高中生物 细胞的结构与功能竞赛辅导课件.ppt

细胞细胞是生命的基础细胞是生命的基本单位Ø 生命的基本形态Ø 生命活动的基本单位Ø 生命信息复制、加工、表达的场所细 胞原核细胞—衣原体，支原体， 蓝藻，细菌，放线菌真核细胞两者差别非常大细 胞 类 别细胞的形态细胞大小（um）与数目• 最小的细胞 支原体：直径100 nm • 最大细胞是鸟类的卵细胞 鸵鸟蛋：直径150mm • 最长的细胞 神经细胞：神经纤维长度 > 1 m棉花、麻纤维（单个细胞）：10 cm一一. .原原 核核 生生 物物主要特点：1.遗传物质仅一个环状DNA 2.无核膜 3.无细胞器,无细胞骨架 4.以无丝分裂或出芽繁殖代表生物:支原体,细菌,兰藻,螺旋藻(人类未 来的蛋白质食物新来源)• 细菌的形态学分类球菌 杆菌 螺旋菌（包括弧菌 ）淋病球菌大肠杆菌弧形霍乱菌细菌模式图细菌模式图G+G-厚薄肽聚糖层•原核微生物的结构与功能——细胞壁结构：1.保护：屏障、机械保护2.是细胞生长、分裂和运动所必须的3.赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌 体的敏感性等功能：• 细胞壁——革兰氏染色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染操作过程结果 ：G+菌经乙醇处理不脱色，呈紫色； G-菌经乙醇处理脱色，呈红色。

原核微生物的结构与功能——原生质体1.细胞膜：2.贮藏物：4.特殊的休眠结构:硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等控制运输、维持渗透压、合成 细胞壁、着生鞭毛等3.核区（拟核）芽孢（内 生孢子） 5.其它：气泡、伴孢晶体、孢囊等蛋白质晶体的一种毒素 ，对多种昆虫具有毒杀 作用核糖体： 约含5000~50000个部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细 胞质中沉降系数为70S由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成 30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感 ，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素敏 感原核微生物的结构与功能——细胞壁外结构1.糖被：2.鞭毛：3.菌毛（纤毛）：4.性毛：保护、屏障、储存、吸附、信号识别运动吸附参与传递遗传物质三大结构体系：二二. .真真 核核 生生 物物膜系统: 质膜, 内膜系统, 细胞器细胞核系统: 遗传信息表达系统骨架系统: 细胞质、细胞核等骨架系统动物细胞模式图植物细胞模式图二、真核细胞的结构与功能细胞的基本结构细胞的基本结构细胞壁（植物细胞具有）细胞 细胞膜（质膜 ）原生质体 细胞质细胞核原生质(protoplasm) 指组成原生质体（或细胞）的有生命物质，是细胞生命活动的物质基础。

•细胞壁（Cell Wall)•叶绿体（Chloroplast) •大液泡（Vacuole) •胞间连丝（Plasmodesmata)植物细胞特有的细胞结构植物细胞特有的细胞结构(一).细胞壁1．细胞壁的分层胞间层——主要由果胶质组成初生壁——主要由纤维素和果胶质组成次生壁——主要由木质素和纤维素组成2．细胞壁的特化木化（木质素） 角化（角质） 栓化（木栓 质） 矿化（Si、Ca）①初生纹孔场（primary pit field） 指在植物细胞的初生壁上未增厚的区域 ②纹孔(pit) 指在植物细胞的次生壁上未增厚的区域③胞间连丝 指穿过相邻细胞的细胞壁的原生质细丝纹孔和胞间连丝的存在使得多细胞有机体成为一个统一的整体3．纹孔和胞间连丝细胞壁的分层纹孔的类型柿胚乳细胞的胞间连丝•质膜（plasma membrane)•内质网(endoplasmic reticulum)•高尔基体（Golgi body)•溶酶体（lysosome)•线粒体（mitochondria)•叶绿体（chloroplast)( (二二). ).生物膜系统生物膜系统（1）类脂（Lipid):质膜结构的分子骨架， 主要是磷脂质膜质膜的分子结构的分子结构流动镶嵌模型（1）流动分子双层内外层的脂与蛋白质不尽相同；糖链均在外表面（识别，免疫）。

生物膜特性生物膜特性( 2 )不对称性细胞膜功能•物质交换 — 转运物质•能量交换 — 如化学能生物能•信息传递 — 如神经信号传导•保护细胞 — 结构、形状• 运动 — 促进运动• 免疫 — 专一性抗原受体一.被动运输 物质跨膜运输的方式(一)、简单扩散 ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需 要提供能量；③没有膜蛋白的协助特点是：(二)、协助扩散特点是：①比自由扩散转运速率高； ②存在最大转运速率； ③有特异性载体蛋白主要有离子载体和通道蛋 白两种类型 1.离子载体 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，提高所 转运离子的通透率，多为微生物合成，是微 生物防御被捕食或与其它物种竞争的武器 2.通道蛋白又称离子通道或门通道 平时一般处于 关闭状态，仅在特定刺激下才打开，且 是瞬时开放瞬时关闭，在几毫秒的时间 里，一些离子、代谢物或其他溶质顺着 浓度梯度自由扩散通过细胞膜二.主动运输1.由ATP直接供能 ①钠钾泵 Na+-K+ATP酶 Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸 化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲 和力发生变化其总的结果是每一循环消耗一 个ATP；转运出三个Na+，转进两个K+。

工作原理Na+-K+泵作用是：①维持细胞的渗透性，保 持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内 环境，维持细胞的静息电位 乌本苷、地高辛等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵 的活性;Mg2+和少量膜脂能提高其活性.②钙离子泵 在质膜和内质网膜上 P型离子泵:其原理与钠钾泵相似，每分解 一个ATP分子，泵出2个Ca2+ 钠钙交换器:属于反向协同运输体系，通过钠 钙交换来转运钙离子 ③质子泵 1、P-type：如植物细胞膜上的H+泵、H+-K+ATP酶 （位于胃表皮细胞，分泌胃酸） 2、V-type：位于溶酶体膜、动物细胞的内吞体、 高尔基体的囊泡膜、植物液泡膜上3、F-type：F型质子泵位于细菌质膜，线粒体内膜 和叶绿体的类囊体膜上， 2.协同运输 协同运输:是一类靠间接提供能量完成 的主动运输方式它包括: ①同向协同:②反向协同物质运输方向与离子转移方向相同 如动物小肠细胞每转移一个Na+吸收一个葡萄糖 在某些细菌中，乳糖的吸收每转移一个H+吸收一个 乳糖分子物质运输方向与离子转移的方向相反 Na+的进入胞内伴随者H+的排出 三 .1、质体:与同化产物的合成、积累和贮藏相关的一类细胞器，具双层膜的结构。

植物细胞特有的细胞器1）叶绿体（含叶绿素）——光合作用外膜、内膜、基质、基质片层、基粒含少量DNA、核糖体（2）白色体 造粉体（积累淀粉）造油体（贮藏脂肪）造蛋白体（积累蛋白质）（3）有色体 含胡萝卜素、叶黄素 质体的相互转化白色体的类型与功能三种质体的转换结构：内膜、外膜，内膜内折--嵴、基粒（ATP酶复合体 ）液态基质含少量DAN、核糖体功能：细胞呼吸和能量代谢中心2、线粒体①rER 功能：是蛋白质合成的场所和运输通道②sER 功能：脂肪和糖元的代谢3、内质网 单层膜形成的囊腔和管道系统由 rRNA和蛋白质构成的核蛋白体，无膜包被 ，合成蛋白质的场所 类别：①游离核糖体 ②附着核糖体 4、核糖体结构：单层膜围成的扁平囊泡 5、高尔基体功能：蛋白质的修饰和分泌；植物细胞分裂时参与细胞板的形成6、溶酶体 单层生物膜的泡状结构，含多种水解酶，胞内消化作用,细胞自溶，防御等 溶酶体与疾病二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后被巨噬细 内吞噬，含有矽尘的吞噬小体与溶酶体合并成 为次级溶酶体二氧化硅与溶酶体膜的磷脂或 蛋白形成氢键，导致吞噬细胞溶酶体崩解，细 胞本身也被破坏，矽尘释出，后又被其他巨噬 细内吞噬，如此反复进行。

受损或已破坏的巨 噬细胞释放“致纤维化因子”，并激活成纤维细 胞，导致胶原纤维沉积，肺组织纤维化1．矽肺2．肺结核 结核杆菌不产生内、外毒素，也无 荚膜和侵袭性酶但是菌体成分硫 酸脑苷脂能抵抗胞内的溶菌杀伤作 用，使结核杆菌在肺泡内大量生长 繁殖，导致巨噬细胞裂解，释放出 的结核杆菌再被吞噬而重复上述过 程，最终引起肺组织钙化和纤维化 7、液 泡渗透调节；贮藏；消化作用 8、微 体：单层膜构成的泡状结构过氧化物酶体——参与光呼吸乙醛酸循环体——参与乙醛酸循环，（将脂肪转化为糖类）过氧化物酶体在动物中①参与脂肪酸的β氧化，大鼠肝细胞过氧 化物酶体在服用降脂灵后，酶浓度升高10倍②具 有解毒作用，因为过氧化氢酶能利用H2O2将酚、甲 醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精1/4是在 过氧化物酶体中氧化为乙醛在植物中：①参与光呼吸作用，②在萌发的种子中 ，进行脂肪的β-氧化三).细胞核• 真核细胞中的细胞控制中心• 包含遗传信息（染色质）• 与细胞质中的其它细胞器通 讯 遗传信息表达系统遗传信息表达系统•核被膜 •染色质和染色体•核仁核被膜核被膜核被膜可分为三个区域：•核外膜（outer nuclear membrane）：面 向胞质，附有核糖体颗粒，与内质网相连 。

•核内膜（inner nuclear membrane）：面 向核质，表面无核糖体颗粒，膜上有特异 蛋白，为核纤层提供结合位点•核孔（nuclear pore）：在内外膜的融合 处形成环状开口又称核孔复合体，是选 择性双向亲水通道.核核 被被 膜膜 结结 构构染染 色色 体体短臂着丝粒长臂DNA染色单体癌细胞具表达端粒酶活性的能力染色质的结构组成染色质的结构组成核小体串珠螺线管超螺线管染色体螺线 管核小 体染色体分类图示染色体分类图示常染色质：折叠疏松、凝缩程度低，处于伸展 状态，碱性染料染色时着色浅具有转录活性 的染色质一般为常染色质异染色质：折叠压缩程度高，处于凝集状态， 经碱性染料染色着色深其DNA中重复序列多 ，复制较常染色质晚其中部分异染色质是由 原来的常染色质凝集而来，还有一些异染色质 除复制期外，在整个细胞周期中均处于集缩状 态巴氏小体：雌性哺乳动物细胞中的一条 异固缩化的X染色体核仁的结构与功能核仁的结构与功能（１）纤维中心（２）致密纤维组分（３）颗粒组分核仁是rRNA合成、加工和核糖体亚 单位的装配场所.（四）细胞骨架 Cytoskeleton •微丝•核纤层核基质微管中间纤维胞质骨架：核骨架：细胞骨架功能 • 形态构建• 细胞运动• 物质运输• 能量交换• 信息传递•细胞分化细胞质中各种细 胞器、酶和蛋白 质都固定在细胞 骨架上细胞骨架蛋白质细胞骨架蛋白质微管蛋白- 鞭毛、纤毛微丝-肌动蛋白-与细胞质流动相关中间纤丝-支撑和运动功能细细 胞胞 质质 骨骨 架架微丝微管中间纤维微管的成分微管的成分微管由α、 β两种类型的微 管蛋白亚基组成 ，两种蛋白形成 微管蛋白二聚体, 是微管装配的基 本单位。

微管的形态微管的形态微管是由 微管蛋 白二聚体组 成的长管状细胞器 结构，微管壁由13 根原纤维排列组成 ，微管可装配成单 管、二连管（纤毛 和鞭毛中）、三连 管（中心粒和基体 中）秋水仙素和长春花碱能阻断微管组装低 温或Ca2+存在时，微管趋于去组装紫杉 酚能促进微管的装配, 并使微管稳定存在 但破坏微管正常功能以上药物均可以 阻止细胞分裂，可用于癌症的治疗微管纤维处于动态的组装和去组装 状态，这是实现其功能所必需的过 程（如纺锤体）1.维持细胞形态2.细胞内运输3.鞭毛运动与纤毛运动微管的功能微管的功能4.纺锤体和染色体运动5.基粒、中心粒微微 丝丝微丝（肌动蛋白纤维 ）是指真核细胞中由 肌动蛋 白组成的骨架纤维微丝的功能微丝的功能1.肌肉收缩2.微绒毛3.胞质分裂环4.胞质环流和变形运动中间纤维中间纤维• 中间纤维蛋白合成后，基本上均组装 为中间纤维，游离的单体很少中间纤维与微管、微丝一起形成一个完 整的骨架体系，对细胞起支撑作用它 外连细胞膜，内与核内的核纤层相通， 它在细胞内信息传递过程中可能起重要 作用。