细胞的结构与功能精选PPT.ppt
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1、关于细胞的结构与功能第1页,讲稿共72张,创作于星期三一、细胞膜一、细胞膜(一)(一)细胞膜的探索历程细胞膜的探索历程结论:结论:细胞膜的组成成分中含有脂质。细胞膜的组成成分中含有脂质。1859年年,E.Oerton(欧欧文文顿顿)对对植植物物细细胞胞膜膜的的通通透透性性的的研研究究发发现现,易易溶溶于于脂脂质质的的物物质质,容容易易穿穿过过膜膜,反反之之,不不容容易易溶溶于脂质的物质,也不容易穿过膜。于脂质的物质,也不容易穿过膜。资料资料1第2页,讲稿共72张,创作于星期三资料资料220世世纪纪初初,科科学学家家第第一一次次将将膜膜从从哺哺乳乳动动物物的的红红细细胞胞中中分分离离出出来,化学
2、分析表明,来,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。膜的主要成分是脂质和蛋白质。资料资料31925年年荷荷兰兰科科学学家家从从人人的的红红细细胞胞中中提提取取脂脂质质,在在空空气气水水界界面面上上铺铺成成单单层层分分子子,测测得得单单分分子子层层的的面面积积恰恰为为红红细细胞胞表表面积的面积的2倍倍结论:结论:细胞膜中的脂质分子排列为细胞膜中的脂质分子排列为2层。层。第3页,讲稿共72张,创作于星期三第4页,讲稿共72张,创作于星期三资料资料4 1959年年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗 亮亮 暗的三层结构,提出生物膜的模型:生物膜都是由暗的三层
3、结构,提出生物膜的模型:生物膜都是由蛋白质蛋白质(暗暗)脂质(亮脂质(亮)蛋白质(暗)蛋白质(暗)三层结构构成,是静态的三层结构构成,是静态的统一结构。统一结构。第5页,讲稿共72张,创作于星期三资料资料5 人人鼠细胞融合实验(荧光素标记实验)鼠细胞融合实验(荧光素标记实验)结论:结论:细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性。19721972年,桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。年,桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。第6页,讲稿共72张,创作于星期三(二)细胞膜的制备(实验)(二)细胞膜的制备(实验)1.原理原理渗渗透透作作用用(细细胞胞在在低低渗渗溶溶液液中中易易吸吸水水胀胀破破,细
4、细胞胞内容物流出,得到细胞膜)内容物流出,得到细胞膜)2.选材选材人或其他哺乳动物成熟红细胞人或其他哺乳动物成熟红细胞 动物细胞没有细胞壁,更易制备细胞膜动物细胞没有细胞壁,更易制备细胞膜 人或哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和各种人或哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和各种 膜性细胞器,细胞膜是其唯一的膜结构膜性细胞器,细胞膜是其唯一的膜结构3.提纯方法提纯方法差速离心差速离心第7页,讲稿共72张,创作于星期三(三)细胞膜的成分(三)细胞膜的成分脂质脂质50 主要是磷脂,动物有胆固醇主要是磷脂,动物有胆固醇蛋白质蛋白质40 功能越复杂,种类和数量越多功能越复杂,种类和数量越多糖类糖类约约210 与信息
5、传递有关与信息传递有关想一想:想一想:人的肝细胞和肝癌细胞膜中这几种成分所占的比例一样吗?人的肝细胞和肝癌细胞膜中这几种成分所占的比例一样吗?红细胞的不同发育时期这几种成分所占比例一样吗?红细胞的不同发育时期这几种成分所占比例一样吗?第8页,讲稿共72张,创作于星期三(四)细胞膜的结构(四)细胞膜的结构流动镶嵌模型流动镶嵌模型19721972年,桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。年,桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型。第9页,讲稿共72张,创作于星期三排列:排列:磷脂双分子层是膜的基本支架磷脂双分子层是膜的基本支架作用:作用:脂质物质易通过脂质物质易通过镶在表层,嵌插、贯穿其中镶在表
6、层,嵌插、贯穿其中排列:排列:作用:作用:参与膜的结构;载体蛋白质参与膜的结构;载体蛋白质排列:排列:糖蛋白(糖被)排列在膜外侧糖蛋白(糖被)排列在膜外侧细胞识别、保护、润滑细胞识别、保护、润滑作用:作用:磷脂磷脂 蛋白质蛋白质多糖多糖支持蛋白质;支持蛋白质;1.内容内容膜蛋白分布的不对称性膜蛋白分布的不对称性 想一想:细胞膜两侧蛋白质的分布一样吗?想一想:细胞膜两侧蛋白质的分布一样吗?第10页,讲稿共72张,创作于星期三2.结构特点结构特点(组成膜的磷脂分子和组成膜的磷脂分子和蛋白质蛋白质大都是运动的大都是运动的)膜具有流动性膜具有流动性3.功能功能将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境
7、的将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定相对稳定(保护)(保护)控制物质进出细胞控制物质进出细胞细胞需要的营养物质进入细胞,有害物质不能进入细胞需要的营养物质进入细胞,有害物质不能进入细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外细胞膜的控制作用是相对的细胞膜的控制作用是相对的例:例:细胞融合、变形虫变形、胞吞、胞吐、动物细胞吸水膨胀等。细胞融合、变形虫变形、胞吞、胞吐、动物细胞吸水膨胀等。第11页,讲稿共72张,创作于星期三进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流4.功能功能特点特点选择透过性选择透过性想一想:细胞表面的糖被除了具有识别作用外,还有哪些
8、功能?想一想:细胞表面的糖被除了具有识别作用外,还有哪些功能?保护和润滑作用,如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白;保护和润滑作用,如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白;免疫作用,如肿瘤细胞膜表面的糖蛋白。免疫作用,如肿瘤细胞膜表面的糖蛋白。(载体的种类和数量)(载体的种类和数量)例:不同植物细胞吸收的离子种类和数量不同。例:不同植物细胞吸收的离子种类和数量不同。第12页,讲稿共72张,创作于星期三成分:成分:纤维素和果胶纤维素和果胶二二.细胞壁细胞壁功能:功能:支持和保护支持和保护想一想:细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁?想一想:细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁?细胞膜不仅有保护作用
9、,还具有选择透过性,而细胞壁是全透性细胞膜不仅有保护作用,还具有选择透过性,而细胞壁是全透性的,所以细胞膜是细胞的边界。的,所以细胞膜是细胞的边界。第13页,讲稿共72张,创作于星期三1.实验表明,维生素实验表明,维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部,主要原因是(可优先通过细胞膜扩散到细胞内部,主要原因是()A.膜表面的糖蛋白膜表面的糖蛋白 B.膜内含相应的载体蛋白多膜内含相应的载体蛋白多C.膜的选择透过性膜的选择透过性 D.膜的骨架为磷脂双分子层膜的骨架为磷脂双分子层2.细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是(细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是()A 磷脂分子排列成双层
10、磷脂分子排列成双层 B 两侧膜物质分子排列不对称两侧膜物质分子排列不对称 C 蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中 D 膜物质分子的运动使其具有流动性膜物质分子的运动使其具有流动性 DD第14页,讲稿共72张,创作于星期三3.对对某某动动物物进进行行荧荧光光标标记记实实验验,如如下下示示意意图图所所示示,其其基基本本过过程程:用用某某种种荧荧光光染染料料标标记记该该动动物物细细胞胞,细细胞胞表表面面出出现现荧荧光光斑斑点点。用用激激光光束束照照射射该该细细胞胞表表面面的的某某一一区区域域,该该区区域域荧荧光光淬淬灭灭(消消失失)。停停止止激激光光束束照照射射
11、一一段段时时间间后后,该该区区域域的的荧荧光光逐逐渐渐恢恢复复,即即又又出出现现了了斑斑点点。上述实验不能说明的是(上述实验不能说明的是()A细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性B荧光染料能与细胞膜组成成分结合荧光染料能与细胞膜组成成分结合C根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率C第15页,讲稿共72张,创作于星期三4.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是(下列过程未体现生物膜信息传递功能的是()A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离蔗糖溶液使
12、洋葱表皮细胞发生质壁分离B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩A第16页,讲稿共72张,创作于星期三三、细胞器的结构及功能三、细胞器的结构及功能形态形态椭球形椭球形功能功能有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所分布分布(一)线粒体(一)线粒体基质中有基质中有有氧呼吸酶有氧呼吸酶、DNA、RNA、核糖体、核糖体结构结构外膜、内膜、外膜、内膜、嵴、基质嵴、基质成分成分代谢旺盛的细胞线粒体多代谢旺盛的细胞线粒体多内膜内膜外膜外膜嵴嵴基质基质想一想:细胞中线粒
13、体的分布是随机的吗?想一想:细胞中线粒体的分布是随机的吗?第17页,讲稿共72张,创作于星期三形态形态扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形 功能功能分布分布色素(类囊体薄膜上)、色素(类囊体薄膜上)、基质中有基质中有光合酶光合酶、DNA、RNA、核糖体、核糖体结构结构成分成分外膜、内膜、基粒、基质外膜、内膜、基粒、基质(二)叶绿体(二)叶绿体光合作用的场所光合作用的场所主要在绿色植物叶肉细胞主要在绿色植物叶肉细胞第18页,讲稿共72张,创作于星期三观察叶绿体和线粒体观察叶绿体和线粒体叶叶绿绿体体呈呈绿绿色色的的椭椭球球形形或或球球形形,散散布布于于细细胞胞质质中中,不不需需染染色色,制片后直接
14、观察。制片后直接观察。线线粒粒体体呈呈无无色色棒棒状状、圆圆球球状状等等,健健那那绿绿是是专专一一性性染染线线粒粒体体的的活活细细胞胞染染料料,使使活活细细胞胞中中的的线线粒粒体体呈呈蓝蓝绿绿色色,而而细细胞胞质质接接近近无无色色,线线粒粒体体能能在在染染液液中中维维持持活活性性数数小小时时,制制片可直接观察。片可直接观察。1原理原理第19页,讲稿共72张,创作于星期三2方法和步骤方法和步骤观察叶绿体观察叶绿体制片制片观察观察制作临时装片(如黑藻或菠菜叶制作临时装片(如黑藻或菠菜叶片)片)先低倍镜后高倍镜先低倍镜后高倍镜可观察到扁平的椭球形或球形的绿色可观察到扁平的椭球形或球形的绿色叶绿体及胞
15、质环流叶绿体及胞质环流第20页,讲稿共72张,创作于星期三2方法和步骤方法和步骤观察线粒体观察线粒体制片制片观察观察制作人口腔上皮细胞临时装片制作人口腔上皮细胞临时装片(滴健那绿染液染色)(滴健那绿染液染色)先低倍镜后高倍镜先低倍镜后高倍镜观察到蓝绿色的圆球形或短棒状的观察到蓝绿色的圆球形或短棒状的线粒体,细胞质接近无色线粒体,细胞质接近无色想一想:健那绿染液用什么配制?为什么?想一想:健那绿染液用什么配制?为什么?第21页,讲稿共72张,创作于星期三(三)内质网(三)内质网单层膜连接而成的连续的网状结构单层膜连接而成的连续的网状结构功能:功能:结构:结构:蛋白质蛋白质的合成和加工以及的合成和
16、加工以及脂质脂质合成的场所合成的场所第22页,讲稿共72张,创作于星期三组成组成大囊泡大囊泡扁平囊扁平囊小囊泡小囊泡功能功能 与细胞分泌物的形成有关与细胞分泌物的形成有关(对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和(对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运)转运)植物细胞与细胞壁形成有关植物细胞与细胞壁形成有关(与纤维素、果胶形成有关)(与纤维素、果胶形成有关)(四)高尔基体(四)高尔基体(单层膜)(单层膜)第23页,讲稿共72张,创作于星期三(五)溶酶体(五)溶酶体具有单层膜的囊状结构具有单层膜的囊状结构溶酶体内含有很多种水解酶类,溶酶体内含有很多种水解酶类,能够分解很多种物质。能够分
17、解很多种物质。营养和防御营养和防御自体吞噬自体吞噬自溶作用自溶作用功能功能 结构结构 第24页,讲稿共72张,创作于星期三 液泡膜液泡膜(单层膜)(单层膜)细胞液细胞液水水无机盐无机盐糖类糖类有机酸有机酸色素色素蛋白质蛋白质与细胞的渗透吸水、失水有关与细胞的渗透吸水、失水有关调节细胞内部环境,调节细胞内部环境,保持一定渗透压,保持一定渗透压,保持膨胀保持膨胀状态,状态,储存营养物质储存营养物质液泡液泡(六)液泡(六)液泡功能功能第25页,讲稿共72张,创作于星期三(七)核糖体(七)核糖体分布分布功能功能附着在内质网上或游离在细胞质基质中附着在内质网上或游离在细胞质基质中细胞内合成蛋白质的场所细
18、胞内合成蛋白质的场所第26页,讲稿共72张,创作于星期三(八)中心体(八)中心体由由中心体中心体(由两个垂直排列的中心粒组成)(由两个垂直排列的中心粒组成)及周围物质及周围物质组成组成功能功能动物细胞内和低等的植物细胞中动物细胞内和低等的植物细胞中与细胞有丝分裂有关与细胞有丝分裂有关分布分布结构结构第27页,讲稿共72张,创作于星期三28动物细胞和植物细胞的亚显微动物细胞和植物细胞的亚显微结构结构图图第28页,讲稿共72张,创作于星期三动物细胞与植物细胞的区别动物细胞与植物细胞的区别 细胞器动物细胞植物细胞线粒体有有叶绿体 无有内质网有有核糖体有有高尔基体有有溶酶体有无液泡无有中心体有高等无第
19、29页,讲稿共72张,创作于星期三四、细胞器之间的分工合作四、细胞器之间的分工合作3min豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成细胞膜细胞膜小泡小泡高尔基体高尔基体核糖体核糖体内质网内质网 注射注射3H 亮氨酸,亮氨酸,追踪氨基酸在追踪氨基酸在细胞中的行踪细胞中的行踪第30页,讲稿共72张,创作于星期三17min 细胞膜细胞膜小泡小泡高尔基体高尔基体核糖体核糖体内质网内质网 注射注射3H 亮氨酸,亮氨酸,追踪氨基酸在追踪氨基酸在细胞中的行踪细胞中的行踪豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成第31页,讲稿共72张,创作于星期三117min 细胞膜细胞膜小泡小泡高尔基体
20、高尔基体核糖体核糖体内质网内质网 注射注射3H 亮氨酸,亮氨酸,追踪氨基酸在细追踪氨基酸在细胞中的行踪胞中的行踪豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成第32页,讲稿共72张,创作于星期三第33页,讲稿共72张,创作于星期三 细胞内的各种细胞器在功能上既有分工,又有紧密的联系。细胞内的各种细胞器在功能上既有分工,又有紧密的联系。线粒体供能线粒体供能(蛋白质的修蛋白质的修饰加工、分类、饰加工、分类、包装、转运包装、转运)核糖体核糖体高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜翻翻译译(多肽的折叠与多肽的折叠与组装;蛋白质的组装;蛋白质的修饰与加工修饰与加工)内质网内质网囊泡囊泡囊泡囊泡进入进入肽链肽
21、链分分泌泌未成熟蛋白质未成熟蛋白质加加工工、运运输输成熟蛋白质成熟蛋白质(胞胞吐吐)分泌蛋白分泌蛋白加加工工、运运输输第34页,讲稿共72张,创作于星期三五、细胞的生物膜系统五、细胞的生物膜系统1.1.组成组成细胞器的膜细胞器的膜细胞膜细胞膜核膜核膜 组成成分和结构相似组成成分和结构相似 结构和功能上紧密联系结构和功能上紧密联系第35页,讲稿共72张,创作于星期三2.2.各种生物膜在结构上的联系各种生物膜在结构上的联系内质网膜内质网膜外层核膜外层核膜细胞膜细胞膜高尔基体膜高尔基体膜细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性小泡小泡第36页,讲稿共72张,创作于
22、星期三3.各种生物膜在功能上的联系各种生物膜在功能上的联系4.生物膜系统的作用生物膜系统的作用l保保持持细细胞胞内内部部环环境境的的相相对对稳稳定定,对对物物质质运运输输、能能量量交交换换和和信信息息传传递递等等过程起决定作用。过程起决定作用。l为多种酶提供附着位点为多种酶提供附着位点,是许多化学反应的场所。,是许多化学反应的场所。l分隔细胞器分隔细胞器(区室化),保证细胞的生命活动(区室化),保证细胞的生命活动高效、有序地高效、有序地进行。进行。如分泌性蛋白的合成和分泌如分泌性蛋白的合成和分泌第37页,讲稿共72张,创作于星期三5.5.研究生物膜的重要意义研究生物膜的重要意义阐明细胞的生命活
23、动规律阐明细胞的生命活动规律细胞与周围环境的物质交换细胞与周围环境的物质交换蛋白质、糖和脂类的合成和运输蛋白质、糖和脂类的合成和运输工业上模拟生物膜,用于过滤海水,处理污水工业上模拟生物膜,用于过滤海水,处理污水人工肾人工肾血液透析膜血液透析膜脂质体包裹药物脂质体包裹药物第38页,讲稿共72张,创作于星期三第39页,讲稿共72张,创作于星期三六、细胞质基质六、细胞质基质水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶等。种酶等。成分成分功能功能新陈代谢的主要场所新陈代谢的主要场所,提供所需物质和一定的,提供所需物质和一定的环境条件。环境条件。在细胞质中,
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