2023屆高三生物二輪復(fù)習(xí)課件第2講細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸

第2講細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸病毒一、病毒（非細(xì)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(dòng)物病毒、噬菌體等繁殖:方式為復(fù)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(fù)制、合成→組裝→釋放★在此過(guò)程中，病毒只提供自身核酸分子（DNA或RNA）為模板，原料、能量、場(chǎng)所、酶均由宿主提供無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu):不能構(gòu)成生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次營(yíng)寄生生活：宿主→說(shuō)明了細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，生命活動(dòng)離不開細(xì)胞具有特異性：與受體有關(guān)：如：SARS→雞胚、HIV→T細(xì)胞、2019-nCoV→肺細(xì)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(dǎo)致難以治療（疫苗）一、病毒（非細(xì)胞生物）1.思考：如何用放射性同位素標(biāo)記相應(yīng)的病毒？必須用可做宿主的活細(xì)胞培養(yǎng)★給病毒標(biāo)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(xì)胞，再用被標(biāo)記的細(xì)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(biāo)卷I）分別用放射性標(biāo)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(biāo)記的宿主細(xì)胞，一段時(shí)間后收集并檢測(cè)病毒的放射性3.高中相關(guān)知識(shí)：（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(jiǎn)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(dǎo)融合劑（滅活的病毒）（6）感染宿主→細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡1.雙鏈DNA病毒：此類病毒的DNA既可以雙鏈作模板復(fù)制出子代病毒DNA；又可以-DNA鏈作模板轉(zhuǎn)錄成mRNA，進(jìn)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(jìn)行翻譯，合成蛋白質(zhì)；復(fù)制方式是以該+RNA為模板，復(fù)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(fù)制過(guò)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(xì)胞（因?yàn)橐鬃儺?，進(jìn)化快，人肺細(xì)胞）（3）進(jìn)入人體后的免疫：（突破兩道防線）先體液免疫，再細(xì)胞免疫（4）引起發(fā)熱：產(chǎn)熱>散熱（5）檢測(cè)途徑：檢測(cè)新冠蛋白質(zhì)（抗原）→抗原—抗體雜交；檢測(cè)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(xì)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(yù)防：切斷傳播途徑（帶口罩、消毒）；控制傳染源（封城、隔離）；保護(hù)易感人群（接種疫苗）（8）實(shí)驗(yàn)室保留新冠病毒樣品的目的：保護(hù)生物基因多樣性比較項(xiàng)目原核細(xì)胞真核細(xì)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(shí)間變異方式分裂方式其他區(qū)別細(xì)胞質(zhì)生物膜系統(tǒng)二、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞區(qū)別無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核有以核膜為界限的細(xì)胞核一個(gè)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(xì)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(xì)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(shí)進(jìn)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(wú)絲分裂只有核糖體一種細(xì)胞器除核糖體外，還有線粒體等眾多細(xì)胞器有生物膜（細(xì)胞膜）、但無(wú)系統(tǒng)有生物膜系統(tǒng)：細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜→分泌蛋白共用一套遺傳密碼進(jìn)化原材料，其中基因突變?yōu)樵疾牧媳容^項(xiàng)目原核細(xì)胞真核細(xì)胞有氧（無(wú)氧）呼吸光合作用細(xì)胞周期孟德爾遺傳定律細(xì)胞壁全透性；支持保護(hù)二、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞區(qū)別有或無(wú)→無(wú)線粒體、酶、細(xì)胞質(zhì)（膜）有和無(wú)→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)+線粒體藍(lán)藻→無(wú)葉、色素（藻藍(lán)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(wú)連續(xù)分裂的細(xì)胞有（T長(zhǎng)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(wú)細(xì)菌→肽聚糖（溶菌酶）動(dòng)物：無(wú)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(xì)菌細(xì)胞壁的合成，導(dǎo)致細(xì)菌溶解死亡。溶菌酶殺菌作用原理：有效水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖，導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂內(nèi)容物溢出而使細(xì)菌溶解。三、細(xì)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(yùn)動(dòng)，無(wú)特異性，構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架。動(dòng)物細(xì)胞膜中還有膽固醇。蛋白質(zhì)（約40%）：大都可運(yùn)動(dòng)、有特異性，行使細(xì)胞膜的各種生理功能。蛋白質(zhì)種類、數(shù)量越多，細(xì)胞膜的功能就越復(fù)雜。糖類（2%-10%）：形成糖蛋白或糖脂，只存在于細(xì)胞膜的外側(cè)，其他生物膜沒有。（癌細(xì)胞）細(xì)胞膜實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論19世紀(jì)末，歐文頓物質(zhì)過(guò)膜實(shí)驗(yàn)?zāi)な怯芍|(zhì)組成的20世紀(jì)初，分離紅細(xì)胞膜實(shí)驗(yàn)?zāi)さ闹饕煞质侵|(zhì)和蛋白質(zhì)選材原因（1）動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁（2）哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)核膜和眾多細(xì)胞器膜來(lái)干擾。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了滲透作用原理漲破細(xì)胞，利用了離心技術(shù)提取細(xì)胞膜。1925年，丙酮提取，空氣—水界面鋪展實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層20世紀(jì)50年代電子顯微鏡誕生，羅伯特森用來(lái)觀察細(xì)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(xì)胞膜是靜態(tài)的1970年，熒光標(biāo)記人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1972年，桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型探索歷程三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型圖示：內(nèi)容1.磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)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(gè)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(xì)胞表面的糖被有保護(hù)和潤(rùn)滑的作用，動(dòng)物細(xì)胞表面的糖蛋白有識(shí)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(diǎn)—具有流動(dòng)性原因:1.磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動(dòng)性

2.大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的實(shí)例：人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂末期、變形蟲運(yùn)動(dòng)、胞吞胞吐、脂質(zhì)微球體等。說(shuō)明：細(xì)胞膜流動(dòng)性強(qiáng)弱受到溫度等環(huán)境因素影響。不對(duì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定；2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，但控制作用是相對(duì)的；3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流，常見的方式有下列3種：①信號(hào)分子（如激素）通過(guò)體液運(yùn)輸?shù)饺砀魈帲c靶細(xì)胞表面的受體（糖蛋白）結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞；②相鄰兩個(gè)細(xì)胞通過(guò)直接接觸傳遞信息，如精卵識(shí)別結(jié)合、效應(yīng)T細(xì)胞識(shí)別結(jié)合靶細(xì)胞；③細(xì)胞間形成通道傳遞信息，如植物細(xì)胞間的胞間連絲。功能特點(diǎn)——具有選擇透過(guò)性原因：1.膜上運(yùn)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(guò)膜。實(shí)例：如臺(tái)盼藍(lán)染液可以鑒定細(xì)胞死活；一定濃度額蔗糖溶液中植物細(xì)胞會(huì)質(zhì)壁分離，但同濃度的KNO3溶液中可以質(zhì)壁分離并自動(dòng)復(fù)原。（原因是植物細(xì)胞會(huì)吸收K+和NO3-，葡萄糖、尿素等溶液也會(huì)發(fā)生自動(dòng)復(fù)原。人工腎）三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)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(xì)胞質(zhì)分開。核孔：實(shí)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(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。核仁：（折光性強(qiáng)）與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。說(shuō)明1.物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核①大分子物質(zhì)通過(guò)核孔進(jìn)出細(xì)胞核：進(jìn)核的如組成染色質(zhì)的蛋白質(zhì)、DNA復(fù)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(jìn)出細(xì)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(xì)胞分裂時(shí)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(xì)胞，核糖體數(shù)目多，核仁體積大，核孔數(shù)目多。三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞核實(shí)驗(yàn)結(jié)論說(shuō)明美西螈核移植實(shí)驗(yàn)美西螈膚色遺傳受細(xì)胞核控制

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

無(wú)溶酶體核糖體中心體無(wú)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(guò)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(gè)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(xì)胞液中有糖類、無(wú)機(jī)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)所；光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的“車間”對(duì)來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的加工、分類和包裝；與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)；有分泌功能的細(xì)胞都富含高爾基體可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境；充盈的液泡可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺分解衰老、損傷的細(xì)胞器；吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒和細(xì)菌合成蛋白質(zhì)（肽鏈）與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)（發(fā)出星射線形成紡錘體）是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”植物的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站是細(xì)胞內(nèi)膜面積最廣闊的結(jié)構(gòu)，可以內(nèi)連核膜，外連細(xì)胞膜，利于物質(zhì)運(yùn)輸在細(xì)胞中起交通樞紐的作用細(xì)胞的“消化車間”“合成蛋白質(zhì)的機(jī)器”核糖體—將氨基酸合成多肽(肽鏈)進(jìn)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(jìn)一步加工、分類、包裝細(xì)胞膜—胞吐。囊泡與細(xì)胞膜融合，蛋白質(zhì)釋放運(yùn)輸（小囊泡）各種細(xì)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(xì)胞核—基因的轉(zhuǎn)錄，將遺傳信息從細(xì)胞核傳遞到細(xì)胞質(zhì)線粒體供能“三看”分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)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(xì)胞膜核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體細(xì)胞膜運(yùn)輸方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)示意圖

條件影響因素四、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剿?，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有機(jī)小分子葡萄糖進(jìn)紅細(xì)胞，靜息電位時(shí)K+外流，動(dòng)作電位時(shí)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(jī)小分子濃度差濃度差、載體或通道能量、載體運(yùn)輸速率隨濃度差增大而增大運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)示意圖

條件影響因素四、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剿?，O2、CO2，甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有機(jī)小分子葡萄糖進(jìn)紅細(xì)胞，靜息電位時(shí)K+外流，動(dòng)作電位時(shí)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(jī)小分子濃度差濃度差、載體或通道能量、載體運(yùn)輸速率隨濃度差增大而增大運(yùn)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(yùn)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(dòng)速度和呼吸酶的