第2講細胞的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸病毒一、病毒（非細胞生物）組成：種類按核酸類型分DNA病毒：如T2噬菌體等RNA病毒：如HIV、流感病毒、煙草花葉病毒等按宿主種類分：如植物病毒、動物病毒、噬菌體等繁殖:方式為復制蛋白質(zhì)和核酸（DNA或RNA）由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的核酸構(gòu)成，有些有附屬結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：以T2噬菌體侵染大腸桿菌為例，步驟依次為：吸附→注入→復制、合成→組裝→釋放★在此過程中，病毒只提供自身核酸分子（DNA或RNA）為模板，原料、能量、場所、酶均由宿主提供無細胞結(jié)構(gòu):不能構(gòu)成生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次營寄生生活：宿主→說明了細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，生命活動離不開細胞具有特異性：與受體有關(guān)：如：SARS→雞胚、HIV→T細胞、2019-nCoV→肺細胞、TMV→煙草葉片、T2→Ecoli等RNA病毒比DNA病毒更易發(fā)生變異（方式為基因突變，形成新品種）導致難以治療（疫苗）一、病毒（非細胞生物）1.思考：如何用放射性同位素標記相應(yīng)的病毒？必須用可做宿主的活細胞培養(yǎng)★給病毒標記放射性元素，要先用含放射性元素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細胞，再用被標記的細胞去培養(yǎng)病毒

2.思考：新病毒如何研究是DNA病毒還是RNA病毒？（2017新課標卷I）分別用放射性標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)相應(yīng)的宿主，再用新病毒分別侵染上述已標記的宿主細胞，一段時間后收集并檢測病毒的放射性3.高中相關(guān)知識：（1）致癌因子（癌基因，誘發(fā)宿主基因突變）（2）研究遺傳物質(zhì)（結(jié)構(gòu)簡單）（3）減毒病毒制作疫苗（利用抗原性）（4）基因工程載體（利用侵染性）（5）誘導融合劑（滅活的病毒）（6）感染宿主→細胞壞死與細胞凋亡1.雙鏈DNA病毒：此類病毒的DNA既可以雙鏈作模板復制出子代病毒DNA；又可以-DNA鏈作模板轉(zhuǎn)錄成mRNA，進而翻譯成病毒蛋白質(zhì)。如T-4噬菌體、單純皰疹病毒特殊情況2.單鏈+RNA病毒：該類病毒的+RNA可直接作為mRNA進行翻譯，合成蛋白質(zhì)；復制方式是以該+RNA為模板，復制成—RNA，然后再以—RNA作模板合成若干子代+RNA。如脊髓灰質(zhì)炎病毒、SARS冠狀病毒、新型冠狀病毒、腸道病毒EV71。3.逆轉(zhuǎn)錄病毒初步了解2019-nCoV（1）RNA病毒（+單鏈RNA：復制過程：+RNA→-RNA→+RNA）注：HIV：RNA→DNA→整合→RNA→蛋白質(zhì)+RNA→子代病毒（2）多種宿主細胞（因為易變異，進化快，人肺細胞）（3）進入人體后的免疫：（突破兩道防線）先體液免疫，再細胞免疫（4）引起發(fā)熱：產(chǎn)熱>散熱（5）檢測途徑：檢測新冠蛋白質(zhì)（抗原）→抗原—抗體雜交；檢測新冠核酸→分子雜交技術(shù)（6）治療：注射痊愈者的血清（含記憶細胞和抗體）、注射干擾素（不能用抗生素）、注射免疫抑制劑等（7）預防：切斷傳播途徑（帶口罩、消毒）；控制傳染源（封城、隔離）；保護易感人群（接種疫苗）（8）實驗室保留新冠病毒樣品的目的：保護生物基因多樣性比較項目原核細胞真核細胞根本區(qū)別與根本區(qū)別相關(guān)的其他區(qū)別DNA存在形式轉(zhuǎn)錄翻譯時間變異方式分裂方式其他區(qū)別細胞質(zhì)生物膜系統(tǒng)二、原核細胞與真核細胞區(qū)別無以核膜為界限的細胞核有以核膜為界限的細胞核一個大型環(huán)狀DNA存在于擬核區(qū)，另外可能有一些小型環(huán)狀DNA在細胞質(zhì)，稱為質(zhì)粒。DNA與蛋白質(zhì)構(gòu)成染色質(zhì)，存在于細胞核中，線粒體和葉綠體中有小型的裸露DNA分子。轉(zhuǎn)錄翻譯可同時進行核基因只能先轉(zhuǎn)錄再翻譯只存在基因突變基因突變、基因重組、染色體變異都存在二分裂有絲分裂、減數(shù)分裂、無絲分裂只有核糖體一種細胞器除核糖體外，還有線粒體等眾多細胞器有生物膜（細胞膜）、但無系統(tǒng)有生物膜系統(tǒng)：細胞膜、細胞器膜、核膜→分泌蛋白共用一套遺傳密碼進化原材料，其中基因突變?yōu)樵疾牧媳容^項目原核細胞真核細胞有氧（無氧）呼吸光合作用細胞周期孟德爾遺傳定律細胞壁全透性；支持保護二、原核細胞與真核細胞區(qū)別有或無→無線粒體、酶、細胞質(zhì)（膜）有和無→細胞質(zhì)基質(zhì)+線粒體藍藻→無葉、色素（藻藍素和葉綠素）與酶、光合片層葉綠體(胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b無連續(xù)分裂的細胞有（T長短相同或不同）擬核、質(zhì)粒均不遵循有性生殖核基因遵循；質(zhì)基因（線、葉）不遵循支原體：無細菌→肽聚糖（溶菌酶）動物：無植物→纖維素和果膠(酶解)原生質(zhì)體融合酵母菌→主要幾丁質(zhì)(酶解）青霉素殺菌作用原理：干擾細菌細胞壁的合成，導致細菌溶解死亡。溶菌酶殺菌作用原理：有效水解細菌細胞壁肽聚糖，導致細胞壁破裂內(nèi)容物溢出而使細菌溶解。三、細胞結(jié)構(gòu)組成脂質(zhì)（約50%）：主要是磷脂(磷酸頭部親水+甘油+脂肪酸尾部疏水)，可運動，無特異性，構(gòu)成細胞膜的基本支架。動物細胞膜中還有膽固醇。蛋白質(zhì)（約40%）：大都可運動、有特異性，行使細胞膜的各種生理功能。蛋白質(zhì)種類、數(shù)量越多，細胞膜的功能就越復雜。糖類（2%-10%）：形成糖蛋白或糖脂，只存在于細胞膜的外側(cè)，其他生物膜沒有。（癌細胞）細胞膜實驗研究結(jié)論19世紀末，歐文頓物質(zhì)過膜實驗?zāi)な怯芍|(zhì)組成的20世紀初，分離紅細胞膜實驗?zāi)さ闹饕煞质侵|(zhì)和蛋白質(zhì)選材原因（1）動物細胞無細胞壁（2）哺乳動物成熟的紅細胞無核膜和眾多細胞器膜來干擾。本實驗運用了滲透作用原理漲破細胞，利用了離心技術(shù)提取細胞膜。1925年，丙酮提取，空氣—水界面鋪展實驗細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層20世紀50年代電子顯微鏡誕生，羅伯特森用來觀察細胞膜1、生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)組成；2、細胞膜是靜態(tài)的1970年，熒光標記人鼠細胞融合實驗細胞膜具有流動性1972年，桑格和尼克森流動鑲嵌模型探索歷程三、細胞結(jié)構(gòu)細胞膜流動鑲嵌模型圖示：內(nèi)容1.磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本支架2.蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層3.糖類與蛋白質(zhì)形成糖蛋白（糖被）。呼吸道消化道細胞表面的糖被有保護和潤滑的作用，動物細胞表面的糖蛋白有識別作用。此外，有的糖還與脂質(zhì)分子結(jié)合形成脂質(zhì)。結(jié)構(gòu)特點—具有流動性原因:1.磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性

2.大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運動的實例：人鼠細胞融合實驗、動物細胞有絲分裂末期、變形蟲運動、胞吞胞吐、脂質(zhì)微球體等。說明：細胞膜流動性強弱受到溫度等環(huán)境因素影響。不對稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同,與蛋白質(zhì)有關(guān)。三、細胞結(jié)構(gòu)細胞膜功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定；2.控制物質(zhì)進出細胞，但控制作用是相對的；3.進行細胞間的信息交流，常見的方式有下列3種：①信號分子（如激素）通過體液運輸?shù)饺砀魈?，與靶細胞表面的受體（糖蛋白）結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞；②相鄰兩個細胞通過直接接觸傳遞信息，如精卵識別結(jié)合、效應(yīng)T細胞識別結(jié)合靶細胞；③細胞間形成通道傳遞信息，如植物細胞間的胞間連絲。功能特點——具有選擇透過性原因：1.膜上運送物質(zhì)的載體蛋白、通道蛋白具有專一性；2.磷脂雙分子層使脂溶性物質(zhì)更容易過膜。實例：如臺盼藍染液可以鑒定細胞死活；一定濃度額蔗糖溶液中植物細胞會質(zhì)壁分離，但同濃度的KNO3溶液中可以質(zhì)壁分離并自動復原。（原因是植物細胞會吸收K+和NO3-，葡萄糖、尿素等溶液也會發(fā)生自動復原。人工腎）三、細胞結(jié)構(gòu)細胞核各部分結(jié)構(gòu)和功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核膜：雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開。核孔：實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流。染色質(zhì)組成成分：DNA和蛋白質(zhì)，是DNA的主要載體。顯色反應(yīng)：易被堿性染料染成深色，如龍膽紫、醋酸洋紅、改良苯酚品紅染液與染色體的關(guān)系：是同種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。核仁：（折光性強）與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。說明1.物質(zhì)進出細胞核①大分子物質(zhì)通過核孔進出細胞核：進核的如組成染色質(zhì)的蛋白質(zhì)、DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄所需的各種酶，出核的如核內(nèi)轉(zhuǎn)錄出的mRNA、rRNA等；②小分子物質(zhì)跨核膜進出細胞核，如核內(nèi)合成DNA、RNA所需的各種小分子原料、ATP等。前期核仁解體，核膜消失；末期核膜核仁重現(xiàn)2.細胞分裂時有周期性變化的結(jié)構(gòu)有染色質(zhì)高度螺旋化、縮短變粗染色體（間期）（分裂期）3.代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞，核糖體數(shù)目多，核仁體積大，核孔數(shù)目多。三、細胞結(jié)構(gòu)細胞核實驗結(jié)論說明美西螈核移植實驗美西螈膚色遺傳受細胞核控制

蠑螈受精卵橫溢實驗受精卵分裂分化受細胞核控制本實驗即有空白對照，又有前后自身對照變形蟲切割實驗變形蟲攝食、應(yīng)激等生命活動受細胞核控制本實驗也即有空白對照，又有前后自身對照傘藻嫁接實驗傘藻帽子形狀受假根（細胞核）控制只交換假根時，實驗只能說明受假根控制，只交換核時才能說明受核控制細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。對細胞核功能的探究實驗病毒、原核生物、高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，骨骼肌細胞多核名稱結(jié)構(gòu)特點成分功能其他說明線粒體葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體液泡

無溶酶體核糖體中心體無內(nèi)膜向內(nèi)凹陷折疊成嵴許多類囊體垛疊成基粒，基粒間通過片層結(jié)構(gòu)彼此相連網(wǎng)狀，分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)許多扁平囊狀結(jié)構(gòu)疊成一摞，周圍形成許多囊泡泡狀泡狀有大小兩個亞基構(gòu)成顆粒狀兩顆相互垂直的中心粒及其周圍物質(zhì)組成磷脂、膜蛋白，呼吸酶、ATP合成酶等，DNA、RNA、核糖體等磷脂、膜蛋白，光合色素，與光合作用有關(guān)的酶，DNA、RNA、核糖體等磷脂、蛋白質(zhì)磷脂、蛋白質(zhì)磷脂、膜蛋白，細胞液中有糖類、無機鹽、色素（花青素）、蛋白質(zhì)等物質(zhì)磷脂、膜蛋白，多種水解酶蛋白質(zhì)和rRNA蛋白質(zhì)有氧呼吸的主要場所（第二階段在線粒體基質(zhì)，第三階段在線粒體內(nèi)膜）光合作用的場所（光反應(yīng)階段在葉綠體類囊體薄膜上，暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著許多核糖體，是蛋白質(zhì)加工的場所；光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的“車間”對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行進一步的加工、分類和包裝；與植物細胞壁的形成有關(guān)；有分泌功能的細胞都富含高爾基體可以調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境；充盈的液泡可以使植物細胞保持堅挺分解衰老、損傷的細胞器；吞噬并殺死侵入細胞的病毒和細菌合成蛋白質(zhì)（肽鏈）與細胞的有絲分裂有關(guān)（發(fā)出星射線形成紡錘體）是細胞的“動力車間”植物的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站是細胞內(nèi)膜面積最廣闊的結(jié)構(gòu)，可以內(nèi)連核膜，外連細胞膜，利于物質(zhì)運輸在細胞中起交通樞紐的作用細胞的“消化車間”“合成蛋白質(zhì)的機器”核糖體—將氨基酸合成多肽(肽鏈)進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—初加工(如折疊、糖基化等)轉(zhuǎn)移（小囊泡）高爾基體—進一步加工、分類、包裝細胞膜—胞吐。囊泡與細胞膜融合，蛋白質(zhì)釋放運輸（小囊泡）各種細胞器之間的協(xié)調(diào)配合（以分泌蛋白的合成與分泌為例）細胞核—基因的轉(zhuǎn)錄，將遺傳信息從細胞核傳遞到細胞質(zhì)線粒體供能“三看”分泌蛋白的合成、加工、運輸核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體細胞膜運輸方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸?shù)奈镔|(zhì)示意圖

條件影響因素四、物質(zhì)出入細胞的方式小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剿?，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有機小分子葡萄糖進紅細胞，靜息電位時K+外流，動作電位時Na+內(nèi)流等各種離子如H+、Na+、Mg2+等；葡萄糖、氨基酸、IAA等水溶性有機小分子濃度差濃度差、載體或通道能量、載體運輸速率隨濃度差增大而增大運輸速率先隨濃度差增大而增大，后因載體的數(shù)量或活性限制而不再增加運輸速率先隨能量供應(yīng)的增加而增大，后因載體的數(shù)量和活性限制而不再增加。能量供應(yīng)又因受呼吸速率限制而受外界溫度和O2濃度影響運輸方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸?shù)奈镔|(zhì)示意圖

條件影響因素四、物質(zhì)出入細胞的方式小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剿?，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有機小分子葡萄糖進紅細胞，靜息電位時K+外流，動作電位時Na+內(nèi)流等各種離子如H+、Na+、Mg2+等；葡萄糖、氨基酸、IAA等水溶性有機小分子濃度差濃度差、載體或通道能量、載體運輸速率隨濃度差增大而增大運輸速率先隨濃度差增大而增大，后因載體的數(shù)量或活性限制而不再增加運輸速率先隨能量供應(yīng)的增加而增大，后因載體的數(shù)量和活性限制而不再增加。能量供應(yīng)又因受呼吸速率限制而受外界溫度和O2濃度影響溫度影響膜的流動速度和呼吸酶的