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第4节:细胞质 细胞的结构 细胞质基质细 胞 质 细胞骨架 细胞器 分离方法:差速离心 一、细胞质——细胞质基质 细胞核膜以外、细胞膜以内的,除去细胞器的胶状物部分。 占细胞总体积的50%以上。又称为细胞溶胶。 水(70%) 无机盐 脂质 糖类 氨基酸 蛋白质(酶) 核苷酸 RNA 新陈代谢的主要场所 如:细胞呼吸第一阶段 无氧呼吸等 二、细胞质——细胞骨架 :由蛋白质组成的网架结构 ②功能 维持细胞形态 保持细胞内部结构有序 锚定并支撑需要细胞器 与细胞运动、分裂、分化以及物 质运输、能量转换、信息传递等 生命活动密切相关。 三、细胞器——分离方法 三、细胞器——分离方法:差速离心法 健那绿染液 染液 蓝绿色 无色 三、细胞器——观察线粒体 三、细胞器——线粒体显微结构 ①光学显微镜:显微结构 ②电子显微镜:亚显微结构 清水 下表皮 细胞器——观察线粒体 藓类或黑藻叶片薄,且含水量高。 ①为什么藓类或黒藻叶片可直接制成临时装片 靠近下表皮的叶为海绵组织,叶绿体大而排列疏松,便于观察; 带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。 ②为什么要取菠菜叶稍带些叶肉下表皮? 保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基 质中,否则,细胞失水收缩,将影响叶绿体形态的观察。 ③为什么要将玻片放入水滴中? 细胞器——观察线粒体 细胞质流动的意义: 细胞质是细胞代谢的主要 场所。细胞质中含有细胞 代谢所需要原料、代谢所 需的酶和细胞器等。细胞 质的流动,为细胞内物质运 输和结构移动创造了条件, 从而保障了细胞生命活动 的正常进行。 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 细胞器——观察线粒体 ①光学显微镜:显微结构 ②电子显微镜:亚显微结构 细胞器——叶绿体显微结构 细胞器——自学 三、细胞器之间的分工 1.核糖体 2)形态结构 无膜结构。 1)分布 几乎存在于一切细胞中。除哺乳动物成熟红细胞。 ①附着在粗面内网和核膜的外膜上 ②游离在细胞质基质中 ③存在于线粒体和叶绿体基质中 颗粒状,体积最小的细胞器。 3)成分 蛋白质和RNA组成。 4)功能 合成蛋白质的场所 (生产蛋白质的机器) 按照mRNA的信息将氨基酸高效精确地合成多肽链。 细胞器——核糖体:“生产蛋白质的机器” -- 分布:原核细胞和真核细胞中均有, 线粒体和叶绿体中也有; 功能:细胞内合成蛋白质的场所; 结构:无膜结构,由rRNA和蛋白质构 成; 游离核糖体: 附着核糖体: 合成细胞驻留蛋白; 合成分泌蛋白和膜蛋白等; 分类: 三、细胞器之间的分工 2.内质网 1)分布 ①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞) 除哺乳动物成熟红细胞。 2)形态结构(亚显微结构) 单层膜连接而成的网状结构。 内连核膜,外连细胞膜, 占细胞总体积10%。 核膜 内质网 细胞膜 三、细胞器之间的分工 2.内质网 2)形态结构(亚显微结构) 粗面内质网 滑面内质网 表面有核糖体附着 表面没有核糖体附着 3)成分 膜的结构与成分与细胞膜相似,主要由脂质和蛋白质组成。 三、细胞器之间的分工 2.内质网 4)功能 ①增大细胞内部膜面积,提供了酶的附着位点,有利于物质合成和运输。 ②粗面内质网的功能:合成和加工分泌蛋白及膜蛋白。 ③滑面内质网的功能:合成脂质。 细胞器——内质网 --类型 结构:由单层膜结构连接而成的网状物; 功能:蛋白质合成和加工、以及脂质 合成的“车间”; 粗面型内质网 :膜上附着有核糖体; 光面型内质网 :膜上未附着核糖体; 内质网 三、细胞器之间的分工 3.高尔基体 1)分布 ①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞) 除哺乳动物成熟红细胞。 2)形态结构(亚显微结构) 单层膜连接而成的扁平囊泡结构。 3)成分 膜的结构与成分与细胞膜相似, 主要由脂质和蛋白质组成。 三、细胞器之间的分工 3.高尔基体 5)功能 ①对来自内质网蛋白质进行加工、分类、 包装和发送。 ②植物细胞中:高尔基体合成并分泌多 种多糖。 特例:纤维素的合成是在高尔基体参与下, 在细胞膜上的纤维素合成酶催化下合成的。 细胞器——高尔基体 -- 分布:动植物细胞中; 功能:来自内质网的蛋白质进行加工、 分类和包装,与植物细胞细胞 壁形成有关,也与动物细胞分 泌物的形成有关; 结构:由单层膜构成的扁平囊叠加在 一起所组成; 高尔基体 三、细胞器之间的分工 4.线粒体 1)分布 ①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞) 特例:哺乳动物成熟红细胞。 ②代谢旺盛的细胞中含有线粒体数量多 衣藻细胞 平滑肌细胞 肾皮质细胞 肝细胞 心肌细胞 1个 260个 400个 950个 12500个 ③一个细胞中,代谢旺盛的部位,线粒体较多。 在真核细胞中的分布与能量相关 三、细胞器之间的分工 4.线粒体 2)形态(显微结构) 粒状、短线状。 3)结构(亚显微结构) 三、细胞器之间的分工 4.线粒体 4)成分 结构 成分 外膜 内膜、嵴 基质 与细胞膜结构与成分相似 主要成分是脂质、蛋白质 与细胞膜结构与成分相似 主要成分是脂质、蛋白质 含有有氧呼吸的酶。 DNA、RNA、酶、核糖体 三、细胞器之间的分工 4.线粒体 5)功能 有氧呼吸的主要场所 动力车间 能量转化站 有氧呼吸第二、三阶段在线粒体中进行。 产生ATP的主要场所 稳定化学能→活跃化学能+热能 思考: 1.原核生物没有线粒体,能进行有氧呼吸吗? 很多原核细胞都可以进行有氧呼吸,其场所在细胞质基质和细胞膜上。 (细胞基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。) 2.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,能进行有氧呼吸吗? 因为哺乳动物成熟红细胞内没有有氧呼吸的酶,只能进行无氧呼吸。 4.线粒体 线粒体只能 利用丙酮酸 而不能利用 糖类。 线粒体内膜 的蛋白质比 例高。 细胞器——线粒体:动力车间 分布:普遍存在于动植物细胞中。 新陈代谢旺盛的细胞含量多。 形态:大多数呈椭球形。 结构:两层膜(外、内膜)、嵴、基质。 成分:含有与有氧呼吸有关的酶,少 量DNA和核糖体等。 功能:有氧呼吸的主要场所,提供能 量约占细胞需能的95%。 外膜 嵴 内膜 基质 三、细胞器之间的分工 5.叶绿体 1)分布 绿色植物的绿色部分的细胞中。主要分布在叶肉细胞中。 中间是绿色叶肉细胞,上下表皮透明,且有气孔。 在叶肉细胞中,叶绿体的分布位置与光照有关。躲避强光,趋向弱光。 三、细胞器之间的分工 5.叶绿体 2)形态(显微结构) 球形、椭球形。 3)结构 (亚显微结构) 4)成分 结构 成分 外膜、内膜 类囊体膜 基质 主要成分是脂质、蛋白质。 脂质、蛋白质。含有光反应的酶和光合色素。 DNA、RNA、酶、核糖体 三、细胞器之间的分工 5.叶绿体 5)功能 绿色植物光合作用的场所。 养料制造车间 能量转化站 将无机物合成有机物的场所。 光能→活跃化学能→稳定化学能 思考: 原核生物没有叶绿体,能进行光合作用吗? 有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶,也可以进行光合作用。 如:蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。 光反应和暗反应都在叶绿体这种进行。 5)功能 ①光反应: 水光解 ATP生成 ②暗反应: CO2固定 C3还原 卡尔文 循环 细胞器——叶绿体:“养料制作车间”和“能量转换站” 叶绿体 外膜 内膜 类囊体 基粒 分布:主要分布在叶肉细胞和幼嫩的 皮层细胞中。 形态:呈球形或椭球形。 结构:两层膜、基粒—类囊体堆叠而 成 ,基质含多种酶。 成分:与光合作用有关的酶、色素及 少量DNA和核糖体等。 功能:光合作用的场所——“养料 制造厂”和“能量转换站”。 比较项目 线粒体 叶绿体 分布 形态 膜的层数 增大膜面积方式 成分 功能 呼吸/光合过程 产生ATP的用途 产生[H]的用途 能量转化 真核细胞 叶肉细胞 粒状、短线状 球形、椭球形 2层(外膜、内膜) 2层(外膜、内膜) 内膜向内折叠形成嵴。 类囊体形成基粒 酶、DNA、RNA、核糖体 有氧呼吸的主要场所 酶、光合色素、DNA、RNA、核糖 体 光合作用的场所 有氧呼吸第二、三阶段 光反应、暗反应 细胞中各项生命活动 主要用暗反应中C3的还原 主要用于还原氧气 主要用于C3的还原 稳定化学能→活跃化学能+热能 光能→活跃化学能→稳定化学能 线粒体与叶绿体的比较 三、细胞器之间的分工 6.溶酶体 1)分布 ①真核细胞中。(旧教材) 动物细胞中。(新教材) 2)形态结构(亚显微结构) 单层膜围成的泡状结构。 3)成分 膜的结构与成分与细胞膜相似, 主要由脂质和蛋白质组成。 溶酶体内含多种酸性水解酶 PH=7.0 细胞质基 质 水解酶不是溶酶体合成的,是粗面内质网中合成, 运输到高尔基体,再由高尔基体运输到溶酶体中。 三、细胞器之间的分工 6.溶酶体 4)功能 分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀 死侵入细胞的病毒和病菌。 PH=7.0 细胞质基 质思考: ①少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中, 并不会引起细胞的损伤,为什么? 细胞质基质中的pH为7.0,在这种环 境中溶酶体酶的活性很低。 ②造成硅肺的原因是什么? 肺部吸入硅尘(SiO2)后,硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅 尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构, 使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。 三、细胞器之间的分工 6.溶酶体 5)功能 思考: ③溶酶体内含有多种水解酶, 为什么溶酶体膜不会被这些 水解酶分解? 膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其 发挥作用。 ④新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,过一段时 间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关? 与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时,细胞内的溶酶体破裂,释放其 中的水解酶,其中把蛋白质水解成小的短肽。 细胞器——溶酶体:“消化车间” -- 分布:动物细胞、真菌和低等植物细胞; 功能:细胞内的“消化车间”,能分解 衰老 、损伤的细胞器,吞噬并 杀死侵入细胞的病毒或细菌。 结构:单层膜构成的囊状结构,含有多 种水解酶类。 溶酶体 溶酶体 7.液泡 2)形态结构 单层膜包围的泡状结构 植物细胞亚显微结构 1)分布 成熟植物组织中含有中央大液泡 如:叶肉细胞、表皮细胞 根尖成熟区(根毛区)细胞等。 三、细胞器之间的分工 三、细胞器之间的分工 7.液泡 植物细胞亚显微结构 3)成分 膜的结构与成分与细胞膜相似, 主要由脂质和蛋白质组成。 液泡中的液体称为细胞液,细胞液 中含有糖类、无机盐、蛋白质、生 物碱等。 细 胞 液 4)功能 调节细胞渗透压,维持细胞内水分 平衡,积累和贮存养料及多种代谢 产物。 细胞器——液泡 -- 分布:成熟的植物细胞; 功能:调节植物细胞内的渗透压,使细 胞保持坚挺; 结构:由单层膜结构构成,内含细胞液, 主要有糖类、无机盐、、色素、 蛋白质、有机酸、生物碱等; 三、细胞器之间的分工 8.中心体 2)形态结构 无膜结构。 1)分布 动物细胞和低等植物细胞中。 由相互垂直的两个中心粒及周围物质组成 3)成分 蛋白质 三、细胞器之间的分工 8.中心体 4)功能 与细胞有丝分裂有关。 有丝分裂过程中,由中心体发出星射 线形成纺锤体,牵引染色体移动。 中心体在间期倍增(复制)。 1个中心体(2个中心粒)→2个中心体(4个中心粒) 精子形成过程中,中心体发育为精子的尾部。 细胞器——中心体 中心体 -- 分布:存在于动物细胞和低等植物细胞 中,通常位于细胞核附近。 功能:动物细胞的中心体与有丝分裂有 关。 结构:由两个相互垂直的中心粒及其周 围物质组成。 动物细胞亚显微模式图 植物细胞亚显微模式图 叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说 1.内容:许多科学家认为,线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞 内共生的细菌和蓝藻。 2.证据: ②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体,能够进行DNA 复制、转录和翻译(半自主细胞器) ③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质,DNA为环状。 ④线粒体、叶绿体具有双层膜,内外膜存在明显性质和成分差异。 外膜与真核细胞膜相似,内膜与原核细胞膜相似。 ①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似 ⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。 1.线粒体和叶绿体为半自主性细胞器,内共生学说认为它们分别起 源于原始真核细胞内共生的需氧型细菌和光能自养型细菌。以下事 实最不可能作为内共生学说证据的是( ) A.线粒体和叶绿体中都有核糖体 B.线粒体和叶绿体都含有酶 C.线粒体和叶绿体都能进行分裂 D.线粒体和叶绿体都含有环状DNA B 2.关于线粒体和叶绿体的内共生起源假说认为:线粒体和叶绿体可 能分别起源于在原始真核细胞内共生的好氧细菌和蓝藻,在长期的 共同进化中整合进入了真核细胞之中。研究也表明叶绿体和线粒体 都含有特有的核糖体,都具有相对独立的蛋白质合成系统。据此推 断,下列说法不能较为准确地支持该假说的是( ) A.叶绿体和线粒体都具有双层膜结构 B.叶绿体和线粒体都具有环状DNA分子结构 C.叶绿体、线粒体和中心体都有一定的自我复制功能 D.能抑制原核生物蛋白质合成的氯霉素也能抑制线粒体和叶绿体的 蛋白质合成 C 3.内共生学说认为,线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共 生的进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。下列各项中不 能作为该学说证据的是( ) A.共生是生物界的普遍现象 B.线体和叶绿体的基因组与细菌相似 C.线粒体和叶绿体中的核糖体与细菌中的核糖体相似 D.线粒体和叶绿体内的某些蛋白质由核基因指导合成 D 不同类型细胞图像判定(不包含真菌细胞) 1.有中心体的细胞不一定为动物细胞,但一定不是高等植物细胞 2.有叶绿体的细胞一定为植物细胞。 3.有中心体无细胞壁的细胞为动物细胞。 细胞器—— 查看更多

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