1.1细胞是生命活动的基本单位课件(共33张PPT)高中生物学教材同步人教版2019 必修1分子与细胞

(共33张PPT)
第1节细胞是生命活动的基本单位课件
细胞概述与基本结构
细胞内部分子组成与功能
细胞代谢过程及能量转换途径
细胞增殖、分化、衰老和凋亡规律
实验操作技能培养与实验案例分析
知识拓展：现代生物技术应用前景
contents
目录
细胞概述与基本结构
01
细胞是生物体的基本结构和功能单位，是生命活动的基本单元。
细胞定义
从虎克发现细胞到现代细胞学说的建立，人们对细胞的认识不断深化和完善。
发展历程
由德国科学家施莱登和施旺提出，揭示了动植物的统一性，为生物学的发展奠定了基础。
细胞学说
细胞定义及发展历程
01
02
03
细胞形态
多种多样，包括球形、立方形、柱形、梭形等，与其功能密切相关。
大小分类
按照直径大小，细胞可分为微生物细胞、植物细胞和动物细胞等，不同种类的细胞大小差异显著。
细胞形态与大小分类
细胞膜、质、核结构简介
细胞膜
由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择透过性，控制着物质进出细胞。
包括基质和细胞器，是进行新陈代谢的主要场所。
细胞质
包含遗传物质DNA，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞核
原核生物和真核生物区别
真核生物
具有成形的细胞核和各种细胞器，包括动物、植物和真菌等。
主要区别
原核生物与真核生物在细胞结构、遗传物质和代谢方式等方面存在显著差异。例如，原核生物的遗传物质直接漂浮在细胞质中，而真核生物的遗传物质被核膜包裹在细胞核内。
原核生物
没有成形的细胞核，只有拟核，且细胞器较少，如细菌、蓝藻等。
03
02
01
细胞内部分子组成与功能
02
由氨基酸组成，是细胞生命活动的主要承担者，具有结构支持、催化、运输、免疫、调节等多种功能。
蛋白质
主要能源物质，包括单糖、二糖和多糖，为细胞提供能量，并参与细胞结构的构成。
糖类
包括脂肪、磷脂和固醇等，是细胞膜的重要组成成分，同时脂肪也是细胞内良好的储能物质。
脂质
蛋白质、糖类、脂质等分子介绍
由脱氧核糖核苷酸组成，具有独特的双螺旋结构，是细胞内的遗传信息载体，通过复制和转录传递遗传信息。
DNA
由核糖核苷酸组成，包括mRNA、tRNA和rRNA等，参与蛋白质的合成过程，是DNA与蛋白质之间的“信使”。
RNA
遗传物质DNA和RNA结构特点
各类分子在细胞活动中作用
蛋白质
作为酶催化细胞代谢反应，作为载体运输物质，作为受体接收信号等。
糖类
提供能量，参与细胞识别和信号传导等。
脂质
构成细胞膜，参与信号传导和物质运输等。
DNA和RNA
携带和传递遗传信息，指导蛋白质的合成。
生物大分子间相互作用机制
蛋白质与蛋白质相互作用
形成复合物，参与信号传导、细胞周期调控等。
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03
01
蛋白质与RNA相互作用
参与RNA的加工、剪接和翻译等过程。
蛋白质与DNA相互作用
调控基因表达，如转录因子的结合。
糖类与蛋白质相互作用
形成糖蛋白，参与细胞识别和信号传导。
细胞代谢过程及能量转换途径
03
物质进出细胞方式剖析
被动运输
物质通过细胞膜的扩散作用，顺浓度梯度进行，无需消耗能量，如氧气、二氧化碳、水等小分子物质的运输。
主动运输
胞吞和胞吐
物质逆浓度梯度进行，需要消耗能量，通常由载体蛋白介导，如钠离子、钾离子等重要离子的运输。
大分子物质或颗粒物质通过细胞膜的包裹形成囊泡，进而进入或排出细胞，如细菌、死细胞和食物颗粒等的运输。
调节代谢途径
酶在细胞代谢过程中起着重要的调节作用，通过调节酶的活性可以控制代谢途径的速率和方向，从而满足细胞在不同生理状态下的需求。
降低反应活化能
酶作为一种生物催化剂，能够有效地降低化学反应的活化能，从而加速反应的进行。
特异性结合
酶与底物之间具有高度的特异性，这种特异性结合保证了酶只能催化特定的反应，提高了催化的效率和准确性。
酶在催化反应中作用机制
呼吸作用过程
发生在叶绿体类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP的合成两个主要环节，产物是氧气、[H]和ATP。
光合作用光反应阶段
光合作用暗反应阶段
包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个主要环节，需要利用光反应产生的[H]和ATP。
包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段，通过逐步释放食物分子中的能量来生成ATP。
呼吸作用和光合作用过程讲解
有氧呼吸与无氧呼吸的能量转换效率存在差异，有氧呼吸能够更高效地将有机物中的化学能转换为ATP中的活跃化学能。
细胞呼吸方式
能量转换效率影响因素探讨
酶作为生物催化剂，能够降低化学反应的活化能，从而提高能量转换效率。酶的种类、数量和活性都会影响能量转换的效率。
酶的作用
细胞内外环境的温度、pH值、离子浓度等因素都会对酶的活性产生影响，进而影响能量转换效率。例如，适宜的温度和pH值能够保证酶的活性处于最佳状态，从而提高能量转换效率。
细胞内外环境因素
细胞增殖、分化、衰老和凋亡规律
04
有丝分裂
指细胞在分裂过程中，出现染色体复制和纺锤丝的形成，并按一定规律分配给两个子细胞的分裂方式。其特点是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，形成四个子细胞，且在分裂过程中有纺锤丝的出现。
有丝分裂无丝分裂概念区分
无丝分裂
又称直接分裂，是一种较为简单的细胞分裂方式，在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。无丝分裂的特点是细胞直接缢裂为两个子细胞，这种方式常常在单细胞生物中见到。
概念区分意义
了解有丝分裂和无丝分裂的区别，有助于我们深入理解细胞分裂的机制，以及细胞如何通过分裂进行增殖和更新。同时，这也是学习细胞生物学和遗传学的基础知识之一。
细胞分化形成不同组织器官原理
分化程度的稳定性
一般情况下，细胞分化后形成的特定细胞类型和组织结构是相对稳定的，不会轻易发生改变。然而，在某些特殊情况下，如组织损伤或疾病发生时，细胞可能会发生去分化或转分化等现象，以适应机体的需要。
环境因素影响
细胞分化不仅受基因的控制，还受到环境因素的影响。例如，某些生长因子、激素和细胞外基质等可以诱导或抑制特定基因的表达，从而影响细胞分化的方向和程度。
基因选择性表达
细胞分化是基因选择性表达的结果，即不同细胞在发育过程中，会选择性地表达某些基因，从而合成特定的蛋白质，进而形成不同的细胞类型和组织结构。
衰老细胞特征及其生理变化
细胞形态变化
衰老细胞体积减小，核变大、核膜内折，染色质收缩、染色加深，细胞内水分减少，导致细胞萎缩和细胞器数量减少。
生理机能减退
抗逆性降低
衰老细胞会出现代谢减慢、酶活性降低、呼吸速率减慢等生理机能衰退现象，影响细胞的正常功能。
随着细胞衰老，其对环境变化的适应能力下降，更容易受到外界不良因素的损害，如高温、低温、氧化应激等。
促进生物体的正常发育
在胚胎发育过程中，细胞凋亡有助于形成正确的组织和器官形态，是生物体正常发育的重要环节。
清除无用或损伤的细胞
细胞凋亡能够有针对性地清除那些已经受损、老化或者不再需要的细胞，从而维持生物体内部环境的稳定。
维持组织稳态
通过细胞凋亡，生物体能够精确地控制细胞数量，防止过度增生，保持组织的正常结构和功能。
凋亡在生物体发育中意义
实验操作技能培养与实验案例分析
05
显微镜使用技巧指导
准备阶段
确保显微镜放置稳固，检查各部件是否完好无损，准备好观察所需的玻片和试剂。
调焦与对光
先使用低倍镜调焦，再通过转换器换到高倍镜；调节光源强度，确保观察视野明亮且对比度适宜。
观察与记录
将待观察的玻片放置在载物台上，调节焦距以获得清晰的图像；观察过程中可适时调整光源和焦距，以获得最佳观察效果；记录观察结果，并注意保护显微镜和玻片。
选择的实验材料应具有代表性，能够典型地反映细胞结构和功能的特点，如使用洋葱表皮细胞观察植物细胞结构。
代表性
实验材料应易于获取、保存和操作，以确保实验的顺利进行，例如选择常见的微生物如草履虫作为观察单细胞生物的实验材料。
可行性
在选择实验材料时，应考虑其安全性，避免使用对人体有害或潜在危险的材料，确保学生在实验过程中的安全。
安全性
实验材料选择依据阐述
01
显微镜的正确使用方法
包括取镜与安放、对光、观察等步骤，强调使用过程中的注意事项，如避免触碰镜头、先用低倍镜寻找观察目标等。
观察细胞结构的实验流程
介绍制作临时装片的方法，如何通过调节显微镜观察细胞结构，以及如何记录和描述观察结果。
细胞活性观察实验演示
通过染色法或利用细胞内的自发运动观察细胞活性，让学生掌握细胞活性的判断方法。
实验步骤规范操作演示
02
03
准确记录实验数据
在实验过程中，要准确记录观察到的实验现象和测量得到的数据，包括细胞形态、数量、颜色变化等，确保数据的真实性和可靠性。
数据整理与分析
误差分析与处理
数据记录处理方法分享
实验结束后，要对记录的数据进行整理和分析，可以采用表格、图表等形式将数据呈现出来，便于观察和分析数据之间的关系和规律。
在数据处理过程中，要考虑实验误差的来源和影响，采用合适的方法对误差进行分析和处理，以提高实验结果的准确性和可信度。
知识拓展：现代生物技术应用前景
06
由具有核酸内切酶功能的Cas9蛋白和一条人为重组的目的基因单链向导RNA(sgRNA)组成。
CRISPR-Cas9系统组成
基因编辑技术CRISPR-Cas9简介
sgRNA可以指导Cas9蛋白对靶基因进行敲除、插入和突变修饰，从而实现对基因的精确编辑。
基因编辑原理
CRISPR-Cas9技术在基因功能研究、模式动物构建、基因治疗等方面具有广泛的应用前景，为疾病研究和治疗提供了新的手段。
应用领域
细胞培养技术在医学领域应用
药物筛选与毒理学研究
利用细胞培养技术对候选药物进行初步筛选和评估，通过观察药物对细胞生长、分化和代谢的影响，为新药研发提供数据支持；同时，可研究药物对细胞的潜在毒性作用。
肿瘤研究
肿瘤细胞培养可用于研究肿瘤细胞的生物学特性、信号传导途径以及对化疗药物的敏感性，为肿瘤的诊断和治疗提供实验依据。
干细胞治疗
干细胞培养技术为干细胞治疗提供了细胞来源，通过体外扩增和培养干细胞，可用于治疗多种疾病，如血液系统疾病、神经系统疾病等。
修复和再生医学的突破
组织工程技术有望为受损组织的修复和再生提供新的解决方案，通过利用细胞、生物材料和生物活性因子，构建出具有特定功能的组织替代品，从而恢复或改善患者的生理功能。
组织工程发展前景展望
个性化医疗的实现
随着组织工程技术的不断发展，未来有望根据患者的具体需求和情况，定制个性化的组织替代品，提高治疗效果和患者的生活质量。
跨学科融合的推动
组织工程涉及生物学、医学、工程学等多个学科的交叉融合，未来随着技术的不断进步，这种跨学科融合将更加深入，推动组织工程领域的创新和发展。
生物技术伦理问题讨论
生物多样性与生态平衡
分析生物技术在保护生物多样性方面的作用，如濒危物种基因资源的保护，同时讨论其对生态平衡可能产生的潜在影响，如基因污染和生物入侵问题。
个人隐私与基因信息泄露
探讨在生物信息学领域中，个人基因信息的隐私权保护问题，以及基因信息泄露可能带来的社会歧视和保险费用等不公平待遇，提出相应的伦理规范和法律建议。
基因编辑与伦理界限
探讨CRISPR-Cas9等基因编辑技术在治疗遗传疾病、提高人体免疫力等方面的应用，以及可能引发的伦理争议，如人类胚胎基因编辑的道德底线。
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02
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THANKS
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