细胞的基本结构

光 学 显 微 镜
亚显微结构
0.2μm 显微结构
扫描电子显微镜 0.2nm
细胞骨架
微丝（肌动蛋 白）
微管
Microbubules
Microfilamemts
Intermediate filaments
图中可以看到在动物和植物细胞中有很多结构：线粒体、 高尔基体、内质网、核糖体等，它们都有特定的形态结构 并各自完成专有的功能，我们把它们统称为细胞器。
中心体
46页
如何获得各种细胞器？
分离各种细胞器：差速离心法 P44
一、细胞器之间的分工
• 1、线粒体： • 结构 • 双层膜（外膜、内膜）、膜间隙、 嵴、基质。
An TEM image of mitochondrion（透射电镜图）
嵴
线粒体超微结构（扫描电镜图）
嵴
• 功能： • 有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活 动提供能量 • ∴也叫细胞的“动力车间”
• 预测：蛔虫体细胞中线粒体含量多 还是少？
德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动 物的一部分细胞中线粒体的数量
肝细胞 950个 肾皮质 细胞 400个 平滑肌 细胞 260个 心肌 细胞 12500个 动物冬眠状态 下的肝细胞 1350个
1、心肌细胞的线粒体数量最多，为什么？
心肌运动量大、不停收缩，需要的能量多
向豚鼠的胰腺腺泡细胞 注射3H标记的亮氨酸， 记录一段时间后，被标 记的氨基酸先后出现的 位置。
豚鼠的胰腺腺泡细胞
放射性氨基酸的作用？ P48讨论
3分钟后
17分钟后
117分钟后
放射性同位素标记法显示不同时间段分泌蛋白的去向
合成分泌蛋白的流程图：
氨基酸 核糖体 线粒体：提供能量 高尔基体：交通枢纽作用 合成多肽 有特定 功能的 蛋白质 分泌出细胞 细胞膜 成熟的 蛋白质 包在囊泡中 高尔基体 加工修饰包装
3.进行细胞间信息交流
细胞膜直接接触传递信息
细胞分泌的化学物质间接传 递信息
细胞间形成通道进行信息交流
三、细胞壁 植物细胞:纤维素 + 果胶 原核细胞：肽聚糖
第二节 细胞器——系统内的分工合作
一件优质产品，通过各车间和部 门之间的配合生产出来。
细胞内也存在类似的部门或车 间吗？你能举出例子吗？
多肽链 内质网 加工
有一定空间结 构的蛋白质
包在囊泡中
• 分泌蛋白的合成和分泌需要哪些细胞器参与？
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 • 分泌蛋白的合成和分泌需要哪些膜性细胞器参 与？ 内质网、高尔基体、线粒体 • 分泌蛋白的合成和分泌需要哪些细胞结构？
• 分泌蛋白的合成、运输、分泌过程中，经过了 哪些细胞器？ 核糖体、内质网、高尔基体 • 分泌蛋白的合成、运输、分泌过程中，经过了 哪些细胞结构？
• 内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加 后减少，细胞膜面积增加
三、细胞的生物膜系统 1、定义：49页 书P50/4 2、生物膜在结构上的联系
（ห้องสมุดไป่ตู้）直接联系
（2）间接联系
3、生物膜在功能上紧密联系
4、作用：49页
细胞膜： 使细胞内部环境稳定、物质运输、能量转换、信息传递 化学反应：生物膜为多种酶提供了附着位点 生物膜使细胞器分隔开，保证细胞内能够同时进行多种化 学反应，细胞生命活动高效、有序的进行。
三、原核细胞和真核细胞的比较 大小、细胞壁、细胞器、细胞核、遗传物质、生物类群
四、动物细胞和植物细胞的比较 动物细胞 植物细胞
不同点
有中心体 无叶绿体 有细胞壁 低等植物有中心体 大液泡 叶绿体
相同点
内质网、高尔基体、溶酶体、 线粒体、 核糖体
中心体
• 结构：无膜结构，由一对垂直排列的中心粒组成 • 分布：动物细胞&低等植物细胞 • 功能：与细胞有丝分裂有关，形成纺锤丝。
5.溶酶体
• • • •
结构：单层膜 分布：动、植物细胞 成分：含多种酸性水解酶 功能：P46
• （1）吞噬自体衰老、损伤的细胞器 • （2）吞噬外源有害物质 e.g.病毒、 病菌
基 粒
类囊体
基粒
• 成分 • 与光合作用有关的酶（基质&类囊体膜上），色素 （在类囊体膜上）少量DNA、RNA、核糖体。
• 功能 • 绿色植物进行光合作用的场所 • ∴也叫“养料制造车间”、“能量转 换站” • 所有植物的任何部位都有叶绿体？
• 存在部位 • 绿色植物叶肉细 胞、幼茎皮层细 胞。
• （3）参与细胞凋亡 育、蛙类尾的消失
e.g.胎儿手的发
6.液泡（中央大液泡）
• 结构：单层膜
• 分布：成熟的植物细 胞
• 成分：细胞液：水、 糖类、无机盐、色素、 蛋白质
• 功能：调节渗透压， 使植物细胞保持坚挺 P46
• 7.内质网
• 结构：单层膜连接形成的网状结构 • 类型： 粗面内质网： 表面有核糖体附着
P41
细胞破裂后细胞内物质流出，如何分开 细胞膜和细胞质中的其他结构？
离心
2、成分：
在制得的细胞膜成分中加入双缩脲试剂，产生 紫色反应； 脂溶性物质更容易通过细胞膜，非脂溶性物质 通过细胞膜非常困难。
实验表明： 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。 脂质: 磷脂最丰富 蛋白质：细胞膜行使功能。功能越复杂的细胞膜， 蛋白质种类和数量越多。
黑色
决定美西螈体色的遗传物质 来自哪一条美西螈?
提供细胞核的黑色美西螈
生物体性状的遗传主要由谁控制？
克隆羊“多莉”的诞生
母绵羊A 母绵羊B
乳腺细胞 （体细胞）
未受精的 卵细胞
细胞融合 提取细胞核
重组细胞 发育成胚胎 去核卵细胞
胚胎移植
母绵羊C 的子宫
“多莉”
(1)．用婴儿头发沿着蝾螈受精卵 的正中缚扎成2个半球状，使细胞 核处于一侧。结扎不要太紧，要 留下一条狭窄的细胞质桥，将有 核的一半和无核的一半联结起来 (2)．有核的一半开始分裂 (3)．有核的一半继续正常地分裂， 进行早期的胚胎发育；而无核的 一半不能分裂 (4)．待有核的一半分裂到16细胞 期时，把结扎的头发放松一些， 让一个细胞核横穿细胞质桥逸入 到无核的那个半球中去 本实验说明：细胞核的作 (5)．收紧发环，使细胞质桥断离 (6)．分离后的两部分都能各自发 用？ 育成正常的胚胎，只是其中一个 细胞核控制细胞的分裂、 小些，在发育的时间上延迟了一 些。 分化
• 不同生物以及同一生物的不同组织、器官， 由于代谢程度不同，线粒体的数量有所差 别 • 体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或 病变细胞的线粒体多还是少？
• 分布： • 普遍存在于动植物、真菌细胞中，新 陈代谢旺盛的细胞中含量多。
2.叶绿体
• 形态： • 扁平的椭圆形
• 结构 • 双层膜（外膜、内膜）、基质、基粒（由 若干类囊体垛叠形成）
光面内质网： 表面无核糖体附着 粗： 对蛋白质进行加工 • 功能： 光： 合成脂质
分布：
无细胞的蛋白合成体系
mRNA
无细胞的蛋白合成体系
mRNA
加入内质网
• 8.高尔基体
囊泡
• 结构：单层膜，排列整齐的扁平膜囊 • 特点：囊泡 • 功能： • 动物：对来自内质网的蛋白质进行加工、 分类、包装，与动物细胞的分泌物有关 • 植物：参与合成纤维素，与细胞壁形成 有关。 • 分布：真核细胞
2、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态 下多，为什么？
冬眠时动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏 代谢加强，耗能多
3、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什 么有关？ 细胞新陈代谢旺盛程度
• 一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多 一些；飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量比不 飞翔鸟类的多；运动员肌细胞线粒体的数 量比缺乏锻炼的人多。 • 线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平 滑肌细胞中多。
线粒体膜、叶绿体膜上的蛋白质种类相同吗？ 线粒体内膜和外膜上蛋白质种类相同吗？
二. 细胞膜的功能
P42
• 1.将细胞与外界 环境隔开
原始地球环境
• 用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤， 汤却是红色的。这说明细胞膜有何功能？ • 观察DNA、RNA分布的实验中，加盐 酸的目的？
• 2.控制物质进出细胞
二、细胞核的结构 P53
细胞核的冰冻蚀刻电镜照片
核膜&核孔
核孔电镜照片
核孔结构模式图
核膜：把核内物质与细胞质分开
核孔功能：大分子物质进出细胞核的通道
核仁：与rRNA和核糖体的形成有关
染色体
＝ ？
染色质
DNA分子 蛋白质分子
压缩7倍
DNA
染色质
蛋白质
压缩6倍
染色质螺旋盘绕
压缩40倍
染色质进一 步螺旋盘绕
资料2 蝾螈受精 卵横缢实验
资料3
变形虫分割实验
哺乳动物红细胞在成熟过程中失去细胞核后， 细胞器们命运如何？失去细胞核的红细胞还能 生长和分裂吗？ 说明细胞核的功能？ 结论：细胞核是细胞生命活动的控制中心
资料4
伞藻嫁接与核移植实验
本实验说明: 细胞核的作用？
归纳：细胞核的作用
即：细胞核控制着细胞的代谢和遗传
压缩5倍
染色体
染色质
组蛋白
DNA
染色体
染色质：因容易被碱性染料染成深色而得名。54
染色质： 极细的丝状物 染色体： 染色质高度螺旋化，缩短变粗
细胞分裂结束时
细胞分裂时
• 染色质（体）由什么组成？形态如何？
• DNA+蛋白质
• 染色质和染色体是同一种物质吗？
• 染色质和染色体是同种物质在细胞不同 时期的两种存在状态。 P54 • 原核生物的遗传物质是染色体吗？ • 原核生物：DNA 真核生物：染色体 • 原核生物和真核生物谁更容易发生基因 突变？原因？
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞核、 细胞膜
核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜
• 分泌蛋白的合成与分泌过程中，直接参与的 细胞结构？ • 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 • 分泌蛋白的合成与分泌过程中，间接参与的 细胞结构？ • 细胞核、线粒体 • 在分泌蛋白运输的过程中，内质网膜、高尔 基体膜、细胞膜的面积随时间如何变化？
动植物细胞比较 动物细胞 植物细胞
有细胞壁 低等植物有中心体 大液泡 叶绿体
不同点
有中心体 无叶绿体
相同点
内质网、高尔基体、溶酶体、 线粒体、 核糖体
细胞器归类《步步高》P33 归纳提炼★★
• 从分布看：植物特有 叶绿体、液泡 • 动物、低等植物特有 中心体 • 真原核共有 核糖体 • 从结构看：无膜 核糖体、中心体 • 单层膜 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 • 双层膜（双层膜的细胞器？） 线、叶 线、叶、 • （双层膜的细胞结构？） • 从成分看：含DNA 线粒体、叶绿体 • 含RNA 线粒体、叶绿体、核糖体 • 含色素 叶绿体、液泡
重点比较：P46图
来自粗面内质网未经Ｍ修饰的膜蛋白 高尔基体 放射性标记的物质M 温育一段时间 结果：高尔基体中间膜囊中出现被放 射性标记的经M修饰的膜蛋白。
内质网
核糖体
中心体
高尔基体
双 层 膜
线粒体
液泡
溶酶体
叶绿体
二. 细胞器之间的协调配合
实验：分泌蛋白的合成和运输
分泌蛋白：在细胞内合成、 分泌到细胞外发挥作用的蛋 白质
菟丝子
3.核糖体
三肽
• • • •
形态结构：颗粒状，无膜结构 成分：蛋白质+RNA 功能：合成蛋白质 分布：原核、真核细胞都有
• 核糖体
位于细胞质基质，合 游离核糖体： 成胞内的结构蛋白 附着在内质网表面， 附着核糖体： 合成胞外的分泌蛋白
附着核糖体
游离核糖体
分泌蛋白（胞外）
结构蛋白（胞内）
4.中心体
细胞的基本结构 第1节 细胞膜——系统的边界
• 伊红为什么不会逸出细胞？本实验说 明了什么？
• 说明细胞作为一个完整的系统，有边 界存在，且这个边界和细胞的生命关 系密切
请从下面细胞中选出适合研究细胞膜的 细胞，并说明理由
高等动物细胞
高等植物细胞
细菌
哺乳动物成熟的红细胞
一. 细胞膜的成分
• 1.制备方法
细胞核
• 与能量转换有关的细胞器 • 叶绿体、线粒体
• 能复制的细胞器 • 叶绿体、线粒体、中心体 • 动植物都有，但功能不同的细胞器 • 高尔基体
第三节 细胞核——系统的控制中心
资料１美西螈的核移植实验
黑美西螈 胚胎细胞
取核
白美西螈
白美西螈 卵细胞
去核
黑美西螈
核移植
由融合细胞发育来的美 西螈个体的体色?
• 材料：
• ①动物细胞没有细胞壁 可以避免细胞膜与其它膜结构混在一起,从而提取
• ②哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和其他细胞器， 到纯度较高的细胞膜。
• 如何获取细胞膜？
2.实验原理：哺乳动物成熟红细胞吸水胀破
生理盐水 蒸馏水 浓盐水
蒸馏水
部分吸水涨破的红细胞 正常红细胞
红细胞稀释液
人正常&涨破的红细胞