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1、 專題三 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 動(dòng)物細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程 細(xì)胞工程 核液 染色質(zhì)與染色體 核仁的功能 核膜的結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞核 生物膜系統(tǒng) 液泡的結(jié)構(gòu)與水分代謝 殖中心體的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞增 核糖體的結(jié)構(gòu)與功能 高爾基體的結(jié)構(gòu)與功能 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能 葉綠體結(jié)構(gòu)與光合作用 線粒體結(jié)構(gòu)與呼吸作用 細(xì)胞器 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與功能 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 一、 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞膜也稱生物膜或質(zhì)膜。是由類脂、蛋白質(zhì)和糖類組成。質(zhì)膜 中的類脂也稱膜脂，是質(zhì)膜的基本骨架，膜蛋白質(zhì)是膜功能的主要 體現(xiàn)者。 質(zhì)膜中的糖類是少量的，主要與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合形成糖蛋白質(zhì) 或糖脂，是質(zhì)膜上的標(biāo)記物，
2、與細(xì)胞的識(shí)別有關(guān) . 質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者，其中有的與物質(zhì)的運(yùn) 輸有關(guān)，如載體，在主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，載體還兼有 ATP水解酶的作 用；有的是酶，能催化與膜有關(guān)的生化反應(yīng)；有的是激素或其他有 生物活性物質(zhì)的受體。 二、 細(xì)胞質(zhì) : 細(xì)胞質(zhì)是指除去細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞核以外的所有物質(zhì)。 1 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)中除去所有細(xì)胞器和各種顆粒以外的部分， 呈半透明的膠體狀態(tài)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不能看作是細(xì)胞中的溶液。在細(xì) 胞質(zhì)基質(zhì)中有著極其復(fù)雜的成分和擔(dān)負(fù)著一系列重要的功能 . 2 細(xì)胞器 細(xì)胞器是指在細(xì)胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能 的結(jié)構(gòu)單位 ， 懸浮在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 。 主要是線粒
3、體和葉綠體 ， 此外 還具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 、 核糖體 、 高爾基體 、 中心體和液泡等 。 (1)線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 線粒體是雙層膜結(jié)構(gòu) ， 內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴 ， 嵴的形成增加 了細(xì)胞內(nèi)的膜面積 。 線粒體是動(dòng)植物細(xì)胞中都具有的細(xì)胞器 ， 它與 細(xì)胞的能量代謝有關(guān) 。 但原核生物 (細(xì)菌和藍(lán)藻 ） 中沒(méi)有線粒體 。 （ 2） 葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu) ， 分為外膜和內(nèi)膜 ， 但內(nèi)膜未向內(nèi)腔折疊 ， 內(nèi)膜以內(nèi)是基粒和基質(zhì) 。 葉綠體中含有少量的 DNA和 RNA， 線粒體也一樣 ， 在葉肉細(xì)胞 也能完成自我增殖 ， 在遺傳上不完全依賴于細(xì)胞核 ， 有一定的獨(dú)立 性 。 葉綠體中的色素
4、分布在類囊體薄膜上 ， 完成光合作用的整個(gè)光 反應(yīng)過(guò)程的色素和酶也都在片層結(jié)構(gòu)薄膜上 ， 所以光合作用的光反 應(yīng)是在基粒類囊體的薄膜上進(jìn)行的 。 完成暗反應(yīng)過(guò)程的酶在葉綠體 的基質(zhì)中 ， 暗反應(yīng)過(guò)程是在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的 。 （ 3） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是指細(xì)胞質(zhì)中一系列囊腔和細(xì)管，彼此相通，形成一個(gè)隔 離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的管道系統(tǒng)。 根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有沒(méi)有附著核糖體， 將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩種。 細(xì)胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度與其生命活動(dòng)的旺盛程度呈正相關(guān)。 4） 核糖體 核糖體不是由生物膜構(gòu)成的，它是由蛋白質(zhì)和 RNA構(gòu)成的復(fù)合體。 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的
5、 蛋白質(zhì)主要有兩類：一類是分泌蛋白，通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w， 經(jīng)加工包裝后被分泌到細(xì)胞外；另一類是排列到質(zhì)膜內(nèi)的蛋白質(zhì)。 游離的核糖體合成的蛋白質(zhì)一般是分布到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)。 （ 5） 高爾基體 高爾基體是由光面膜所包圍成的分隔的腔及一些分泌小泡組成。 它屬于單層膜結(jié)構(gòu)。在所有動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞中都有這種細(xì)胞器， 但成熟的紅細(xì)胞是例外。 ， 高爾基體的功能是：在植物細(xì)胞中能合成和分泌纖維素，將纖維素 分泌到原生質(zhì)體外形成細(xì)胞壁，所以在高中生物教材上講與細(xì)胞壁 的形成有關(guān)；在動(dòng)物細(xì)胞中，高爾基體是細(xì)胞分泌物的最后加工和 包裝的場(chǎng)所。在分泌旺盛的細(xì)胞（如唾液腺細(xì)胞、胰腺細(xì)胞等）中， 高爾基
6、體特別發(fā)達(dá)，數(shù)目也特別多。 （ 6） 中心體 中心體存在于低等植物細(xì)胞（如衣藻、團(tuán)藻等藻類植物）和動(dòng)物 細(xì)胞中。中心體不具備膜結(jié)構(gòu)，是由蛋白質(zhì)組成的。 （ 7） 液泡 液泡是在細(xì)胞質(zhì)中由單層膜包圍的充滿水液的泡，是普遍存在于 植物細(xì)胞中的一種細(xì)胞器。 液泡內(nèi)的液體稱為細(xì)胞液，溶有很多有機(jī)小分子物質(zhì)和無(wú)機(jī) 鹽。 液泡的功能是參與細(xì)胞的水分代謝（如質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù) 原），同時(shí)也是植物細(xì)胞代謝副產(chǎn)品及廢物（如蔗糖、植物堿、丹 寧、多余的無(wú)機(jī)鹽等）屯集的場(chǎng)所。 三、 細(xì)胞核 一切真核細(xì)胞都有細(xì)胞核，但在真核生物體內(nèi)某些高度分化成熟 的細(xì)胞（如哺乳動(dòng)物血液中的紅細(xì)胞、高等植物細(xì)胞體內(nèi)輸導(dǎo)有機(jī) 物的篩
7、管細(xì)胞等）沒(méi)有細(xì)胞核。細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn) 錄的場(chǎng)所。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)包括核膜、核仁、染色質(zhì)和核液 4個(gè)部分。 核膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，核仁是形成核糖體的場(chǎng)所。 四、 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng) 細(xì)胞生物膜系統(tǒng)是指由細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線 粒體等圍繞而成的細(xì)胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中的作用： 不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與環(huán)境之 間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量交換和信息傳遞的過(guò)程中起著決定性的作用。 細(xì)胞內(nèi)的許多重要化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)的廣闊 的膜面積為酶提供了大量的附著位點(diǎn)，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行 創(chuàng)造了有利條件。
8、 細(xì)胞內(nèi)的生物膜把細(xì)胞分隔成一個(gè)個(gè)小的區(qū)室，如各種細(xì)胞器， 這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)相互干擾， 保證了細(xì)胞的生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。 五、 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別 在原核細(xì)胞中的 DNA分子不與蛋白質(zhì)結(jié)合，成游離態(tài)，所以一般 講原核細(xì)胞沒(méi)有染色體，也就 沒(méi)有染色體變異。 沒(méi)有其他形式的細(xì) 胞器，唯獨(dú)只有一個(gè)核糖體。但細(xì)胞膜常向內(nèi)陷以增加膜面積，具 有類似于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，主 要包括兩大類：細(xì)菌和藍(lán)藻。由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為真核生物， 地球上絕大多數(shù)的生物屬于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；綠 藻（水綿）、硅藻、褐藻（海帶）、紅藻（紫
9、菜）等藻類，所有的 高等植物和動(dòng)物。 進(jìn)行有氧呼吸的原核細(xì)胞，有氧呼吸過(guò)程主要是 在內(nèi)陷的細(xì)胞膜進(jìn)行。進(jìn)行光合作用的原核生物，光合作用的光反 應(yīng)也是在內(nèi)陷的細(xì)胞膜上進(jìn)行的。 六、 植物細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是 植物細(xì)胞的全能性 。 植物細(xì)胞的全能性是指生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè) 體的潛能。 在生物體內(nèi)的細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性而是分化成不同的組織、 器官，是因?yàn)榛蛟谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下 選擇性地表達(dá) 的結(jié)果。 在個(gè)體發(fā)育不同的時(shí)期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不相 同的，合成的蛋白質(zhì)也是不一樣的，從而形成了不同的組織和器官。 植物細(xì)胞 只有脫離了植物體 ，在一定的外部因
10、素作用下，經(jīng)過(guò)細(xì)胞 分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性。 植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的過(guò)程可以歸納為： 外植體 愈傷組織 根、芽 植物體 脫分化 再分化 生長(zhǎng)發(fā)育 植物組織培養(yǎng)具有快速繁殖、培育無(wú)病毒植株，可以解決有些作 物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題而在生產(chǎn)上得到廣 泛的應(yīng)用。在轉(zhuǎn)基因植物的培育中也要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 植物體細(xì)胞雜交 ：見(jiàn)教材 P67 植物體細(xì)胞雜交 是指用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜 種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法。植物體細(xì)胞雜 交的最大優(yōu)點(diǎn)是可以克服植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)大了 可用于雜交的親本基因組合的范圍。 七、 動(dòng)物細(xì)胞工程 ：教材 P70 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) ：用的培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、 維生素和動(dòng)物血清等，培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞取自動(dòng)物胚胎或出生不久的 幼齡動(dòng)物的器官或組織。 原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細(xì)胞株、細(xì)胞系 動(dòng)物細(xì)胞融合 ：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是 相同的，誘導(dǎo)融合的方法也類似。誘導(dǎo)劑常滅活的病毒或聚乙二醇。 動(dòng)物細(xì)胞融合最重要的途徑是制備單克隆抗體。 單克隆抗體 的制備： P71 P72
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