课件61张PPT。第三章细胞的基本结构解析2012必修1分子和细胞显微、亚显微结构知识网络构建第1节 细胞膜——系统的边界 细胞膜成分和结构细胞膜的成分细胞膜结构细胞膜功能细胞膜成分、结构及功能关系图解制备细胞膜(视频)一、选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因
1.动物细胞没有细胞壁,不但省去了去除细胞
壁的麻烦,而且无细胞壁的支持、保护,细胞易吸
水涨破。
2. 哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和
具有膜结构的细胞器,易用离心分离法得到不掺杂
细胞内膜系统的纯净的细胞膜。
3. 红细胞数量多,材料易得。
二、实验原理:细胞内的物质具有一定的浓度。把
细胞放入清水中,细胞由于吸水而涨破,除去细胞
内的其他物质,得到细胞膜。
【例1】测得多种生物膜的化学成分,如下表: 例题解析据表中数据分析,下列叙述错误的是( )
A. 构成细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质
B. 膜中的脂质和蛋白质含量变化与膜的功能有关
C. 线粒体内膜与外膜相比,蛋白质含量高的原因是内膜表面积大
D. 线粒体膜与细胞膜都具有控制物质进出的功能
【解析】比较同一种膜中蛋白质、脂质和糖类的含量, 可确定膜的主要成分,对比同一种成分在不同膜中的含量,可确定成分与功能的关系,蛋白质主要与膜的功能有关,蛋白质的含量与膜的面积大小没有因果关系。
【答案】 C 1. 各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质种类和数量越多。这充分体现了细胞的结构和功能相适应的特点。
2. 细胞膜的流动性和选择透过性的关系
(1)区别:流动性是膜的结构特点,选择透过性是膜的功能特性。
(2)联系:流动性是选择透过性的基础,只有膜具有流动性,才能表现出选择透过性。1.下图为一真核细胞膜的亚显微结构示意图,据图分析下列叙述不正确的是( )
A. 完成细胞膜间的信息传递需要结构1
B. 2一定是催化[H]和O2结合生成水的酶
C. 3是构成细胞膜的骨架,组成元素中一定含有P
D. 细胞膜为生命活动提供相对稳定的内部环境 【解析】如果是真核细胞,则催化[H]和O2结合生成水的酶在线粒体的内膜上,而不是在细胞膜上。
【答案】B第3节 细胞核——系统的控制中心 细胞核功能探究实验分析(结论?设计思路?)实验专题探究细胞核功能的实验探究伞藻嫁接实验和核移植实验
(1)嫁接实验的结果可以说明什么?。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验,还有必要再做核移植实验吗?说出你的理由
(3)根据所学知识,请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用。
(4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)细胞核的结构及其功能染色体【例2】 观察如图所示的模式图,
相关说法不正确的是( )
A. 图中3为核仁,代谢旺盛的细胞
中核仁较大
B. 图中2为核孔,通过该结构不仅
可实现核质之间的物质交换,还可
实现信息交流
C. 图中4为核膜,它是一种双层生物膜,可将核内物质与细胞质分开
D. 图中1为染色质,该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同,均为DNA分子
【解析】本图为细胞核结构模式图,其中1为染色质,2为核孔,3为核仁,4为核膜,染色质只存在于真核生物中,由蛋白质和DNA组成,原核生物中没有染色质,其拟核中只有环状DNA分子,DNA分子不与蛋白质结合。
【答案】D1. 核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。
2. 核膜和核孔都具有选择透过性。
3. 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞核孔数多、核仁较大。3. (改编题)核孔是真核细胞中细胞核和细胞质之间大部分物质交换的通道,核孔的数目也因细胞种类及代谢状况不同而有差别,转录活性低或不转录的细胞中,核孔数目少。以下细胞中核孔数目最少的是( )
A. 胰岛细胞 B. 哺乳动物幼嫩的红细胞
C. 效应B细胞(浆细胞) D. 口腔上皮细胞
【解析】生物体的结构和功能总是相适应的。本题利用题目中的核孔数目与细胞的类型和代谢水平有关的信息,间接考查了选项中各细胞的类型和代谢水平的差异。且据已有的知识获得细胞的代谢越旺盛,则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和抗体,代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强,代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞,代谢较弱。故而D中的口腔上皮细胞的核孔数目最少。
【答案】D 第2节 细胞器——系统内的分工与合作 主要细胞器的结构及功能二、动植物细胞结构的比较三、线粒体与叶绿体的比较细胞器的结构与功能归类分析一、 细胞器归类分析
1. 从分布看
(1)植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡。
(2)动物和低等植物细胞特有的细胞器:中心体。
(3)原核细胞与真核细胞共有的细胞器:核糖体。
2. 从结构上看
(1)不具膜结构的细胞器:核糖体、中心体。
(2)具单层膜结构的细胞器:内质网、液泡、高尔基体、溶酶体。
(3)具双层膜结构的细胞器:线粒体、叶绿体。3. 从成分上看
(1)含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体。
(2)含RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体。
(3)含色素的细胞器:叶绿体、液泡。
4.从功能上分析
(1)与主动运输有关的细胞器:线粒体、核糖体
(2)参与有丝分裂的细胞器:线、高、中
(3)生理活动中发生碱基互补配对现象的细胞器:线粒体和叶绿体(DNA复制和表达)、核糖体(翻译)。
细胞中细胞器的种类和数量与细胞的功能相适应,如代谢旺盛的细胞中线粒体较多,具分泌功能细胞中高尔基体较多。各种细胞器结构、功能归纳(回顾—记忆)例1.下图1为某细胞模式图的一部分,图2a~h为细胞器或细
胞的某一结构。图2中各结构放大比例不同。请据图回
答有关问题(括号中填序号或字母,横线上填文字):例题解析(1)a~h中控制物质进出的细胞结构是[ ],它的支架是_ 。
(2)a~h中具有单层膜的细胞器是________(填字母)。
(3)若图1是效应B细胞,分泌物是________,与其他没有分泌功能的细胞相比较,a~h中数目一定较多的细胞器是[ ]____。
(4)c结构上的⑥称为________。
(5)如果图1细胞具有明显的b结构,则该细胞一般情况下是否会出现g的现象?_____,原因是__________________。解析:(1)a~h中控制物质进出的结构应为以磷脂双分子层为骨架的细胞膜,即图中h所示结构。
(2)a~h中,a为叶绿体,e为线粒体二者具双层膜结构,b为液泡,f为高尔基体,二者为单层膜结构。
(3)效应B细胞的分泌物为抗体,与细胞分泌相关的最重要细胞器为高尔基体。
(4)c结构为核糖体,与核糖体结合的6为mRNA。
(5)g可表示细胞分裂,若某细胞具大型液泡,则意味着该细胞为成熟植物细胞,此类细胞一般不具分裂能力。例2.图1是两种高等生物细胞亚显微结构模式图。下图是图1中部分结构的放大,据图回答。,________上填适当内容的文字或标号)(1)图中的结构1~15中不应该出现的是 和 ;可能含有水溶性色素的是 ;结构15与
的形成有关。
(2)图2、3、4所示在结构上的主要共同点是________。图2、图3所示结构的名称分别是_________,在其中进行的生理过程Ⅰ、Ⅱ的名称分别是__________________。(1)3 13 8 5或12(5、12均可)
(2)都由双层膜包被 线粒体、叶绿体 有氧呼吸第二阶段、光合作用的暗反应【解析】(1)图1左所示细胞无细胞壁,为高等动物细胞,不应有叶绿体;图1右为高等植物细胞,不应有中心体;含色素的细胞器有叶绿体和液泡,但叶绿素溶于有机溶剂而不溶于水。故含有水溶性色素的细胞器只有液泡;核糖体在核仁组装区组装形成。(2)图2为线粒体,图3为叶绿体,图4为细胞核,三者都具有双层膜,都含有DNA。在叶绿体基质中进行的是暗反应过程,在线粒体基质中进行的过程为有氧呼吸第二阶段。氧气从囊状薄膜上释放,穿过叶绿体双层膜、细胞膜和相邻细胞膜后进入线粒体用于有氧呼吸,共穿过7层生物膜,14层磷脂分子。图3所示结构产生的气体从产生部位扩散到相邻细胞中被用于细胞呼吸,至少需要穿过的磷脂分子层有________层。
(3)已知进行有性生殖的某生物同时具有图2、图3、图4所示三种结构,这三种结构中的DNA能从父本传递给子代的是_______。
(3)细胞核的DNA(图4结构中的DNA)14(3)图2、图3、图4均含DNA,但线粒体和叶绿体存在于细胞质中,精子中几乎不含细胞质,故父本只能将细胞核中的DNA传给子代。 常见细胞结构图像的辨别
1. 原核、真核细胞及动、植物细胞的辨别2. 原核、真核细胞及动、植物细胞辨别时的易混点
(1)原核细胞虽无线粒体和叶绿体,但部分细胞也可进行有氧呼吸和光合作用。
(2)无叶绿体和大液泡的细胞不一定是动物细胞,如根尖分生区细胞。 3. 细胞器与细胞的功能相适应的体现
(1)线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多。
(2)叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中。
(3)在分泌功能强的腺体细胞中高尔基体的数量比一般细胞中多。
(4)蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量多。
(5)高尔基体在植物细胞中与细胞壁的合成有关;而在动物细胞中则与细胞分泌物的形成有关,如分泌蛋白。1. 下列有关线粒体和叶绿体的叙述,错误的是( )
A. 线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来
B. 线粒体和叶绿体为双层膜结构,其内膜中酶的种类相同
C. 线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体类囊体堆叠形成基粒
D. 蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用
【解析】线粒体和叶绿体均有DNA,其携带的遗传信息可以表达出来。因线粒体和叶绿体的功能不同,所以其内膜中酶的种类不同。蓝藻为原核生物没有叶绿体,但有光合作用所需的酶和色素,可以进行光合作用。【答案】B例题解析生物膜系统1. 生物膜系统的组成
细胞膜:单层,细胞的外界膜。
核膜:双层,具核孔,细胞核的外界膜。
细胞器膜
2. 各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性:各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性:不同生物膜的功能不同,组成成分的含量有差异,如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)蛋白质含量高;与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高。
3. 在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同,由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,具有一定的流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性4. 在功能上的联系(以分泌蛋白合成、加工、运输为例)生物膜系统的功能1.从结构上看:细胞的各个组成部分是相互联系的。如内质网膜与核膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接构成细胞内的“生物膜系统”;细胞质和细胞核的存在是缺一不可的,去掉细胞核的细胞由于去核较长时间后,细胞质内将不再合成蛋白质类物质,所以寿命短促,需不断更新,如哺乳动物的成熟红细胞。
大量科学实验证明:凡是无核的细胞,既不能生长也不能分裂,终将死亡。例如变形虫的切割实验,人工去核后,变形虫新陈代谢减弱,只能存活很短的时间。这也表明:只有细胞核而没有细胞质的细胞是不存在的。
重要观念:细胞是一个统一整体2.从功能上看:细胞的不同结构虽具不同生理功能,但却是协调合作的,共同完成细胞的各项生命活动。3.从调控上看:细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的DNA通过控制细胞质中物质(如蛋白质)的合成从而调控细胞内的生命活动。同时细胞质为细胞核的生命活动提供能量和营养,从而能保证使细胞成为一个统一的整体。
4.从与外界的关系上看,细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换,而与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换。
生物膜系统的概念及作用、应用
例1 细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图,分析回答下列问题。(1)b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器a;e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a是________,c是________,d是________。
(2)f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜在结构上具有________特点。
(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是________等。
(4)细胞器膜、________和________等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值,如可以模拟生物膜的________功能对海水进行淡化处理。(1)高尔基体 内质网 线粒体 (2)流动性 (3)蛋白质和磷脂 (4)细胞膜 核膜 选择透过【例2】 用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的乳腺细胞,测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图),则下列分析不正确的是( )
A. 甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B. 与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C. 乙图中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D. 35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜【解析】分泌蛋白首先在核糖体上合成,再依次经过内质网和高尔基体的加工,最后经细胞膜分泌到细胞外,在此过程中,由线粒体提供能量,因此选项A、B、D正确;分泌蛋白在内质网初步加工后,由内质网“出芽”形成囊泡,囊泡与高尔基体膜融合;经高尔基体进一步加工后,再由高尔基体“出芽”形成囊泡,囊泡与细胞膜融合,因此,内质网膜面积相对减小,细胞膜面积相对增大,高尔基体膜先增大后减小,最后基本不变,选项C错误。
【答案】C1. 研究分泌蛋白合成、运输的过程常用方法:同位素标记法。
2. 放射性出现的先后顺序:内质网上的核糖体→附有核糖体的内质网→囊泡→高尔基体→分泌小泡(囊泡)→细胞膜→细胞外。在题中可从放射性出现的先后顺序和最高点两个方面判断。相对应的细胞器膜面积减小、不变、增加的依次是内质网、高尔基体、细胞膜。
3. 与该过程有关的细胞器(或结构)除上述涉及到的以外,还有线粒体。细胞种类判别