行光合作用D．细胞中具有双层膜的结构是叶绿体和线粒体分析：该题的正确选项为B。
原核细胞与真核细胞的区别
原核细胞与真核细胞的区别细胞是构成生物体的基本单位，它们在结构和功能上存在着许多差异。
在生物界中，存在着两种主要类型的细胞，即原核细胞和真核细胞。
原核细胞与真核细胞之间的区别涉及到细胞的结构、基因组和代谢等方面。
下面将对这两种细胞进行详细比较。
一、细胞结构差异1. 原核细胞结构原核细胞的结构相对简单，通常由一个细胞膜、一个核区和一些细胞器组成。
细胞膜是由脂质和蛋白质构成的双层膜，并围绕着细胞的质地。
核区是细胞内的一块区域，其中包含着原核细胞的遗传物质DNA。
细胞器包括质体（原核细胞特有）、核糖体等，质体在原核细胞中扮演着合成和储存物质的角色，而核糖体则用于蛋白质的合成。
2. 真核细胞结构相比之下，真核细胞的结构更为复杂。
真核细胞具有细胞膜、细胞壁（某些情况下）、细胞质和细胞核等组成部分。
细胞膜是细胞的外部边界，控制物质的进出；细胞壁则应用于植物细胞，为细胞提供保护和支持。
细胞质是细胞内酶、溶液和细胞器的胞内支持体。
细胞核是真核细胞的突出特征，它含有大量的染色体和核仁，并负责基因的储存和表达。
二、基因组差异1. 原核细胞的基因组原核细胞的遗传物质DNA以环状的方式存在于核区。
这些DNA分子含有维持细胞功能所需的遗传信息。
原核细胞的基因组较小而简单，它们通常只有一个染色体，并且缺乏真核细胞中常见的后备复制。
2. 真核细胞的基因组真核细胞的基因组较大，通常由多个线性染色体组成。
真核细胞的遗传物质DNA存在于细胞核中，每个染色体上都含有许多基因。
此外，真核细胞还具有后备复制的能力，也就是有机会执行DNA修复、重新组装和复制等机制。
三、代谢差异1. 原核细胞的代谢特征原核细胞具有强大的代谢适应能力，能够在各种环境下生存。
它们可以利用阳光、化学物质或有机物来产生能量。
原核细胞的代谢途径包括发酵、光合作用和呼吸作用。
光合作用仅在光照条件下发生，而呼吸作用是一种有氧或无氧的代谢途径，用于产生能量。
2. 真核细胞的代谢特征真核细胞拥有更为复杂和高效的代谢系统。
原核细胞及真核细胞演化历程对比
原核细胞及真核细胞演化历程对比细胞是所有生物体的基本结构单位，它能够完成生命的各项活动。
根据细胞内部的结构组织和性质的不同，细胞可以分为两大类：原核细胞和真核细胞。
原核细胞是最早出现的一类细胞，它们缺乏细胞核和细胞器，而真核细胞则包含有核和各种细胞器。
原核细胞及真核细胞的演化历程有着明显的对比，下面将对它们的演化历程进行详细的对比分析。
首先，原核细胞是最早出现的细胞类型之一。
它们没有细胞核，细胞的基因组直接位于细胞质中。
原核细胞的大小通常很小，细胞形态较为简单。
最早出现的原核细胞主要是一种原始的原核生物，例如细菌和古细菌。
原始的原核生物在早期地球上占据了主导地位，它们能够在各种极端环境下存活和繁殖，具有很强的适应性。
原核细胞的遗传物质是以环状DNA形式存在的，位于细胞质中的核糖体是细胞内蛋白质合成的场所。
真核细胞相对于原核细胞而言是后来出现的一类细胞。
真核细胞的最大特点就是包含有细胞核，这使得真核细胞能够在其中进行复杂的基因转录和调控。
这一特点使得真核细胞能够对内外环境作出相对复杂的应答和调节机制，从而增加了生物的适应能力。
此外，真核细胞还包括多个细胞器，如线粒体、高尔基体、内质网等，这些细胞器各自负责不同的功能，协同工作使得细胞能够更高效地完成各项代谢和生理过程。
在真核细胞的演化历程中，可以观察到一些关键事件。
最早期的真核细胞是通过一种现象级的生物事件——内共生现象逐渐形成的。
内共生是指两个物种的共生关系，其中一个物种进化为另一个物种的细胞器。
例如，线粒体就是由一个原核细胞吞噬了一个能氧化物质的细菌后形成的。
通过内共生，线粒体成为了真核细胞中负责能量供应的细胞器，这使得真核细胞具备了更高效的能量利用能力。
此外，真核细胞中细胞核的出现也是一个重要的演化事件。
细胞核是真核细胞包含有核膜的结构，它使得真核细胞的遗传物质得以有序分离和复制。
细胞核的出现使得真核细胞能够产生更复杂的生命现象，例如细胞分裂、基因转录和表达等。
原核细胞和真核细胞的区别
原核细胞与真核细胞除上述差异外，还有以下差异：真核细胞有内膜系统，原核细胞无;真核细胞有细胞骨架，原核细胞无;真核细胞的分裂有细胞周期，原核细胞无;真核细胞主要进行有丝分裂和减数分裂，原核细胞无等。
原核细胞与真核细胞除有差异外，也有相同的地方，如都有细胞膜结构，细胞质结构，翻译共用一套密码子等。
在学习过程中易出现的错误：
原核细胞与真核细胞的比较是肽聚糖和胞壁酸，还有脂多糖、脂蛋白等成分。细胞壁除对细胞有保护作用外，还对物质交换起部分调节作用，其成分还与抗原性、致病性等方面有关。真核细胞中动物细胞没有细胞壁，植物细胞的细胞壁成分主要是纤维素和果胶，起支持和保护作用。
2.细胞核与染色体水平
(1)把病毒当成原核生物。因为它们没有细胞结构，所以既不是原核细胞也不是真核细胞。
(2)单细胞动物，如常见到的草履虫、变形虫等都是真核生物。
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真核生物
原核生物
真核细胞—— “真正的核” 原核细胞—— “原始的核” 未成形的细胞核，称为拟核
这两类“核”到底有何区别？
拟核与细胞核区别主要有以下两点：
a、拟核没有核膜，没有核仁； b、拟核中没有染色体，只有DNA
注：染色体由蛋白质和DNA组成
原核细胞
原核生物
典型生物：蓝藻 细菌 放线菌 支原体 衣原体 立克次氏体
记忆口诀：一藻二菌三体
真核细胞 真核生物 典型生物：植物，动物，真菌等
注意：酵母菌，霉菌是真核生物
①细菌：凡“菌”字前带有“杆”、“球”、“弧”、 “螺旋”等形容性状的都是细菌（如“乳酸杆菌”为 细菌）比如： ②蓝藻：内含藻蓝素和叶绿素，可进行光合作用，包括 蓝球藻、颤藻、鱼腥藻、发菜、念珠藻等。 ③放线菌：“链霉菌”属于放线菌，为原核生物。 ④支原体：为最小的原核生物，无细胞壁。 ①植物：包括藻类植物（如衣藻、水绵、小球藻、绿藻、 红藻、褐藻等）等。 ②动物：包括单细胞的原生动物（如变形虫、草履虫、 疟原虫等）等。 ③真菌：包括食用菌（如：蘑菇、香菇、木耳等）、霉 菌（根霉、青霉菌等）、酵母菌等。
核糖体（合成蛋白质）
（原核生物中的细菌中的绝 大多数是营寄生或腐生生活 的异养生物）
常见的几种蓝藻
颤藻
蓝球藻
念 珠 藻
原核细胞和真核细胞的比较
简单一点说,原核细胞与真核细胞的 主要不同地方有以下三点：
a.有核区无核膜 b.有DNA无染色体 c.有核糖体无其他细胞器
类别 细胞大小
原核细胞
真核细胞
细 菌
蓝 藻
衣 原 体
放 线 菌 （ 链 霉 菌 ）
支 原 体
立 克 次 氏 体
以蓝藻为例，具体说明原核生物的 一些基本特征。 宏观 蓝 藻 当以细胞群体出现时，如： 水体富营养化——水华 状如发丝、呈黑蓝色——发菜
没有成形的细胞核,有拟核——环状DNA
微观： 藻蓝素和叶绿素——能进行光合作用
细胞质:
非细胞结构：病毒
当堂检测：
1.下列生物中属于原核生物的一组是（ A ） ①蓝藻 ②酵母菌 ③草履虫 ④小球藻 ⑤水绵 ⑥青霉 ⑦葡萄球菌 ⑧链霉菌 A. ①⑦⑧ B. ①②⑥⑧ C. ①③④⑧ D.①②⑥⑦⑧ 2.组成染色质和染色体的主要物质（ B ） A. DNA和RNA B. 蛋白质和DNA C. 蛋白质和RNA D. DNA和脂类
第二节 细胞的类型和结构
1、原核细胞与真核细胞的异同 是什么？ 2、细胞膜的组成成分？
3、细胞膜的结构特性？
4、细胞膜的功能？
细菌
蓝藻
原核细胞
细胞膜
细胞质
拟核 细胞核 真核细胞
一、原核细胞与真核细胞
细胞的种类多种多样（细胞的多样性） 我们可以根据有无以核膜包被的细胞核 分为：
真核细胞
细胞 原核细胞
较小（1μm～10μm） 较大（10μm～100μm）
细胞核
不 同 点
无核膜、核仁、 有核膜、核仁， DNA与蛋白质组成 无染色体，有环状 DNA分子，称为拟核 染色体
有核糖体，无其他 复杂细胞器 蓝藻、细菌、放线 菌、支原体、衣原 体等 有核糖体、线粒体、 等细胞器 动物、植物、真菌、 原生生物
细胞质
破伤风杆菌
葡萄球菌
霍乱弧菌
衣藻
草履虫
水螅的刺细胞
变形虫
红细胞内疟原虫
根霉
青霉菌
酵母菌
生物类群
相同点 （1）都有相似的细胞膜和细胞质
（2）都有与遗传关系密切的DNA分子
依据生物体结构，整个生命世界可以区分为：
原核生物：蓝藻、细菌、放线菌、乳酸 菌、根瘤菌 细胞结构 动、植物 真核生物 单细胞原生动物 （变形虫、 草履虫等) 真菌 (霉菌、酵母菌、 食用菌 ) DNA病毒（噬菌体） RNA病毒（烟草花叶病毒）