细胞的类型和结构

第二节第二节 细胞的类型和结构细胞的类型和结构细胞的概念细胞的概念:细胞是生物体的结构和功能的基本单位细胞是生物体的结构和功能的基本单位 思考：是不是所有的生物都具有细胞结构？思考：是不是所有的生物都具有细胞结构？生物生物原核原核生物生物真核真核生物生物非细胞结构的生物：病毒非细胞结构的生物：病毒（如：噬菌体、（如：噬菌体、SARSSARS）细胞细胞结构结构生物生物细菌细菌蓝藻蓝藻放线菌放线菌支原体支原体衣原体衣原体细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁拟核拟核核糖体核糖体细胞质细胞质鞭毛鞭毛乳酸菌乳酸菌大肠杆菌大肠杆菌球菌球菌螺旋菌螺旋菌生物生物原核原核生物生物真核真核生物生物非细胞结构的生物：病毒非细胞结构的生物：病毒（如：噬菌体、如：噬菌体、SARSSARS）细胞结细胞结构生物构生物细菌细菌-乳酸菌、大肠杆菌乳酸菌、大肠杆菌蓝藻蓝藻放线菌放线菌支原体支原体衣原体衣原体球菌球菌杆菌杆菌螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌螺菌螺菌蓝藻包括蓝球藻、颤藻、蓝藻包括蓝球藻、颤藻、念珠藻念珠藻和发菜。和发菜。蓝藻细胞模式图蓝藻细胞模式图生物生物原核原核生物生物真核真核生物生物非细胞结构的生物：病毒非细胞结构的生物：病毒（如：噬菌体、（如：噬菌体、SARSSARS）细胞细胞结构结构生物生物细菌细菌蓝藻蓝藻放线菌放线菌支原体支原体动物动物植物植物真菌真菌酵母菌、酵母菌、霉菌霉菌 衣原体衣原体细胞膜细胞膜细胞核细胞核细胞质细胞质动物细胞动物细胞细胞壁细胞壁植物细胞植物细胞酵母菌酵母菌思考思考：原核细胞和真核细胞最主要的特点是什么原核细胞和真核细胞最主要的特点是什么？拟核拟核细胞核细胞核原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞的一般特征细胞的一般特征原核细胞和真核细胞。原核细胞和真核细胞。原核细胞原核细胞（prokaryotic cellprokaryotic cell）:结构比较简单；结构比较简单；没有真正的细胞核没有真正的细胞核，只有一个环状只有一个环状DNADNA分子，没有核膜包围；分子，没有核膜包围；只有核糖体。只有核糖体。真核细胞真核细胞（eukaryotic celleukaryotic cell）:结构比较复杂，结构比较复杂，有核膜包围的细胞核有核膜包围的细胞核；有许多以膜为基础的具有特定功能的结有许多以膜为基础的具有特定功能的结构，即多种细胞器。构，即多种细胞器。原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较类别类别原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞大小细胞大小细胞壁细胞壁细胞核细胞核细胞质细胞质生物类群生物类群较小，结构简单较小，结构简单较大，结构复杂较大，结构复杂拟核（拟核（环状环状DNA分子分子）核膜包围的细胞核核膜包围的细胞核肽聚糖（蛋白质与糖结合）肽聚糖（蛋白质与糖结合）纤维素、果胶纤维素、果胶只有核糖体只有核糖体无其它细胞器无其它细胞器有复杂的细胞器有复杂的细胞器细菌、蓝藻、放线菌、细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体支原体、衣原体植物、动物、真菌植物、动物、真菌据据图示回答下列示回答下列问题：(1)甲甲、乙乙两两图中中属属于于原原核核细胞胞的的是是_，属属于于真真核核细胞胞的的是是_。判判断断的的主主要要依依据据为_。(2)甲甲、乙乙 两两 细 胞胞 的的 统 一一 性性 表表 现 在在_。(3)甲、乙两甲、乙两细胞的差异性表胞的差异性表现在在_。(4)在在生生命命系系统的的结构构层次次中中，一一定定既既属属于于细胞胞层次次，又又属于个体属于个体层次的是次的是图_所示生物。所示生物。【解解析析】图图甲甲无无核核膜膜，应应为为原原核核细细胞胞，图图乙乙有有核核膜膜，应应为为真真核核细细胞胞。原原核核细细胞胞与与真真核核细细胞胞的的统统一一性性表表现现在在细细胞胞膜膜、细细胞胞质质、核核糖糖体体，差差异异性性表表现现在在核核膜膜、染染色色体体和和众众多多的的细细胞胞器器。单单细细胞胞生生物物既既是是细细胞，又是一个个体。胞，又是一个个体。【答案答案】(1)甲乙甲无以核膜甲乙甲无以核膜为界限的界限的细胞核而乙有胞核而乙有 (2)都有都有细胞膜、胞膜、细胞胞质、核糖体和、核糖体和DNA分子分子 (3)甲甲无无核核膜膜、染染色色体体，而而乙乙有有；甲甲只只有有核核糖糖体体一一种种细胞胞器，而乙器，而乙还有其他有其他细胞器胞器 (4)甲甲 细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁功能：功能：维持细胞的正常形态，具维持细胞的正常形态，具有支持和保护有支持和保护化学成分：化学成分：植物植物纤维素和果胶纤维素和果胶 细菌细菌肽聚糖肽聚糖通透性：全透性通透性：全透性蛋白质蛋白质磷脂磷脂思考思考：用脂质溶剂和蛋白酶可以溶解细胞用脂质溶剂和蛋白酶可以溶解细胞膜，说明细胞膜内含有什么物质？膜，说明细胞膜内含有什么物质？脂质和蛋白质脂质和蛋白质 糖类糖类(糖蛋白糖蛋白)1.细胞膜的组成成分细胞膜的组成成分50%40%10%与生活中的联系：与生活中的联系：癌细胞的转移与癌细癌细胞的转移与癌细癌细胞的转移与癌细癌细胞的转移与癌细胞膜成分的改变有关胞膜成分的改变有关胞膜成分的改变有关胞膜成分的改变有关。细胞膜中的磷脂是双层的。细胞膜中的磷脂是双层的。结论：结论：材料：材料：1925年，科学家们把红细胞细胞膜中的年，科学家们把红细胞细胞膜中的磷脂分子抽提出来，发现其单层分子在水面的磷脂分子抽提出来，发现其单层分子在水面的铺展面积是红细胞表面积的两倍。铺展面积是红细胞表面积的两倍。本实验选用什么材料？本实验选用什么材料？哺乳动物成熟哺乳动物成熟的红细胞内没有细的红细胞内没有细胞核和其它众多的胞核和其它众多的细胞器，可以避免细胞器，可以避免细胞膜与其它膜结细胞膜与其它膜结构混在一起。构混在一起。哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞学点二学点二、制作细胞膜的方、制作细胞膜的方法法1 材料选择：哺乳动物成熟的红细胞材料选择：哺乳动物成熟的红细胞 优点：无细胞壁，无细胞核，无优点：无细胞壁，无细胞核，无细胞器。细胞器。2 如何使红细胞破裂？如何使红细胞破裂？3 实验操作实验操作4 细胞破碎后，如何得到较纯的细胞膜？细胞破碎后，如何得到较纯的细胞膜？没有其他膜结构。没有其他膜结构。细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离不同转速离心的方法心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。胞膜。等渗状态等渗状态等渗状态等渗状态低渗状态低渗状态低渗状态低渗状态高渗状态高渗状态高渗状态高渗状态亲水性头部亲水性头部疏水性尾部疏水性尾部磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂双分子层的排布磷脂双分子层的排布水水水水磷脂双分子层磷脂双分子层（基本支架）（基本支架）蛋白质分子蛋白质分子2.2.细胞膜的分子结构细胞膜的分子结构（糖被）糖蛋白（糖被）糖蛋白如何判断细胞膜的外表面？如何判断细胞膜的外表面？以磷脂双分子层为骨架，蛋白质以磷脂双分子层为骨架，蛋白质覆盖、嵌插或贯穿其中覆盖、嵌插或贯穿其中亲水性（头）亲脂性（尾）细胞膜的结构示意图诱导诱导融合融合人细胞人细胞鼠鼠细胞细胞荧光标记荧光标记 蛋白质蛋白质1970年，年，Frye和和Edidin人人-鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验探究探究40分钟后370C实验结论:细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特点：流动性流动性结构模型：流动镶嵌模型结构模型：流动镶嵌模型实例、实例、细胞膜的流动性的证明细胞膜的流动性的证明细胞膜的流细胞膜的流动性的证明动性的证明变形虫在吞变形虫在吞噬草履虫噬草履虫实例实例2、人的红细胞中的人的红细胞中的K+比血浆高比血浆高30倍，倍，而红细胞中的而红细胞中的Na+浓度却是血浆中浓度却是血浆中Na+的浓度的的浓度的16。由此可见红细胞。由此可见红细胞具有不断吸收具有不断吸收K+而不断排出而不断排出Na+的能的能力。力。选择透过性选择透过性细胞膜的功能特点是什么？细胞膜的功能特点是什么？选择透过性选择透过性可以让气体、水、脂溶性等小可以让气体、水、脂溶性等小分子自由通过，细胞要选择吸分子自由通过，细胞要选择吸收的离子或小分子也收的离子或小分子也可以通过，可以通过，而不需要的离子，小分子和大而不需要的离子，小分子和大分子则分子则不能通过不能通过用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，你知道这是菜汤，汤却是红色的，你知道这是为什么吗？为什么吗？高温破坏了细胞膜的结构。体现高温破坏了细胞膜的结构。体现了细胞膜的选择透过性了细胞膜的选择透过性细胞膜的主要功能细胞膜的主要功能将细胞与周围环境分隔开，具有保将细胞与周围环境分隔开，具有保护作用护作用控制物质进出细胞控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流和进行细胞间的信息交流和代谢的代谢的控制控制 将一正常的动物细胞和将一正常的动物细胞和植物细胞放入清水中，植物细胞放入清水中，哪种细胞较容易涨破？哪种细胞较容易涨破？为什么？为什么？组成成分组成成分通透性通透性功能功能细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜纤维素、果胶纤维素、果胶控制、保护控制、保护、信信息交流息交流选择透过性选择透过性脂质、蛋白质脂质、蛋白质、多糖多糖全透性全透性保护、支持保护、支持细胞壁与细胞膜细胞壁与细胞膜科研上鉴别死细胞和活细胞，常用科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排染色排除法除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法染色排除法”的原理吗？的原理吗？拓展题拓展题 活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂无法进入细胞内，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力。二、流动镶嵌模型的基本内容1基本构成(1)基本支架：_，具有_性。(2)蛋白质分子分布：有的镶在磷脂双分子层的_，有的部分或全部_磷脂双分子层中，有的_整个磷脂双分子层。特点：大多数蛋白质分子可以运动。磷脂双分子层磷脂双分子层流动流动两侧两侧贯穿贯穿嵌插嵌插2.特殊结构糖蛋白（1）位于细胞膜的 _ 侧。外外（2）组成：_和和_结合形成结合形成蛋白质蛋白质糖类糖类（3）作用：与细胞表面的_有关有关识别识别二、选择题二、选择题1 1、构成细胞膜的物质是：、构成细胞膜的物质是：（A A）蛋白质分子和磷酸分子；蛋白质分子和磷酸分子；（B B）蛋白质分子和核酸分子；蛋白质分子和核酸分子；（C C）蛋白质分子和磷脂分子；蛋白质分子和磷脂分子；（D D）脂类分子和糖分子。脂类分子和糖分子。2 2、细胞膜的结构特点是：、细胞膜的结构特点是：（A A）构成细胞膜的磷脂分子可以运动；构成细胞膜的磷脂分子可以运动；（B B）构成细胞膜的蛋白质分子可以运动；构成细胞膜的蛋白质分子可以运动；（C C）构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的；构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的；（D D）构成细胞膜磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动。构成细胞膜磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动。CD变式训练1以下是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排列特点，其中描述细胞膜基本支架特征的一项是()A磷脂分子排布成双分子层B膜两侧的分子结构和性质不尽相同C蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂分子层中D蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性 答案答案：A例2下图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：(1)图中B_的性质是由_决定 的。构 成 细 胞 膜 基 本 支 架 的 结 构 是 _。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是 _。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有_的特性。(4)不同细胞的细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的哪些结构的不同？_(填写标号)。(5)当血浆中的葡萄糖分子通过细胞膜时，图中B的作用是_。答案：(1)蛋白质遗传物质D磷脂双分子层(2)E糖蛋白(3)流动性(4)B、E(5)载体解析：A代表的是多糖，E代表的是具有识别能力的糖蛋白，C和D分别是指磷脂分子和磷脂双分子层。变式训练2如下图是桑格和尼克森在1972年提出的关于生物膜分子结构的流动镶嵌模型，下列相关叙述错误的是()A图中a与细胞识别有关，细胞的识别是信息传递的过程B图中c分子具有亲水的磷酸头部和疏水的脂肪酸尾部C图中d的分布状态有两种：镶在表面或贯穿于整个磷脂双分子层Db构成膜的基本支架，具有对称性答案：C解析：图中a为糖蛋白，与细胞的识别有关，b为磷脂双分子层，构成膜的基本支架，c是磷脂分子，有亲水的头部和疏水的尾部，d为蛋白质，在膜上呈不对称分布，有的镶在膜表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。证明细胞膜具有流动性的实例有哪些(1)草履虫取食过程中食物泡的形成以及胞肛废渣的排除；(2)变形虫捕食和运动时伪足的形成；(3)白细胞吞噬细菌；(4)胞饮与分泌；(5)受精时细胞的融合过程；(6)动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；(7)细胞杂交时的细胞融合；(8)红细胞通过狭窄毛细血管的变形；知识拓展(9)精子细胞形成精子的变形；(10)酵母菌的出芽生殖中长出芽体；(11)人鼠细胞的杂交实验；(12)变形虫的切割实验；(13)质壁分离和复原实验。细胞膜的流动性为细胞吸收、分泌、修复、融合、运动、捕食、变形、分裂等提供了物质基础。例实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了(如下图)。请分析问答以下问题：(1)细胞融合的实验表明了组成细胞膜的_分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有_的特点。(2)在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有_性。(3)细胞融合实验若在20条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明_。答案：(1)蛋白质流动性(2)特异(3)温度较高时，蛋白质分子的运动速度较快解析：解答本题要结合文字说明，借助图解，根据问题进行分析作答。变式训练 物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，做了下述实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37下融合，发现40min后，融合细胞膜上的红色和绿色均匀相间分布。有人认为该实验没有完成，请你继续完成探究实验：_；请你指出可以从哪两个方面观察实验结果：(1)_；(2)_。请预测该实验最可能得出的结论_。答案：分别在温度低于37(如0)、高于37(如60)的条件下重复上述实验(1)相同时间之后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上分布的情况(2)比较红色和绿色荧光物质在细胞膜上均匀分布时所需时间的长短在一定温度范围内，随着温度的升高，细胞膜的流动会加快加强1如图所示为细胞膜的亚显微结构模式图，下列有关叙述错误的是()A表示细胞膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白B和大都是运动的C构成细胞膜的基本支架，与物质进出无关D细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境随堂练习答案：C解析：此题主要考查构成细胞膜的结构成分及其相应功能。图中为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，与细胞识别有关，参与细胞间的信息传递。代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶嵌在膜的表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中，大多是运动的。是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分磷脂分子密切相关。细胞膜使每个细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的内部环境，保证了细胞内各项生命活动的顺利进行。2下列有关细胞膜的流动镶嵌模型正确的是()A蛋白质覆盖在磷脂分子表面B细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性C细胞膜两侧的分子性质和结构相同D磷脂分子的疏水端朝向两侧，亲水端朝向内侧答案：B解析：在细胞膜的流动镶嵌模型中，磷脂分子和蛋白质是构成膜结构的主要成分，磷脂双分子层构成膜的基本支架，其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧。蛋白质或分布在膜表面，或部分或全部镶嵌在磷脂双分子层中，其中外侧的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系，因此细胞膜两侧的分子性质和结构并不相同。构成膜结构的磷脂分子和蛋白质并不是静止的，而是在膜中可做多种形式的移动。3生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。在细胞的生命活动中，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列生物结构中，糖蛋白含量可能最多的是()A类囊体的膜B线粒体的膜C细胞膜 D内质网膜答案：C解析：细胞之间的识别是依靠细胞膜表面的糖蛋白来实现的。4关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是()膜主要由磷脂和蛋白质分子组成膜具有流动性膜具有选择透过性膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的主动运输得以正常进行A BC D答案：C解析：细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成；细胞膜具有流动性，是因为组成膜的蛋白质分子和磷脂分子在运动；细胞膜具有选择透过性，使主动运输得以正常进行。5仔细阅读下列信息，并回答问题：有人在研究未受精的卵细胞膜透过性时，发现脂溶性物质很容易通过细胞膜，而不溶于脂质的物质则很难通过。细胞膜的化学成分中一定有某种物质，有利于脂质物质的通过。1925年EGorter和FGrendel用有机溶剂将人成熟红细胞细胞膜中的这种物质提取出来，并将它在空气水界面上平铺成单分子层时，这个分子层的面积相当于原来细胞表面积的两倍。(1)根 据 上 述 信 息 可 以 得 出 的 结 论 是_。答案：(1)细胞膜中含有脂质物质，且它在膜中呈双层排列(2)构成细胞膜的基本支架(3)蛋白质；利用蒸馏水使人成熟红细胞破裂，然后通过离心等方法提取出较纯的细胞膜，再用双缩脲试剂检验，发现溶液颜色由蓝色转为紫色(4)细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、细胞核膜等生物膜