1、細胞概述,一、生命活動離不開細胞,單細胞生物的一個細胞能完成所有的生命活動，如新陳代謝、生長、繁殖、遺傳、變異、應激性和適應性等。 多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生命活動，如與環(huán)境之間進行物質(zhì)和能量的交換依賴于細胞的代謝；生長發(fā)育依賴于細胞增殖、分化；遺傳和變異依賴于細胞內(nèi)基因的傳遞和變化。 即使是沒有細胞結(jié)構(gòu)的病毒，也只有依賴活細胞才能表現(xiàn)出繁殖、遺傳等基本的生命特征。,二、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次,種群,群落,細胞是最小的生命系統(tǒng)。,三、人類對細胞的認識,1、細胞的發(fā)現(xiàn),制造第一臺顯微鏡的人 第一個發(fā)現(xiàn)細胞的人 第一個發(fā)現(xiàn)活細胞的人,羅伯特胡克,詹森,列文虎克,三、人

2、類對細胞的認識,2、細胞的多樣性和統(tǒng)一性,（1）細胞的形態(tài)、大小 自然界生物的細胞形態(tài)、大小千差萬別 ； 多細胞生物體的細胞已有明顯的分化，其形態(tài)與功能的統(tǒng)一是有機體細胞的一個重要特征，分化程度較高的細胞尤為明顯； 動植物的細胞體積一般都大于微生物細胞； 高等動物的卵細胞大于體細胞；,三、人類對細胞的認識,2、細胞的多樣性和統(tǒng)一性,（2）細胞的結(jié)構(gòu),四、細胞學說的創(chuàng)立,1、施萊登和施旺的細胞學說,（1）細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。 （2）細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。 （3）新細胞可以從老細胞中

3、產(chǎn)生。,四、細胞學說的創(chuàng)立,2、細胞學說的發(fā)展,（1）所有動物和植物細胞都是由細胞構(gòu)成的 （2）細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位 （3）細胞只能由細胞分裂而來,四、細胞學說的創(chuàng)立,3、細胞學說的意義,(1)論證了整個生物界在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性,(2)論證了整個生物界在進化上的共同起源,4、細胞學說的地位,與能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，自然選擇學說一起被恩格斯譽為19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)。,五、生物的分界,有細胞結(jié)構(gòu)的生物,無細胞結(jié)構(gòu)的生物,原核生物,原生生物,真菌,植物,病毒,動物,單細胞,多細胞,真核生物,煙草花葉病毒,噬菌體,SARS病毒,甲型H1N1流感病毒,病毒的基本特征,2.個體微小(2020

4、0nm)，可通過細菌濾器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能觀察到。,3.只具有一種類型的核酸，DNA或RNA。,5.具有受體連結(jié)蛋白，與敏感細胞表面的病毒受體連結(jié)，進而感染細胞。,4.專營細胞內(nèi)寄生生活，缺少自主代謝，只能在活細胞內(nèi)復制增殖。,1.無細胞結(jié)構(gòu)，僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。,六、細胞的觀察工具顯微鏡,光學顯微鏡,普通光學顯微鏡主要由機械裝置和光學系統(tǒng)組成,（一）顯微鏡的種類,透射電子顯微鏡,透射電鏡的成像原理,透射電鏡下的細胞核,掃描電子顯微鏡,掃描電鏡下的紅細胞,電子顯微鏡與光學顯微鏡的基本區(qū)別,電子顯微鏡,光學顯微鏡,分辨本領,200nm,接近0.1nm,可見光,透 鏡,電子束,光 源

5、,玻璃透鏡,電磁透鏡,細胞結(jié)構(gòu),顯微結(jié)構(gòu),亞顯微 結(jié)構(gòu),六、細胞的觀察工具顯微鏡,（二）普通光學顯微鏡的使用和分析,1.使用顯微鏡觀察裝片的一般步驟,（1）一般步驟,（2）高倍鏡使用要領,觀察時應先使用低倍鏡，然后換用高倍鏡。,換用高倍鏡前，應先把要觀察的目標移至視野中央。,換用高倍鏡時，可直接轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，使高倍物鏡對準通光孔即可。,換用高倍鏡后，只可調(diào)節(jié)細準焦螺旋對焦。,換用高倍鏡后，若視野較暗，可調(diào)節(jié)光圈和反光鏡，使用大光圈或凹面反光鏡以調(diào)亮視野。,2.物鏡和目鏡的特征比較,3.顯微鏡的放大倍數(shù)與成像規(guī)律,（1）放大倍數(shù)=目鏡放大倍數(shù)物鏡放大倍數(shù)。這里的放大倍數(shù)指的是長度或?qū)挾?，而不是面積

6、或體積。 （2）成像規(guī)律：顯微鏡下所成的像與實物相比是倒置的。例如若觀察的實物為“b”，則顯微鏡視野中看到的物象是“q”；若物象偏向視野的右下方，則向右下方移動裝片才能將其移至視野中央。,實驗一：使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞,目的要求： 1.練習高倍鏡的使用方法。 2.練習制作臨時裝片的方法。 3.比較不同細胞的異同點，認識細胞的多樣性和統(tǒng)一性。,細胞的組成,一、組成細胞的化學元素,比較、分析不同生物細胞中元素的種類和含量，可以得出以下結(jié)論：,（1 ）種類: 組成生物體的化學元素種類大致相同。,（2 ）含量:不同生物體內(nèi),各種化學元素的含量相差很大,生物界的統(tǒng)一性,不同生物間的差異性,從含量上看

7、，構(gòu)成細胞的基本元素是C、H、O、N，它們的含量約占細胞干重的90%。,大量元素: 指含量占細胞總重量的萬分之一以上的元素。如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等.,微量元素: 指生物生活所必需,但需要量卻很少，在細胞中含量不足萬分之一的一些元素。如Fe、 Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。,1.根據(jù)含量不同，細胞中的元素分為大量元素和微量元素：,2.組成生物體的化學元素的重要作用,（1 ）組成多種化合物:這些化合物是生物體生命活動的物質(zhì)基礎。,（2 ）影響生物體的生命活動:如:I是合成甲狀腺素的原料。缺I時則會患地方性甲狀腺腫。植物缺B時花藥和花絲萎縮,花粉發(fā)育不良 （花而不實）。,3

8、.從元素組成認識生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性,統(tǒng)一性：構(gòu)成細胞的元素都是無機自然界中常見的元素，沒有哪一種是生物界特有的。,差異性：同一種元素在生物界和無機自然界的含量差異很大。如C、H、N 3種化學元素在組成人體的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)共占74%左右,而這3種元素在組成巖石圈的化學成分中，質(zhì)量分數(shù)還不到1%。,構(gòu)成細胞的化合物,核酸,脂類,無機鹽,水,糖類,蛋白質(zhì),有機物,無機物,二、構(gòu)成細胞的化合物-生命活動的物質(zhì)基礎,活細胞（鮮重）中的化合物及其含量,(無碳架）,(有碳架）,只有生物體內(nèi)的有機物才具有碳架結(jié)構(gòu)。 C是構(gòu)成生物體的最基本的元素 各種生物的細胞都是有無機環(huán)境中的普通化學元素

9、組成。這些元素組成的有機化合物都有碳架結(jié)構(gòu)，這是生物界特殊性的表現(xiàn)。這些大分子分開后，是沒有生命的，但當他們有機的結(jié)合在一起，發(fā)生相互作用時就會表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。,（一） 水 課本P50,1.含量:是各種細胞中含量最多的物質(zhì),占生物體重的60-95%。,但不同生物細胞的含水量有所不同。,同一生物的不同年齡階段的細胞含水量也不同。,2.存在形式:,自由水(多）：可以自由流動的水.,結(jié)合水(少）：與其他物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖結(jié)合在一起，不能自由流動的水。,3.主要生理作用:,結(jié)合水:構(gòu)成細胞的結(jié)構(gòu)成分,是細胞內(nèi)良好的溶劑,是代謝反應的介質(zhì)。,參與生物化學反應:如光合作用。, 起運輸作用:運輸營養(yǎng)和廢物,

10、自由水:,自由水與結(jié)合水的相對含量決定了細胞的代謝速度：自由水/結(jié)合水的比值高：代謝旺盛，但細胞抗逆性弱自由水/結(jié)合水的比值低：代謝緩慢，但細胞抗逆性強,幼嫩的植物細胞含水量約70%,水母細胞的含水量約97%,（二）無機鹽 課本P50,1.含量:很少,約占總鮮重的11.5%。,2.存在形式:大多數(shù)是離子狀態(tài)，少數(shù)是化合物狀態(tài)。,3.主要生理作用:,是復雜化合物的重要組成部分（結(jié)構(gòu)成分）,對于維持生物體生命活動有重要作用,維持細胞的滲透壓平衡,調(diào)節(jié)生物體內(nèi)或細胞的酸堿平衡,血漿中Ca2+含量太低，哺乳動物會出現(xiàn)抽搐的現(xiàn)象。,Mg,植物體缺Mg會影響光合作用，為什么？,Fe2+是血紅蛋白分子的重要

11、組成部分，缺乏會導致缺鐵性貧血。,葉綠素分子（局部）,地方性甲狀腺腫患者,（三）糖類,1.組成元素：C、H、O,2.分類和功能：課本P56,糖類是細胞生命活動的主要能源物質(zhì)。,（1）單糖：不能再水解的糖，可直接被細胞吸收。,（2）二糖（C12H22O11)：由兩分子單糖脫水縮合成的糖。,（3）多糖(C6H1005）n）：由多個單糖脫水縮合成的糖，屬高分子化合物，是自然界含量最多的糖。,（四）脂質(zhì),1.組成元素：C、H、O（N、P),2.分類和功能：課本P56,脂肪C、H的含量相對較高，含有更多的能量，1g脂肪在體內(nèi)儲存的體積是1g糖元的五分之一，而釋放的能量卻比糖元要多一倍多。脂肪是細胞中重要

12、的儲能物質(zhì)。,（1）脂肪-儲能型脂質(zhì),（2）類脂-結(jié)構(gòu)型脂質(zhì),（3）固醇-功能型脂質(zhì),（五）蛋白質(zhì):有生物活性的有機高分子化合物,1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),元素組成：,C、H、O、N（P：與其他成分結(jié)合、S：可以全由氨基酸組成）,基本單位,- 氨基酸,化學結(jié)構(gòu),- 多肽,空間結(jié)構(gòu),-蛋白質(zhì)(高分子化合物）,脫水縮合,盤曲折疊,氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：,C,每種氨基酸分子都至少都含有一個氨基，一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。,-氨基酸,氨基酸的種類由R基決定，組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸（-氨基酸）約有20種。,蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基脫掉一個水分子形成化合物

13、的反應稱為縮合。縮合形成的化學鍵稱為肽鍵，形成的化合物稱為肽。 由兩個氨基酸縮合成的肽成為二肽，由多個氨基酸縮合成的肽成為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。,+,甘氨酰甘氨酸,肽鍵,（二肽）,（-CO-NH-）,氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關數(shù)量計算,肽鏈條數(shù),項目,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成，是具有一定空間結(jié)構(gòu)的有機高分子化合物。生命現(xiàn)象的多姿多彩就是由蛋白質(zhì)的多樣性來體現(xiàn)的。,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的決定因素,氨基酸種類,氨基酸數(shù)目,氨基酸排列次序,肽鏈的空間結(jié)構(gòu),1、催化功能 2、調(diào)節(jié)功能 3、結(jié)構(gòu)功能 4、運輸功能 5、運動功能 6、免疫功能 7、信息傳遞功能

14、,2.蛋白質(zhì)的功能-生命活動的主要承擔者（體現(xiàn)者）,胃蛋白酶（催化）,胰島素（調(diào)節(jié)）,膠原蛋白（結(jié)構(gòu)）,角蛋白（結(jié)構(gòu)）,血紅蛋白（運輸）,細胞膜上的載體（運輸）,肌動蛋白和肌球蛋白（運動）,抗體（免疫）,膜上激素的受體（信息傳遞）,膜上激素的受體（信息傳遞）,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),一、實驗原理：生物組織中的有機物與某些化學試劑能產(chǎn)生特定的顏色反應： 1.葡萄糖+班氏試劑 磚紅色沉淀 還原性糖與Cu（OH）2發(fā)生氧化還原反應生成Cu2O沉淀。 還原糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖等。（蔗糖、淀粉等無還原性。） 2.脂肪+蘇丹染液 橘黃色 3.蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑 紫色 在堿性溶液

15、里，Cu2+與肽鍵作用生成紫色物質(zhì)。,沸水浴,1-2min,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),二、用品分析 1.實驗材料的選擇 首先要考慮生物組織中待鑒定物質(zhì)的含量，其次考慮顏色。 （1）還原糖的鑒定：富含還原糖的白色組織，如梨、蘋果的果肉等。 （2）脂肪的鑒定：富含脂肪且易切片的種子，如花生等。 （3）蛋白質(zhì)的鑒定：植物材料常用豆汁，動物材料常用蛋清。,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),二、用品分析 2.試劑 （1）還原糖鑒定：班氏試劑（檸檬酸鈉、碳酸鈉、硫酸銅 注：鹽類均為強堿弱酸鹽，呈弱堿性）或斐林試劑（甲液：0.1g/mLNaOH，乙液：0.05g/mLCu

16、SO4） （2）脂肪鑒定：蘇丹或蘇丹（染脂肪為紅色） （3）蛋白質(zhì)鑒定：雙縮脲試劑（A液：0.1g/mLNaOH，B液： 0.01g/mLCuSO4 ）,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),三、實驗過程及結(jié)果分析 1.還原糖的鑒定 (1)班氏試劑與斐林試劑使用方法的異同點： 異：班氏試劑可事先配置好后放存，斐林試劑必須現(xiàn)配先用，既鑒定前甲、乙兩液分開放置，鑒定時現(xiàn)將甲、乙兩液等量混合，然后再倒入組織樣液中。 同：鑒定過程都需沸水浴加熱 （2）實驗結(jié)果：淺藍色棕色磚紅色（沉淀）,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),三、實驗過程及結(jié)果分析 2.脂肪的鑒定 （1）既可鑒定組織

17、樣液（花生種子勻漿）也可鑒定組織細胞（花生種子）中脂肪的存在。 （2）鑒定花生種子細胞中的脂肪的一般步驟： 切片染色洗浮色（注：由于染液為脂溶性，通常采用50%酒精溶液沖洗）制片顯微鏡觀察 （3）實驗結(jié)果：組織樣液橘黃色（蘇丹）或紅色（蘇丹） 花生種子細胞中有橘黃色或紅色圓形液滴,實驗二：檢測生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì),三、實驗過程及結(jié)果分析 3.蛋白質(zhì)的鑒定 （1）雙縮脲試劑與斐林試劑使用的區(qū)別 雙縮脲：在組織樣液中先加過量A液，混勻，再加少量B液，混勻。 斐林試劑：甲、乙兩液混勻后再加入到組織樣液中。 （2）實驗結(jié)果：無色淺藍色紫色,（六）核酸:有生物活性的有機高分子化合物,1.核

18、酸的種類和分布,主要分布于細胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體中,主要分布于細胞質(zhì)，少量分布于細胞核中,(DNA),(RNA),脫氧核糖核酸,核糖核酸,實驗三：觀察DNA和RNA在細胞中的分布,一、實驗原理：甲基綠、派洛寧為兩種堿性染料，可與酸性物質(zhì)結(jié)合從而使后者染上相應顏色（注：堿性染料即是可使酸性物質(zhì)染色的染料，甲基綠、派洛寧其實均為酸性溶液）。 甲基綠與DNA親和力高，使DNA顯示綠色； 派洛寧與RNA親和力高，使RNA顯示紅色。 二、實驗過程：略 三、實驗結(jié)果：細胞核-綠色-DNA 細胞質(zhì)-紅色-RNA,元素組成,-C、H、O、N、P,基本單位,-核苷酸,化學結(jié)構(gòu),-核苷酸鏈,空間結(jié)

19、構(gòu),-核酸(高分子化合物）,（六）核酸:有生物活性的有機高分子化合物,2.核酸的結(jié)構(gòu),核酸的基本單位-核苷酸,把核酸用核酸酶逐步水解，得到的初級水解產(chǎn)物叫核苷酸，這是構(gòu)成核酸的基本單位。最終水解產(chǎn)物是3類小分子有機物，分別是五碳糖、磷酸和含氮堿基。,磷酸,五碳糖,含氮堿基,核苷酸,脫氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,核苷酸,磷酸,核苷,五碳糖,含氮堿基,磷酸 + 含氮堿基 + 五碳糖 = 核苷酸,核酸的一級結(jié)構(gòu)：核苷酸鏈,核苷酸的連接方式：,核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈。,核苷酸鏈（成百上千個基本單位組成）,核酸的空間結(jié)構(gòu),DNA:雙螺旋,RNA:一般為單鏈,三、核酸的功能生命活動的控制者

20、,是除朊病毒外所有生物的遺傳物質(zhì)，對生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成有著極其重要的作用,有細胞結(jié)構(gòu)的生物：同時含有兩種核酸，其中DNA是遺傳物質(zhì)，RNA協(xié)助完成蛋白質(zhì)的生物合成，從而表現(xiàn)生命活動。,病毒,DNA病毒,RNA病毒,DNA是遺傳物質(zhì),RNA是遺傳物質(zhì),細胞的結(jié)構(gòu),細胞的結(jié)構(gòu)組成,細胞壁,細胞膜,細胞核,細胞器,細胞質(zhì)基質(zhì),細胞質(zhì),植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu),（非生命的結(jié)構(gòu)）,一、細胞壁,有細胞壁結(jié)構(gòu)的生物：原核生物（支原體除外）,原生生物中的藻類,真菌,植物,一、細胞壁的成分：細菌（原核生物）肽聚糖,植物纖維素和果膠（多糖聚合物）,二、細胞壁的作用：支持和保護,真菌酵母菌以葡聚糖為主，

21、高等真菌以幾丁質(zhì)為主,二、細胞膜,（一）研究細胞膜的材料,哺乳動物的紅細胞除了細胞膜沒有其他膜結(jié)構(gòu),提取細胞膜的方法：新鮮血液抗凝劑棄去上清液和血小板、白細胞沉淀蒸餾水離心，取沉淀,糖脂與免疫和細胞識別等有關,（二）細胞膜的結(jié)構(gòu) 1.化學成分：主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還有少量糖類,脂質(zhì),磷脂（主要）細胞膜的基本骨架,膽固醇影響細胞膜的流動性和透性,蛋白質(zhì),簡單蛋白質(zhì)載體或通道，負責細胞內(nèi),外的物質(zhì)運輸,糖蛋白與細胞識別、信號轉(zhuǎn)導有關,細胞膜功能的主要執(zhí)行者,糖類與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，構(gòu)成糖被，負責細胞識別、信號,轉(zhuǎn)導,蛋白質(zhì)分子以不同的深度覆蓋、鑲嵌或貫,（二）細胞膜的結(jié)構(gòu) 2.結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點,結(jié)構(gòu)

22、：液態(tài)鑲嵌模型,磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本骨架,穿于磷脂雙分子層中,結(jié)構(gòu)特點：一定的流動性,原因：磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)可以運動,證例：人鼠細胞雜交實驗,（三）細胞膜的功能,1.屏障作用,2.控制物質(zhì)交換,3.接收和傳遞信息,（四）細胞膜的物質(zhì)運輸功能,單純擴散,協(xié)助擴散,運輸方向,載體,能量,實例,1、物質(zhì)運輸?shù)姆绞?高密度低密度,高密度低密度,不需,不需,需,不需,H2O、CO2、O2、酒精、甘油、苯、VD等脂溶性小分子物,紅細胞吸收葡萄糖,穿膜運輸,被動運輸,主動運輸,高密度低密度,低密度高密度,需,需,小腸上皮細胞吸收Na、K、葡萄糖、氨基酸等,細胞外細胞內(nèi),不需,需,吞噬作用,

23、胞飲作用,內(nèi)吞,外排,細胞內(nèi)細胞外,膜泡運輸,細菌、細胞碎片等大的固體顆粒,蛋白質(zhì)等較小的顆?；蛞后w物質(zhì),運輸方式,分泌性蛋白如消化酶、激素、抗體等,（四）細胞膜的物質(zhì)運輸功能,1、物質(zhì)運輸?shù)姆绞?運輸速度,物質(zhì)濃度,運輸速度,物質(zhì)濃度,單純擴散,協(xié)助擴散,主動運輸,時間,細胞外濃度,細胞內(nèi)濃度,物質(zhì)進出細胞膜的主要方式：穿膜運輸，尤其是主動運輸。,細胞膜控制物質(zhì)運輸?shù)奶攸c（功能特性）：選擇透過性,影響協(xié)助擴散速度的因素：載體的數(shù)量 影響主動運輸速度的因素：載體的數(shù)量與能量,具有濃度差的溶液,物理性濾過膜,（四）細胞膜的物質(zhì)運輸功能,2、滲透作用,（ 1）概念：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的

24、擴散,半透膜,生物性選擇透過性膜必須有活性才有半透性,（ 2）條件滲透系統(tǒng),半透膜,半透膜兩側(cè)有存在濃度差的溶液,（ 3）動植物細胞的滲透系統(tǒng),原生質(zhì)層,半透膜,細胞液,外界溶液,細胞膜,細胞內(nèi)液,外界溶液,半透膜,具有濃度差的溶液,成熟植物細胞,動物細胞,（四）細胞膜的物質(zhì)運輸功能,2、滲透作用,（ 4）動植物細胞的滲透作用,滲透方向：低濃度（水分子的高密度）高濃度（水分子的低密度）,在高濃度溶液中,成熟植物細胞,動物細胞,質(zhì)壁分離,皺縮,在低濃度溶液中,已分離的細胞復原,漲破,（四）細胞膜的物質(zhì)運輸功能,2、滲透作用,植物細胞的吸水方式及原理：,植物各部位細胞吸水能力的比較：葉莖根,三、細

25、胞質(zhì),（一）細胞質(zhì)基質(zhì),1、形態(tài)：透明的溶膠狀,2、成分：水、無機鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶,3、作用 1）具有較大的緩沖容量，為細胞內(nèi)各類生化反應的正常進行提供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。 2）許多代謝過程是在細胞基質(zhì)中完成的，如蛋白質(zhì)的合成、核酸的合成、脂肪酸合成、糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖原代謝、信號轉(zhuǎn)導。 3）供給細胞器行使其功能所需要的一切底物。 4）細胞骨架參與維持細胞形態(tài)，做為細胞器和酶的附著點，并與細胞運動、物質(zhì)運輸和信號轉(zhuǎn)導有關。 5）參與蛋白質(zhì)的合成、加工、運輸、選擇性降解。,4、特點：不斷流動。代謝越旺盛，流動速度越快。適當升溫可加快細胞質(zhì)流動的速度。,（二）細胞器,

26、動物細胞亞顯微結(jié)構(gòu),植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu),內(nèi)質(zhì)網(wǎng),線粒體,高爾基體,核糖體,溶酶體,中心體,葉綠體,液泡,分布有與有氧呼吸有關的酶,1.線粒體,（1）分布：,普遍存在于動植物細胞中（各類真核細胞）,（2）形態(tài)：,橢球形、棒形小體,（3）功能：,有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”,結(jié)構(gòu),外膜：,內(nèi)膜：,基質(zhì)：有少量DNA和RNA遺傳上的半自主性,屏障作用,向內(nèi)折疊成嵴,2.葉綠體,（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,植物細胞中（綠色部位）,扁平的橢球形或球形小體,光合作用的場所，將光能轉(zhuǎn)化成化學能，是細胞內(nèi)的“養(yǎng)料制造車間”、“能量轉(zhuǎn)化車間”。,結(jié)構(gòu),外膜、,內(nèi)膜：屏障,基質(zhì)：有少

27、量DNA和RNA遺傳上的半自主性,基粒：有類囊體構(gòu)成，膜上有色素,分布有與光合作用有關的酶,增大了膜面積，為各種化學反應的進行提供了有利條件；與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的合成有關，是細胞“有機物的合成車間”；蛋白質(zhì)等物質(zhì)的運輸通道。,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),單層膜圍成的網(wǎng)狀管道結(jié)構(gòu),3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng),（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,普遍存在于動植物細胞中（各類真核細胞）,（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,普遍存在于動植物細胞中（各類真核細胞）,單層膜圍成的扁平囊和小泡組成的復合體,動物細胞中：參與分泌物（分泌蛋白）的形成,植物細胞中：參與細胞壁的形成和分泌物的形成,主要是對來自內(nèi)

28、質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分,類、包裝、運輸和分泌,4.高爾基體,（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,存在于動植物細胞中,單層膜圍成的囊泡狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有酸性水解酶,細胞內(nèi)消化，是細胞內(nèi)的“酶倉庫”,5.溶酶體,與植物的滲透吸水有關植物除綠色以外的顏色主要由其決定儲存營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物維持細胞形態(tài),單層膜圍成的泡狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)液體稱細胞液，含有色素、有機小分子物質(zhì)和無機物等,6.液泡,（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,植物細胞（成熟的植物細胞明顯）,合成蛋白質(zhì)的場所，是蛋白質(zhì)的“裝配機器”，其中附著核糖體合成分泌蛋白和細胞膜蛋白，游離核糖體合成細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)蛋白質(zhì),7.核糖體,（

29、1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,所有細胞結(jié)構(gòu)的生物都含有。附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或核膜上的稱附著核糖體，游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中的稱游離核糖體,無膜的橢球形粒狀小體,蛋白質(zhì)、RNA,大亞基,小亞基,不合成蛋白質(zhì)時,合成蛋白質(zhì)時,8.中心體,（1）分布：,（2）形態(tài)結(jié)構(gòu)：,（3）功能：,動物細胞和低等植物細胞中,由兩個無膜結(jié)構(gòu)的相互垂直的短桿狀中心粒組成,與細胞分裂過程中紡錘絲的形成有關,動植物細胞共有： 高等植物細胞特有： 動物細胞與低等植物細胞特有： 雙層膜： 單層膜： 無膜： 有一定遺傳自主性（含有DNA、RNA）： 與能量轉(zhuǎn)換有關： 動植物細胞均有但功能不完全相同： 含色素：,線粒體、高

30、爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、溶酶體,葉綠體、液泡,中心體,線粒體、葉綠體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體,核糖體、中心體,葉綠體 線粒體,葉綠體、線粒體,高爾基體,葉綠體、液泡,四、細胞核,（一）結(jié)構(gòu),（二）功能：是遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心，在細胞的生命活動中起著決定性的作用,生物膜系統(tǒng)：,細胞的各種膜結(jié)構(gòu)如細胞膜、核膜及膜性 細胞器組成了在結(jié)構(gòu)和功能上有一定聯(lián)系的統(tǒng) 一整體，即生物膜系統(tǒng)。 細胞膜系統(tǒng)增強了細胞內(nèi)酶的附著面積，有利于細胞內(nèi)代謝的順利進行；同時，可使細胞內(nèi)生化反應區(qū)域化、秩序化。,合成的分泌蛋白運輸?shù)郊毎獾倪^程示意圖,核糖體：合成初級蛋白質(zhì),內(nèi)

31、質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)的加工、運輸（較成熟的蛋白質(zhì)）,高爾基體：進一步加工和分泌 （成熟的蛋白質(zhì)）,細胞外,線粒體提供能量,原生生物 (如草履蟲、變形蟲、衣藻等) 真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等） 植物（如苔蘚、蕨類、種子植物等） 動物（如多孔動物、腔腸動物、軟體動物、兩棲、魚類、鳥類、哺乳動物等）,原核生物,真核生物,細菌（球菌、桿菌、螺旋菌）,藍藻 （如顫藻、色球藻、念珠藻、發(fā)菜）,支原體 （無細胞壁，最小的可自己合成ATP的細胞，如肺炎支原體） 衣原體（不能合成生物能量，寄生，有DNA、RNA兩種核酸 ） 立克次氏體 放線菌,五、原核細胞與真核細胞的區(qū)別,?。?.210）,大（2030）,主要成分

32、為肽聚糖,主要成分為纖維素、果膠,主要成分為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)，原核細胞相對表面積大一些,有核膜、核仁（具有成形的完整的細胞核），有染色體,復雜，具有各種膜性細胞器,無核膜、核仁（不具成形的細胞核，只有擬核），只有環(huán)狀DNA，無染色體,簡單，只有核糖體，沒有具膜結(jié)構(gòu)的細胞器,五、原核細胞與真核細胞的區(qū)別,多肽的合成,（初級蛋白質(zhì)）,附著核糖體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基體,小泡,細胞膜上,溶酶體,游離核糖體,細胞質(zhì)基質(zhì),細胞核內(nèi),線粒體、葉綠體等細胞器,細胞外,多肽的合成,蛋白質(zhì)加工、修飾,蛋白質(zhì)的分選、運輸,蛋白質(zhì)的加工、修飾,（初級蛋白質(zhì)）,（成熟蛋白質(zhì)）,（成熟蛋白質(zhì)）,細胞質(zhì)基質(zhì),分泌性蛋白,細胞內(nèi)蛋白

33、,染色質(zhì)與染色體的關系：同一種物質(zhì)在不同時期細胞中的兩種形態(tài),染色質(zhì),染色體,螺旋化， 縮短變粗,解螺旋,（間期）,（分裂期）,細絲狀,棒狀、桿狀,頭部（磷酸）親水,尾部（脂肪酸）疏水,磷脂分子的特點：,細胞膜內(nèi)外是水溶液，所以磷脂分子排布成兩層，親水性頭部分別朝向膜內(nèi)外的水溶液，疏水性的尾部相對，內(nèi)部無水。,水,水,水,磷脂分子在細胞膜上雙層排布的證明：,將紅細胞膜中的磷脂抽提出來，在水面上鋪成單分子層，其面積是紅細胞膜表面積的兩倍。,細胞的新陳代謝,一、細胞中的能源物質(zhì),（一）細胞中的ATP,ATP三磷酸腺苷，A腺苷，T三，P磷酸,1.ATP的結(jié)構(gòu),腺嘌呤,核糖,腺苷,三個磷酸基,APPP

34、,ATP結(jié)構(gòu)簡式：,高能磷酸鍵,（30.54KJ/mol),2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,A-PPP,A-PP+Pi,H2O,H2O,能量,用于各種耗能的生命活動,肌肉收縮,細胞分裂,主動運輸,神經(jīng)沖動的傳導,合成大分子物質(zhì),生物發(fā)光,能量,水解酶,合成酶,光能,光合作用,化學能,糖類、脂肪、蛋白質(zhì),CO2、H2O、尿素,細胞呼吸,（生物氧化）,ATPH2O ADPPi能量,酶,意義：ATP在細胞中含量很少，但通過與ADP的相互轉(zhuǎn)化，使細胞內(nèi)的ATP總是處于動態(tài)平衡之中，從而保證了細胞能量的持續(xù)供應。,3.ATP的生理作用,所有生物生命活動的直接能源物質(zhì),ATP含量穩(wěn)定、移動迅速、供能高效，是

35、細胞內(nèi)能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用的中心物質(zhì)，其他能源物質(zhì)含有的能量都要先轉(zhuǎn)移到ATP中才能進而被生命活動利用，因此，ATP是細胞中的“能量通貨”。,（二）細胞中的能源物質(zhì),ATP直接能源物質(zhì),糖類主要能源物質(zhì),脂肪重要儲能物質(zhì),蛋白質(zhì)其他能源物質(zhì)（很少做能源物質(zhì)，主要功能是結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)）,糖類、脂肪和蛋白質(zhì)作為能源物質(zhì)使用時的先后順序：糖類脂肪蛋白質(zhì),所有能源物質(zhì)中能量的最終來源太陽能,二、酶在代謝中的作用,（一）酶的概念,產(chǎn)生場所：活細胞,作用：催化作用,化學本質(zhì)：生物大分子,蛋白質(zhì)（絕大多數(shù)）,RNA（少數(shù)）,二、酶在代謝中的作用,（二）酶的特性,1.高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反應

36、,原理：（1）酶使底物彼此靠近，提高反應中心局部區(qū)域的底物濃度,（2）使底物分子中的敏感鍵發(fā)生“變形”，從而容易斷裂,（3）更顯著地降低反應的活化能，底物可以越過較低的“能閾”而形成產(chǎn)物,S（底物）ESEEP（產(chǎn)物）,活潑的中間產(chǎn)物,二、酶在代謝中的作用,（二）酶的特性,2.專一性：一種酶只能催化一種或一類底物的反應,原理：一把“鑰匙”開一把“鎖”，結(jié)構(gòu)上契合。,只能催化一種反應的酶：過氧化氫酶、脲酶、麥芽糖酶等,能催化一類反應的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多種蛋白質(zhì)的水解,探究活動：比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,二、酶在代謝中的作用,（二）酶的特性,2.專一性：一種酶只能催化一種或一類

37、底物的反應,原理：一把“鑰匙”開一把“鎖”，結(jié)構(gòu)上契合。,只能催化一種反應的酶：過氧化氫酶、脲酶、麥芽糖酶等,能催化一類反應的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多種蛋白質(zhì)的水解,探究活動：探究唾液淀粉酶的專一性,0 10 20 30 40 50,二、酶在代謝中的作用,（三）影響酶活性的因素,1.溫度,最適溫度,最適溫度：在一定條件下，每種酶在某一特定的溫度時活性最大，該溫度稱為酶的最適溫度。在達到最適溫度前，酶的活性隨溫度的升高而升高，超過最適溫度，酶的活性隨溫度的升高而降低，直至完全失活。,低溫使酶的活性降低，但不破壞酶的結(jié)構(gòu)，溫度升高后，酶的活性可恢復；高溫（一般超過60）破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶

38、不可逆的失活。,溫度(),酶活性,探究活動：溫度對唾液淀粉酶活性的影響,二、酶在代謝中的作用,（三）影響酶活性的因素,2.pH,酶活性,pH,最適pH：在一定條件下，每種酶在某一特定的pH時活性最大，該pH稱為酶的最適pH。酶對環(huán)境這的pH十分敏感。酶只有在一定pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)活性。即使在這個有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨環(huán)境pH的變動而有所不同。,最適pH,一般來說，酶的最適pH在48之間，pH過高過低都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)從而使酶失活。,胃蛋白酶的最適pH：1.9 唾液淀粉酶的最適pH：7.1,胰蛋白酶的最適pH：8.1,探究活動：pH對唾液淀粉酶活性的影響,三、光合作用,（一）光合作用

39、的發(fā)現(xiàn),1.1642 海爾蒙特（比利時） H2O是合成植物體的原料,2.1771 普里斯特利（英） 植物能“凈化”空氣（放氧）,1779 英格豪斯（英） 植物只能在光下“凈化”空氣,3.1864 薩克斯（德） 光合作用產(chǎn)物有淀粉，條件需要光,4.1880 恩吉爾曼（德） 葉綠體是光合作用的場所，光是條件,5. 1941 魯賓和卡門（美） 光合作用產(chǎn)物O2中的O全部來自H2O,同位素示蹤法：是利用放射性元素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法 。能準確定量地測定代謝物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)變,三、光合作用,實驗：準備甲、乙兩套裝置（甲裝置的槽里盛的是氫氧化鈉溶液，乙裝置的槽里盛的是清水），把它們同時

40、放在黑暗處一晝夜，然后一起移到光下。幾小時以后，檢驗甲、乙裝置里的葉片中產(chǎn)生淀粉的情況，發(fā)現(xiàn)乙有淀粉產(chǎn)生。,結(jié)論：光合作用需要CO2,葉綠體,三、光合作用,（一）光合作用概念和總反應式,反應物：CO2和H2O,產(chǎn)物：糖類等有機物和O2,場所：葉綠體,動力：太陽能,總反應式：CO2+H2O （CH2O）+O2,光能,CO2+2H2O （CH2O）+O2+H2O,光能,葉綠體,光合作用是自然界最基本的物質(zhì)和能量代謝。,（三）葉綠體的結(jié)構(gòu),質(zhì)體,葉綠體：葉綠素、類胡蘿卜素,有色體：類胡蘿卜素,白色體：無色素,膜上有色素和光反應的酶，是光反應的場所,基質(zhì),葉綠體,雙層膜：選擇性控制物質(zhì)進出,類囊體,基

41、粒,基質(zhì)：,有暗反應的酶，是暗反應的場所；有少量DNA和RNA、核糖體，能自主合成自身的一部分蛋白質(zhì)，有一定遺傳自主性,（三）葉綠體的結(jié)構(gòu),胡蘿卜素,三、光合作用,（四）葉綠體中的色素,葉綠體中的色素,葉綠素,類胡蘿卜素,葉綠素a,葉綠素b,（3/4）,（1/4）,（3/4）,（1/4）,葉黃素,（2/3）,（1/3）,藍綠色,黃綠色,黃色,橙黃色,主要吸收紅光和藍紫光,主要吸收藍紫光,葉綠體中色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的功能。同時根據(jù)功能的不同，可將其分為兩類：,1、天線分子：全部類胡蘿卜素、葉綠素b和絕大部分葉綠素a 作用：吸收、傳遞光能,2、少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a 作用：接收、轉(zhuǎn)化光能

42、,實驗：葉綠體色素的提取和分離,目的要求：1、掌握提取和分離葉綠體色素的方法 2、了解葉綠體中色素的種類,實驗原理： 1、提取原理：葉綠體中的兩類色素都不溶于水，而溶于有機溶劑，所以可以用丙酮或無水乙醇等有機溶劑提取色素。 2、分離原理：各種色素在層析液中的溶解度不同，因而它們隨層析液在濾紙條上的擴散速度也不同，經(jīng)過一段時間后，可將各種色素分開。,實驗：葉綠體色素的提取和分離,活動程序： （一）提取色素 1、取材、稱量、去主脈、剪碎。 取材原則：新鮮濃綠的葉片（也可將葉片烘干后磨成粉末提取） 2、研磨： 石英砂的作用：增加摩擦力，使研磨更充分。 碳酸鈣粉的作用：中和細胞液中的酸性物質(zhì)，防止葉綠

43、素遭破壞。 丙酮（無水乙醇）的作用：溶解并提取色素。 快速而充分研磨的目的：使色素充分溶解在溶劑中同時防止溶劑揮發(fā)。,實驗：葉綠體色素的提取和分離,活動程序： （一）提取色素 3、過濾、收集濾液： 試管口塞上脫脂棉的目的：防止溶劑揮發(fā)。 試管避光保存目的：防止葉綠素見光分解。 （二）分離色素-紙層析法 4、制備濾紙條： 鉛筆劃線的目的：標記畫濾液細線的位置。 濾紙條一端減去兩角的目的：防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快，使分離后的色素帶平直。,實驗：葉綠體色素的提取和分離,活動程序： （二）分離色素 5、畫濾液細線： 目的：將色素轉(zhuǎn)移到濾紙條上。 注意事項（1）盡量畫得細且直； （2）重復畫線

44、，目的使增加濾紙條上的色素量，注意每次重復畫線前都必須在前一次畫的線干燥后進行。 6、層析： 層析液不能沒過濾液細線的原因：如果沒過濾液細線， 細線中色素分子將會溶解在層析液中，不會在濾紙條上擴散。,燒杯口要蓋上培養(yǎng)皿蓋的原因：防止層析液揮發(fā)。 7、觀察實驗結(jié)果：,胡蘿卜素（橙黃色）,葉黃素（黃色）,葉綠素a（藍綠色）,葉綠素b（黃綠色）,濾液細線,C5,2C3,O2,H2O,光反應,暗反應,三、光合作用,（五）光合作用的過程,酶,酶,酶,酶,多種酶,固定,還原,更新,類囊體膜,葉綠體基質(zhì),CO2,C5,C3,O2,H2O,（CH2O）,e,H+,ATP、NADPH,ADP、NADP+,（五）

45、光合作用的過程,光反應,暗反應（卡爾文循環(huán)）,光,光能,電能,活躍化學能,穩(wěn)定化學能,CO2和H2O,（CH2O）和,O2,注：在有機化學反應中，得氫得電子即為被還原，得氧為被氧化。,（二磷酸核酮糖）,RuBP,（3-磷酸甘油酸）,PGA,NADP+2eH+ NADPH,酶,光反應,場所：葉綠體類囊體的膜上,條件：光、色素、酶,物質(zhì)變化：,2H2O 4H+4eO2,光,ADPPi電能 ATP,酶,能量變化：光能電能ATP、NADPH中活躍的化學能,暗反應,場所：葉綠體基質(zhì)中,條件：酶,物質(zhì)變化：,CO2,C5,2C3,（CH2O),固定,還原,ATP、NADPH,更新,能量變化：ATP、NAD

46、PH中活躍的化學能,有機物中穩(wěn)定的化學能,三、光合作用,（六）影響光合作用的因素,1.葉齡,葉齡,光合速率,隨著葉齡的增大，葉的面積逐漸增大，葉內(nèi)葉綠體的數(shù)量和葉綠素的含量都不斷增加，光合效率也隨之增加，到成熟時達到最大光合效率，之后隨著葉片的衰老，葉綠素不斷被分解，光合作用效率隨之下降。,內(nèi)部因素：,2.色素（主要限制光反應）,3.酶、C5（主要限制暗反應）,（五）影響光合作用的因素,內(nèi)部因素,1.光照強度,A,光補償點,B,光飽和點,光強,吸收,CO2,CO2,放出,凈光合速率,在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨著光照強度的增加而加快，在光補償點，光合速率等于呼吸速率，當超過光飽和點后，光合速率

47、不再隨光照強度增加而增加。（此時主要受酶和色素的含量、溫度、CO2濃度等因素的限制）,陽生植物,陰生植物,外界因素,2.CO2濃度,CO2飽和點,A,CO2濃度,0,光合速率,CO2含量很低時，綠色植物不能制造有機物，只有當外界CO2濃度達到一定值后，光合作用才啟動、在一定濃度范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合作用速率加快，到了CO2飽和點后，光合作用不再隨CO2濃度的增加而增加。（此時主要受光照強度、酶和色素的含量、溫度等其他因素的限制）,陽生植物,陰生植物,最適溫度,溫度,光合速率,3.溫度,溫度影響酶的活性，從而也影響光合速率。在一定溫度范圍內(nèi)，光合速率隨著溫度的升高而加快，在最適溫度下

48、，光合速率最快，之后隨著溫度的升高，光合作用的速率下降。,4.水分,水是光合作用重要的反應物，又可影響氣孔的開閉，間接影響CO2的吸收，還可影響光合產(chǎn)物的運輸，從而影響光合速率。（反應產(chǎn)物的濃度過高會減慢反應的進行）,5.礦質(zhì)元素,礦質(zhì)元素直接或間接地影響光合速率,N: 光合作用酶、色素、ATP、NADPH的組成成分,P: 光合膜的基本支架磷脂、ATP、NADPH的組成成分,K: 影響糖類的轉(zhuǎn)變和運輸，間接影響光合速率,Mg: 葉綠素的組成成分,三、光合作用,（六）光合作用的意義,1.制造有機物,2.轉(zhuǎn)變光能,3.環(huán)境保護,4.推動生物進化,水生,陸生,無氧呼吸型,有氧呼吸型,光合作用（O2）,光合作用（O3）,(七）化能合成作用,除了綠色植物，自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞中沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用叫做化能合成作用，如硝化細菌。,CO2+H2O (CH2O)+O2,光能,化學能,NH3 HNO3,光合作用,化能合成作用,自養(yǎng)生物：能直接利用無機物合成自身有機物的生物，如綠色植物（光能自養(yǎng)型）和硝化細菌等（化能自養(yǎng)型生物）。,異養(yǎng)生物：只能利用現(xiàn)成的有機物來合成自身