2023届高考生物二轮复习细胞的结构与物质运输课件
展开一、病毒(非细胞生物)
DNA病毒:如T2噬菌体等RNA病毒:如HIV、流感病毒、烟草花叶病毒等
按宿主种类分:如植物病毒、动物病毒、噬菌体等
蛋白质和核酸(DNA或RNA)
由蛋白质外壳和内部的核酸构成,有些有附属结构
以T2噬菌体侵染大肠杆菌为例,步骤依次为:吸附→注入→复制、合成→组装→释放 ★在此过程中,病毒只提供自身核酸分子(DNA或RNA)为模板,原料、能量、场所、酶均由宿主提供
无细胞结构:不能构成生命系统的结构层次
营寄生生活:宿主→说明了细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命活动离不开细胞具有特异性:与受体有关:如:SARS→鸡胚 、HIV→T细胞、2019-nCV→肺细胞、TMV→烟草叶片、T2→Ecli等
RNA病毒比DNA病毒更易发生变异(方式为基因突变,形成新品种)导致难以治疗(疫苗)
1.思考:如何用放射性同位素标记相应的病毒?
必须用可做宿主的活细胞培养 ★给病毒标记放射性元素,要先用含放射性元素的培养基培养宿主细胞,再用被标记的细胞去培养病毒
2.思考:新病毒如何研究是DNA病毒还是RNA病毒?(2017新课标卷I)
分别用放射性标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸培养相应的宿主,再用新病毒分别侵染上述已标记的宿主细胞,一段时间后收集并检测病毒的放射性
3.高中相关知识:(1)致癌因子(癌基因,诱发宿主基因突变)(2)研究遗传物质(结构简单) (3)减毒病毒制作疫苗(利用抗原性) (4)基因工程载体(利用侵染性) (5)诱导融合剂(灭活的病毒) (6)感染宿主→细胞坏死与细胞凋亡
1.双链DNA病毒:此类病毒的DNA既可以双链作模板复制出子代病毒DNA;又可以-DNA链作模板转录成mRNA,进而翻译成病毒蛋白质。如T-4噬菌体、单纯疱疹病毒
2.单链+RNA病毒:该类病毒的+RNA可直接作为mRNA进行翻译,合成蛋白质;复制方式是以该+RNA为模板,复制成—RNA,然后再以—RNA作模板合成若干子代+RNA。如脊髓灰质炎病毒、SARS冠状病毒、新型冠状病毒、肠道病毒EV71 。
初步了解2019-nCV(1)RNA病毒(+单链RNA:复制过程:+RNA→-RNA→+RNA) 注:HIV:RNA→DNA→整合→RNA→蛋白质+RNA→子代病毒(2)多种宿主细胞(因为易变异,进化快,人肺细胞)(3)进入人体后的免疫:(突破两道防线)先体液免疫,再细胞免疫(4)引起发热:产热 > 散热(5)检测途径:检测新冠蛋白质(抗原)→抗原—抗体杂交;检测新冠核酸→分子杂交技术(6)治疗:注射痊愈者的血清(含记忆细胞和抗体)、注射干扰素(不能用抗生素)、注射免疫抑制剂等(7)预防:切断传播途径(带口罩、消毒) ;控制传染源(封城、隔离) ;保护易感人群(接种疫苗)(8)实验室保留新冠病毒样品的目的:保护生物基因多样性
二、原核细胞与真核细胞区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
一个大型环状DNA存在于拟核区,另外可能有一些小型环状DNA在细胞质,称为质粒。
DNA与蛋白质构成染色质,存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中有小型的裸露DNA分子。
核基因只能先转录再翻译
基因突变、基因重组、染色体变异都存在
有丝分裂、减数分裂、无丝分裂
除核糖体外,还有线粒体等众多细胞器
有生物膜(细胞膜)、但无系统
有生物膜系统:细胞膜、细胞器膜、核膜→分泌蛋白
进化原材料,其中基因突变为原始材料
有或无→无线粒体、酶、细胞质(膜)
有和无→细胞质基质+线粒体
蓝藻→无叶、色素(藻蓝素和叶绿素)与酶、光合片层
叶绿体(胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
连续分裂的细胞有(T长短相同或不同)
有性生殖核基因遵循 ;质基因(线、叶)不遵循
支原体:无 细菌→肽聚糖(溶菌酶)
动物:无植物→纤维素和果胶(酶解)原生质体融合酵母菌→主要几丁质(酶解)
干扰细菌细胞壁的合成,导致细菌溶解死亡。
有效水解细菌细胞壁肽聚糖,导致细胞壁破裂内容物溢出而使细菌溶解。
脂质(约50%):主要是磷脂(磷酸头部亲水+甘油+脂肪酸尾部疏水),可运动,无特异性,构成细胞膜的基本支架。动物细胞膜中还有胆固醇。蛋白质(约40%):大都可运动、有特异性 ,行使细胞膜的各种生理功能。蛋白质种类、数量越多,细胞膜的功能就越复杂。糖类(2%-10%):形成糖蛋白或糖脂,只存在于细胞膜的外侧,其他生物膜没有。(癌细胞)
1.磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,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3.糖类与蛋白质形成糖蛋白(糖被)。呼吸道消化道细胞表面的糖被有保护和润滑的作用,动物细胞表面的糖蛋白有识别作用。此外,有的糖还与脂质分子结合形成脂质。
原因:1.磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性 2.大多数蛋白质也是可以运动的实例:人鼠细胞融合实验、动物细胞有丝分裂末期、变形虫运动、胞吞胞吐、脂质微球体等。说明:细胞膜流动性强弱受到温度等环境因素影响。
不对称性:膜两侧的分子性质和结构不相同,与蛋白质有关。
1.将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定;2.控制物质进出细胞,但控制作用是相对的;3.进行细胞间的信息交流,常见的方式有下列3种: ①信号分子(如激素)通过体液运输到全身各处,与靶细胞表面的受 体(糖蛋白)结合,将信息传递给靶细胞; ②相邻两个细胞通过直接接触传递信息,如精卵识别结合、效应T细胞识别结合靶细胞; ③细胞间形成通道传递信息,如植物细胞间的胞间连丝。
功能特点——具有选择透过性
原因:1.膜上运送物质的载体蛋白、通道蛋白具有专一性; 2.磷脂双分子层使脂溶性物质更容易过膜。实例:如台盼蓝染液可以鉴定细胞死活;一定浓度额蔗糖溶液中植物细胞会质壁分离,但同浓度的KNO3溶液中可以质壁分离并自动复原。(原因是植物细胞会吸收K+和NO3-,葡萄糖、尿素等溶液也会发生自动复原。人工肾)
核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。
核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
组成成分:DNA和蛋白质,是DNA的主要载体。显色反应:易被碱性染料染成深色,如龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红染液与染色体的关系:是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
核仁:(折光性强)与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
①大分子物质通过核孔进出细胞核:进核的如组成染色质的蛋白质、DNA复制和RNA转录所需的各种酶,出核的如核内转录出的mRNA、rRNA等;
②小分子物质跨核膜进出细胞核,如核内合成DNA、RNA所需的各种小分子原料、ATP等。
前期核仁解体,核膜消失;末期核膜核仁重现
2.细胞分裂时有周期性变化的结构有
3.代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核糖体数目多,核仁体积大,核孔数目多。
细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
对细胞核功能的探究实验
病毒、原核生物、高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,骨骼肌细胞多核
许多类囊体垛叠成基粒,基粒间通过片层结构彼此相连
网状,分为粗面内质网和光面内质网
许多扁平囊状结构叠成一摞,周围形成许多囊泡
有大小两个亚基构成颗粒状
两颗相互垂直的中心粒及其周围物质组成
磷脂、膜蛋白,呼吸酶、ATP合成酶等,DNA、RNA、核糖体等
磷脂、膜蛋白,光合色素,与光合作用有关的酶,DNA、RNA、核糖体等
磷脂、膜蛋白,细胞液中有糖类、无机盐、色素(花青素)、蛋白质等物质
磷脂、膜蛋白,多种水解酶
有氧呼吸的主要场所(第二阶段在线粒体基质,第三阶段在线粒体内膜)
光合作用的场所(光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上,暗反应在叶绿体基质中)
粗面内质网上附着许多核糖体,是蛋白质加工的场所;光面内质网是脂质合成的“车间”
对来自内质网的蛋白质进行进一步的加工、分类和包装;与植物细胞壁的形成有关;有分泌功能的细胞都富含高尔基体
可以调节植物细胞内的环境;充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺
分解衰老、损伤的细胞器;吞噬并杀死侵入细胞的病毒和细菌
与细胞的有丝分裂有关(发出星射线形成纺锤体)
植物的“养料制造车间”和“能量转换站
是细胞内膜面积最广阔的结构,可以内连核膜,外连细胞膜,利于物质运输
在细胞中起交通枢纽的作用
将氨基酸合成多肽(肽链)
初加工(如折叠、糖基化等)
进一步加工、分类、包装
胞吐。囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放
各种细胞器之间的协调配合(以分泌蛋白的合成与分泌为例)
基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质
“三看”分泌蛋白的合成、加工、运输
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
四、物质出入细胞的方式
小分子物质跨膜运输的方式
水,O2、CO2,甘油、乙醇、苯、脂肪酸、性激素等脂溶性有机小分子
葡萄糖进红细胞,静息电位时K+外流,动作电位时Na+内流等
各种离子如H+、Na+、Mg2+等;葡萄糖、氨基酸、IAA等水溶性有机小分子
运输速率随浓度差增大而增大
运输速率先随浓度差增大而增大,后因载体的数量或活性限制而不再增加
运输速率先随能量供应的增加而增大,后因载体的数量和活性限制而不再增加。能量供应又因受呼吸速率限制而受外界温度和O2浓度影响
温度影响膜的流动速度和呼吸酶的活性,从而影响物质运输的速率。
例:结合具体的情境进行分析(如氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞)(1)管腔中氨基酸→上皮细胞:主动运输;上皮细胞中氨基酸→组织液:_____运输。(2)管腔中Na+→上皮细胞:被动运输;上皮细胞中Na+→组织液: _____运输。
大分子通过胞吞或胞吐进出细胞
1.依赖生物膜的流动性,需要消耗ATP提供的能量,不需要载体蛋白
1.神经递质时小分子(乙酰胆碱/肾上腺素/NO等)但通过胞吐的形式被释放;2.RNA、蛋白质是大分子,但他们进出细胞核时是通过核孔,而不是像胞吞胞吐一样通过囊泡进出。
分泌蛋白(抗体/消化酶/激素)的分泌
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