细胞质的概念
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高二生物第二章第3节细胞质某某版必修1【本讲教育信息】一、教学内容1.细胞质的概念。
2.各种细胞器的结构与功能。
3.细胞溶胶及其功能。
4.各细胞器的比较。
二、重点导学细胞质细胞器细胞溶胶三、全面突破知识点1 细胞质的概念1.概念:细胞膜包被的细胞内的大部分物质2.组成成分:由各种细胞器和透明、黏稠、流动着的液体组成。
知识点2 细胞器结构与功能资料:分泌蛋白的合成和运输有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,这类蛋白质叫做分泌蛋白,如消化酶、抗体等。
科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,做过这样一个实验。
他们在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,3min后,被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中;17min后,出现在高尔基体中;117min后,出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中,并释放到细胞外的分泌物中。
思考:核糖体、内质网、高尔基体的分布,形态,结构,功能?1.核糖体分布:有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中形态:椭球形粒状小体(无膜结构)组成:RNA和蛋白质功能:生产蛋白质的机器2.内质网分布:动物细胞和植物细胞形态:由单层膜连接而成的网状结构功能:蛋白质、脂质合成和加工的车间3.高尔基体分布:植物细胞和动物细胞形态:扁平膜囊状结构和大小不等的囊泡功能:对来自内质网的蛋白质进行加工,分类和包装的“发送站”思考:分泌蛋白的合成、运输和分泌除了有核糖体、内质网、高尔基体参与还涉及什么细胞器?4.线粒体分布:动植物细胞形态:颗粒状或短杆状结构:双层膜--内膜折叠成嵴;基质,内含有有氧呼吸的酶和少量的DNA.功能:是细胞有氧呼吸的主要场所(为细胞的生命活动提供95%能量)思考:什么叫植物体内的质体?叶绿体的分布,形态,结构,功能?5.质体质体分为白色体和有色体。
白色体是贮存脂质和淀粉的,存在于不见光的细胞中;有色体含有色素,最重要的是叶绿体。
叶绿体:形态分布:在很多植物细胞内,呈椭球形、球形,结构:双层膜;基粒--由囊状结构堆叠而成;基质---含少量的DNA功能:光合作用场所思考:比较线粒体和叶绿体?共性:双膜、DNA、能量转换站思考:除了叶绿体中含有色素外,还有什么细胞器中有色素?6.液泡分布:植物细胞形态:泡状结构;细胞液中有糖类、无机盐、色素和蛋白质及有机酸、植物碱等。
细胞质的组成和功能什么是细胞质细胞是生命的基本单位,而细胞质是构成细胞的一部分。
细胞质是细胞膜内部的胶状物质,占据细胞的大部分空间。
它包含了各种细胞器,参与了细胞的许多重要功能。
细胞质的组成细胞质主要由以下几个组成部分构成:1.细胞质基质细胞质基质是细胞质的主要成分,其呈胶状状态,填充了细胞质的空间。
细胞质基质主要由水、离子、有机分子等组成。
它是细胞内许多化学反应进行的场所,同时也为细胞器提供了支持和保护。
2.细胞器细胞质中包含了多种细胞器,它们各具特定的结构和功能。
(1) 线粒体线粒体是细胞中的能量生产中心,参与了细胞的呼吸作用。
线粒体内含有许多的内膜,这增加了其表面积,提高了呼吸作用的效率。
线粒体是由自己的DNA和蛋白质合成系统的,具有自主性。
(2) 内质网内质网是一种复杂的膜系统,主要参与蛋白质的合成、折叠和转运。
内质网分为粗面内质网和滑面内质网两部分,其中粗面内质网上附着着许多核糖体,参与蛋白质的合成。
(3) 核糖体核糖体是细胞中的蛋白质合成工厂,其由RNA和蛋白质组成。
核糖体可以在细胞质中分散存在,也可以附着在内质网上。
(4) 高尔基体高尔基体是细胞内的一种扁平膜系统,参与蛋白质的修饰、打包和分泌。
高尔基体产生的泡泡状结构称为高尔基体小泡,它们能够将修饰好的蛋白质输送到细胞膜,并进行分泌。
(5) 溶酶体溶酶体是一种含有多种消化酶的小器官,主要参与细胞内物质的降解和回收。
溶酶体具有酸性环境,适合消化各种大分子物质。
(6) 酶体酶体是一种含有特定酶的膜结构,它主要参与细胞内的代谢活动。
酶体可以分解有机物质、应激物质以及细胞内的毒性物质等。
(7) 核仁核仁是存在于细胞核内的结构,它由蛋白质和RNA组成。
核仁主要参与细胞中的核糖体合成过程。
细胞质的功能细胞质参与了细胞的许多重要功能,以下是细胞质的主要功能:1.蛋白质合成细胞质中的核糖体是蛋白质合成的场所,它们通过翻译mRNA,将蛋白质的编码信息转化为具体的氨基酸序列,从而合成蛋白质。
3、细胞质和内含物1)概念细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。
含水量约80%。
细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。
2)颗粒状贮藏物(reserve materials):贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物。
贮藏物:碳源及能源类;糖原;聚β-羟丁酸(PHB);硫粒;藻青素;藻青蛋白;磷源(异染粒);淀粉粒3)磁小体(megnetosome)趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。
功能是导向作用,即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活实用前景,包括生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器等4)羧酶体(carboxysome)一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物,其大小与噬菌体相仿,约10nm,内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶,在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。
5)气泡(gas vocuoles)许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物,大小为0.2~1.0μm×75nm,内由数排柱形小空泡组成,外有2nm厚的蛋白质膜包裹。
功能:调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质6)载色体(Chromatophore)光合细菌进行光和作用的部位相当于绿色植物的叶绿体。
4、核区(nuclear region or area)原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。
5、特殊的休眠构造——芽孢1)概念某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢(endospore或spore,偶译“内生孢子”)。
2)细菌芽孢的特点①整个生物界中抗逆性最强的生命体,耐高温,抗紫外;②芽孢是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞;③无繁殖功能,一个营养细胞仅形成一个芽孢;3)芽孢的形成与芽孢的萌发过程4)芽孢的耐热机制渗透调节皮层膨胀学说芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差,皮层的离子强度很高,产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分,结果造成皮层的充分膨胀。
细胞质科技名词定义中文名称:细胞质英文名称:cytoplasm定义:细胞中包含在细胞膜内的内容物。
在真核细胞中指细胞膜以内核以外的部分,内含有细胞器和细胞骨架等结构。
所属学科:细胞生物学(一级学科);细胞结构与细胞外基质(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布、脂蛋白和体醇等)。
粗面内质网分布于绝大部分细胞中,而在分泌蛋白旺盛的细胞(如浆细胞、腺细胞),粗面内质网特别发达,其扁囊密集呈板层状,并占据细胞质很大一部分空间。
一般说来,可根据粗面内质网的发达程度来判断细胞的功能状态和分化程度。
滑面内质网多是管泡状,仅在某些组胞中很丰富,并因含有不同的酸类而功能各异,①类固醇激素的合成,在分泌类固醇激素的细胞中;滑面内质网膜上有合成胆固醇所需的酶系,在此合成的胆固醇再转变为类细胞质内质网固醇激素;②脂类代谢,小肠吸收细胞摄入脂肪酸、甘油及甘油一酯,在滑面内质网上酯化为甘油三酯,肝细胞摄取的脂肪酸也是在滑面内质网上被氧化还原酶分解,或者再度酯化;③解毒作用,肝细胞的滑面内质网含有参与解毒作用的各种酶系,某些外来药物、有毒代谢产物及激素等在此经过氧化、还原,水解或结合等处理,成为无毒物质排出体外;④离于贮存与调节,横纹肌细胞中的滑面内质网又称肌浆网,其膜上有钙泵,可将细胞质基质中的Ca2+泵入、贮存起来,导致肌细胞松弛,在特定因素作用下,贮存的Ca2+释出,引起肌细胞收缩。
胃底腺壁细胞的滑面内质网有氯泵,当分泌盐酸时将CIˉ释放,参与盐酸的形成。
2.高尔基复合体(Golgi complex)由扁平囊、小泡和大泡三部分组成,它在细胞中仿分布和数量依细胞的类型不同而异。
扁平囊(saccule) 有3-10 层,平行紧密排列构成高尔基复合体的主体,它有一面常凸超称生成面(forming face),另一面凹陷,称成熟面(maturing face)扁平羹上有孔穿通, 并朝向生成面。
生成面附近有一些小泡(vesicle),直径为40~80nm,是由附近粗面内质网芽生而来,将租面内质网中合成的蛋白质轻运到扁平囊,故小泡又称运输小泡。
细胞质的结构和功能●教学目标知识目标识记:细胞质的概念。
理解:1.细胞质基质内含有的物质和细胞质基质的主要功能。
2.内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡的主要功能。
3.细胞质流动是一种生命现象。
知道:内质网、高尔基体、核糖体、中心体、液泡的结构和分布。
应用:1.线粒体和叶绿体的基本结构及主要功能。
2.高倍显微镜的使用方法。
能力目标1.能够正确使用显微镜等仪器,掌握处理实验材料等操作技能。
2.培养学生识别生物图的能力。
3.培养学生形象思维与逻辑思维能力。
情感目标1.树立结构和功能相适应的观点。
2.树立局部与整体统一的观点。
●重点·落实方案重点1.线粒体和叶绿体的基本结构及主要功能。
2.内质网、核糖体、高尔基体、中心体、液泡的主要功能。
落实方案1.利用各种细胞的插图、模型等直观手段,化抽象为直观,便于学生观察,使学生易于授受。
2.绘制结构简图,增强对图形的把握。
3.对各细胞器进行对比,明确结构特点。
●难点·突破策略难点1.线粒体的基本结构和功能。
2.叶绿体的基本结构和功能。
突破策略采用启发式教学,发挥学生逻辑思维和想象力。
利用挂图、模型等直观教具,调动学生学习的积极性,突破教学难点。
●教具准备动植物细胞亚显微结构示意图;线粒体结构示意图及模型;叶绿体结构示意图及模型;投影仪;液泡模型;多媒体课件。
●学法指导领悟指导法:即在教师提示启发下让学生自悟的学习方法。
对比是本节课教学中应用的一种方法,运用它会有效地提高学生的领悟性。
●课时安排4课时(讲授2课时,实验2课时)第一课时●教学过程导课复习提问:1.细胞膜位于原生质的什么部位?2.细胞膜的分子结构和结构特点是什么?3.细胞膜的主要功能是什么?4.如何解释细胞的选择透过性?学生回答,教师给予肯定,并鼓励学生。
在此基础上做概括:归根到底细胞膜在于保证细胞内部的复杂的生物化学过程——合成和分解过程顺利地进行。
这些生化反应是大量地、....有序地、互不干扰....地进行着。
细胞质的结构
细胞质是细胞的基本结构。
它由许多不同类型的分子和结构单位
组成,其中包括蛋白质、糖、核酸、磷脂、氨基酸、微量元素及其他
分子,这些都是细胞不可或缺的组成部分。
细胞质中也存在大量细胞
体内的空洞,称为细胞质洞,它们用于储存液体,如线粒体内的粘液,以及其他有用的物质。
此外,细胞质中还存在一种特殊的细胞外膜,
称为细胞封闭膜,具有保护细胞、提供通透性和抵御病原体等作用。
细胞质中还存有许多小结构,如颗粒物和细胞器,如细胞核、线
粒体、小体、溶酶体、细胞旁解剖细胞器、质体和操纵体。
它们的分
布很复杂,其中一些结构在细胞溶酶体中可以观察到,而另外一些结
构可以在细胞核和线粒体中观察到。
细胞质中还存在一种特殊的组分——膜糖蛋白,它们在细胞形成
信号传递路径、调节介质传导及细胞间相互作用等方面起着重要作用。
由于膜糖蛋白多由不溶性组分所组成,因此它们有助于维持细胞结构
稳定,保持细胞内外环境的差异,并参与细胞内外生物反应的调节。
总之,细胞质是细胞的基本结构,由许多不同分子和结构单位组成,其中包括大量蛋白质、糖、核酸、磷脂、氨基酸、微量元素及其
他分子。
此外,细胞质中还存在一种特殊的细胞外膜,膜糖蛋白,以
及细胞体内的空洞——细胞质洞,以及其他细小结构,如细胞核、线
粒体、小体、溶酶体和操纵体等。
它们的功能和作用十分复杂,是维
持正常细胞功能和稳定所必不可少的组成部分。
细胞质的名词解释细胞质是生物学中一个关键的概念,用来描述细胞的重要组成部分。
细胞是构成生物体的基本单位,而细胞质则是细胞内除了细胞核之外的所有结构和物质的总称。
细胞质不仅包括各种细胞器,还包括细胞内溶液和其他溶质。
细胞质功能复杂多样,起到了维持细胞正常生理活动的重要作用。
细胞质的化学成分非常复杂,包括了各种各样的物质和结构。
最重要的成分是细胞质基质,它是一种透明胶状物质,占据了细胞质的大部分空间。
细胞质基质主要由水、蛋白质和无机盐组成,承担着维持细胞形态、提供机械支持和运输物质等任务。
在细胞质基质中,还分布着各种各样的细胞器。
细胞器是细胞质中一些具有特定功能的结构,它们协同工作,完成细胞的各种生化过程。
最重要的细胞器之一是线粒体。
线粒体是细胞内的能量工厂,通过氧化代谢产生大量的能量分子ATP。
线粒体内有丰富的内膜系统,使其能够高效地进行细胞呼吸。
此外,细胞核中的染色体内含有DNA,它是遗传信息的载体,控制着细胞的所有生化反应。
除了线粒体和细胞核之外,细胞质内还存在着许多其他重要的细胞器。
高尔基体是一种平坦薄而空的膜结构,它参与合成、修饰和分泌细胞内外的许多重要物质。
内质网则是一种相对更复杂的膜系统,它主要参与蛋白质的合成和折叠。
溶酶体则是吞噬和降解细胞内外各种各样的废弃物和病原体的细胞器。
这些细胞器各自拥有特定的功能,它们之间通过膜传递物质和信息,协调细胞内的生化过程。
此外,细胞质还含有各种溶液和溶质。
细胞质溶液主要包括水、离子、小分子有机物和大量的蛋白质。
这些溶液通过浓度梯度和膜的通透性差异来维持细胞内外的平衡。
溶质则是指溶液中溶解的各种物质,它们参与细胞的生化反应、调节代谢平衡以及传递信号。
细胞质内的溶液和溶质的组成和浓度调节维持了细胞内的稳态和功能。
细胞质是细胞生命活动的重要场所,其中各种细胞器和溶液通过复杂的互作机制维持细胞的正常功能。
细胞内物质的合成、分解、运输和储存都依赖于细胞质的各种成分和机制。
细胞质的概念细胞质的概念什么是细胞质•细胞质是细胞内的一种胶体溶液,呈现半流动的胶体状,填充在细胞膜与细胞核之间。
细胞质的组成•细胞器:包括线粒体、内质网、高尔基体等细胞器,这些细胞器在细胞质中起着不同的功能。
•非细胞器成分:例如溶液、固体颗粒等。
细胞质的功能•细胞代谢:细胞内的许多代谢反应发生在细胞质中,包括蛋白质合成、能量产生等。
•物质运输:细胞质中的内质网、高尔基体等细胞器参与物质的合成、加工和运输。
•细胞骨架:细胞质中的微丝、中间丝和微管等细胞骨架组分为细胞提供形态支持和细胞内物质的定位等功能。
•存储与分泌:细胞质中的内质网和高尔基体参与蛋白质的折叠、修饰和封装,并进行分泌和贮存。
细胞质与细胞膜的关系•细胞质与细胞膜之间有密切的联系。
细胞质通过细胞膜与外界环境进行物质的吸收和释放。
•细胞质受到细胞膜的限制,使细胞质形成了一个相对封闭的空间。
细胞质的研究方法•细胞质的研究需要运用到显微镜观察技术、细胞分离技术和细胞膜渗透性实验等。
•显微镜观察技术可观察细胞质的形态和细胞器的分布。
•细胞分离技术可以通过破碎细胞膜等方法分离细胞质,从而研究细胞质中的组成和功能。
•细胞膜渗透性实验可以测定细胞膜对溶质的渗透性,进而了解细胞质对物质的选择性吸收。
通过以上简述,希望能使读者对细胞质的概念和相关内容有初步的了解。
细胞质的特点•约占细胞体积的大部分,主要是液态。
在细胞质中,溶质和溶质之间可以自由扩散和运动。
•细胞质中含有多种细胞器,这些细胞器在细胞功能中起着重要作用。
•细胞质中含有各种生物分子,如蛋白质、核酸、碳水化合物等。
细胞质与细胞核的关系•细胞质包围着细胞核,细胞核是细胞质的重要组成部分之一。
•细胞质中的许多生化反应和物质运输等过程受到细胞核的调控和控制。
细胞质的重要性•细胞质是细胞生命活动的舞台,细胞内的许多重要过程发生在细胞质中。
•细胞质中的细胞器和分子为细胞提供了合适的环境和条件,维持细胞正常的功能运行。
细胞质的作用
细胞质是细胞内所有细胞器的胞浆部分,主要由水、蛋白质、脂质和一些无机盐组成。
它在细胞的许多重要生物化学反应中起着关键作用。
1. 细胞代谢:细胞质是细胞内许多代谢反应的场所。
例如,细胞质中的胶原蛋白合成,就是通过核糖体在细胞质中进行的。
此外,糖酵解以及氧化磷酸化等能量产生反应也发生在细胞质中。
2. 细胞结构支持:细胞质提供了细胞形态和结构的支持。
细胞质中的细胞骨架网络由微丝、中间丝和微管等细胞骨架蛋白组成,它们在细胞内形成了一个细胞骨架系统,维持细胞的形状并支持细胞内脏器的位置和移动。
3. 细胞运动和内质网:细胞质通过细胞骨架和细胞运动蛋白的作用,参与了细胞的运动过程。
细胞质中的肌动蛋白和微管可促使细胞进行收缩和伸展,参与细胞的运动和胞质流动。
此外,细胞质还是内质网的主要组成部分,内质网是膜系统,负责合成蛋白质、脂质和细胞膜等重要物质。
4. 物质转运:细胞质通过胞内膜、囊泡和小管等结构参与物质的转运。
细胞质中的核糖体参与蛋白质合成,合成的蛋白质会经过高尔基体和细胞器等进行修饰,并形成囊泡或小管来运送到目标位置。
同时,许多细胞代谢产物也需要在细胞质中进行转运和分配。
5. 环境感应:细胞质通过细胞膜上的受体和信号转导通路,对环境中的刺激做出反应。
例如,细胞质中的受体能够感受到细胞外环境中的激素、光线、温度等刺激,通过信号转导通路将这些信息传递给细胞核,并引发相应的细胞反应。
这些是细胞质的一些重要作用,它在细胞内扮演着重要的角色,维持了细胞的正常功能和生活活动。
细胞质名词解释
细胞质名词解释:
细胞质是一种概念,用于描述细胞的内部结构及其化学成分。
它是一种无机物质和有机物质的混合物,主要由水、核酸、蛋白质、糖、脂肪和矿物质等组成。
在生物学中,细胞质可以说是一种半透明的悬浮液体,是构成细胞的最重要的结构之一。
细胞质由一种特殊的结构来维持,这种特殊的结构是由一种被称为细胞膜的复杂物质组成的。
细胞膜又称为细胞壁,是一层具有自我维护功能的膜,保护细胞免受环境因素的影响,并控制细胞内外物质的交换。
细胞膜是由多种细胞膜蛋白以及多种脂质组成的,它的结构比较稳定。
细胞质的主要功能是调节其内部环境,保持细胞生物过程的正常运行。
它可以吸收外界的营养物质,如水分、糖分、氨基酸等,也可以排出内部废物,如尿素、挥发性氨基酸等。
此外,细胞质还可以调节细胞内部温度,调节细胞内pH值,保护细胞免受外界有害物质的侵袭,促进细胞内各种生理代谢过程的正常进行。
细胞质中还含有大量的活性物质,如膜蛋白、激素、极性物质等,这些物质可以帮助细胞传递信息,以及调节细胞的生长、分裂和凋亡等。
而细胞质中还含有许多看不见的物质,如线粒体、核仁、纳米粒子等,这些物质可以帮助细胞生成能量,从而保持其正常的功能。
总之,细胞质是细胞结构和功能的关键部分,它由多种物质组成,起着调节细胞内外环境、保护细胞免受外界有害物质的侵袭、促进细胞内各种生理代谢过程以及协调细胞内部生命活动的重要作用。
高中生物《细胞质》的教案第一章:细胞质的概念与组成教学目标:1. 理解细胞质的概念。
2. 掌握细胞质的组成成分。
3. 能够描述细胞质在细胞中的功能。
教学重点:1. 细胞质的概念。
2. 细胞质的组成成分。
教学难点:1. 细胞质的功能。
教学准备:1. 细胞质的相关资料。
2. 细胞质组成成分的图片。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾细胞的基本结构,包括细胞膜、细胞核和细胞质。
2. 提问:细胞质是什么?它在细胞中有什么作用?二、细胞质的概念(10分钟)1. 介绍细胞质的定义:细胞质是细胞膜与细胞核之间的区域,包括细胞质基质和细胞器。
2. 强调细胞质是细胞内进行各种生物化学反应的场所。
三、细胞质的组成成分(10分钟)1. 讲解细胞质基质的组成:水、离子、小分子有机物等。
2. 介绍细胞器的分类和功能:线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等。
四、细胞质的功能(10分钟)1. 阐述细胞质在细胞内的功能:物质运输、能量转换、代谢反应等。
2. 举例说明细胞质中各种细胞器的功能及其对细胞的作用。
五、课堂小结(5分钟)1. 总结本节课所学的细胞质的概念、组成成分和功能。
2. 强调细胞质在细胞生命活动中的重要性。
课后作业:1. 复习细胞质的定义和组成成分。
2. 思考细胞质在细胞代谢中的作用。
第二章:细胞质的流动与物质运输教学目标:1. 理解细胞质流动的概念。
2. 掌握细胞质流动对物质运输的作用。
教学重点:1. 细胞质流动的概念。
2. 细胞质流动对物质运输的作用。
教学难点:1. 细胞质流动的机制。
教学准备:1. 细胞质流动的相关资料。
2. 细胞质流动的图片。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 回顾上一节课所学的细胞质的概念和功能。
2. 提问:细胞质流动是什么?它对细胞有何重要意义?二、细胞质流动的概念(10分钟)1. 介绍细胞质流动的定义:细胞质中细胞器的运动和细胞质基质的流动。
2. 强调细胞质流动是细胞内物质运输的重要方式。
细胞质的组成和功能细胞质是细胞内非核区的重要组成部分,包含了细胞内大部分的生物化学反应发生的场所。
它由细胞膜、细胞质基质、细胞器和细胞骨架等组成,每个组成部分都具有特定的功能,共同参与细胞的生命活动。
本文将详细介绍细胞质的组成和功能。
一、细胞膜细胞膜是细胞质的边界,起到隔离细胞内外环境的作用。
它由磷脂双分子层和膜蛋白组成,具有选择性通透性,能够控制物质的进出。
细胞膜还参与细胞与细胞之间的相互作用,调节细胞的形态和维持内外环境的稳定。
二、细胞质基质细胞质基质是细胞膜与核膜之间的区域,主要由水、离子、蛋白质和有机分子等组成。
它是细胞内许多生化反应的场所,如糖酵解、脂肪酸合成等。
细胞质基质还参与物质的转运和代谢调节,为其他细胞器提供必要的物质和能量。
三、细胞器1.内质网(endoplasmic reticulum,简称ER)内质网是一种连续的膜系统,分为粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网上附着着色粒,参与蛋白质的合成和修饰;滑面内质网参与脂质的合成和代谢。
内质网与其他细胞器之间通过膜蛋白的转运联系在一起,形成一个复杂的细胞膜系统。
2.高尔基体(Golgi apparatus)高尔基体是由多个膜囊泡组成的细胞器,参与蛋白质的加工、修饰和分泌。
它负责将经内质网合成的蛋白质进行修饰,并包装成囊泡,在细胞内或细胞外进行运输和分泌。
3.溶酶体(lysosome)溶酶体是一种含有多种水解酶的小囊泡,主要负责细胞内外物质的降解和消化。
溶酶体能够将细胞内的废物、损伤的细胞器以及被吞噬的细菌等进行降解,维持细胞内环境的清洁和稳定。
4.线粒体(mitochondria)线粒体是细胞内的能量中心,具有双层膜结构。
它参与细胞的呼吸作用,将有机物氧化解合成化学能,并产生大量的三磷酸腺苷(ATP)。
线粒体还具有自主复制的能力,能够根据细胞的需求调控数量和位置。
四、细胞骨架细胞骨架是细胞质内一种由蛋白质组成的网状结构,包括微丝、中间丝和微管。
高中一年级生物细胞结构细胞是生物体的基本单位,包含了生命的所有重要成分。
在高中一年级的生物学课程中,学生初步接触到细胞的概念和结构。
本文将详细介绍高中一年级生物中细胞结构的内容。
一、细胞的定义和重要性细胞是构成生物体的基本单位,是生命起源的基石。
它是体现生物特征和功能的基本结构单元。
细胞是生命的基本单位,也是生物科学研究的重要对象。
二、细胞的基本结构1. 细胞膜细胞膜是细胞最外层的结构,由磷脂双层和蛋白质组成。
它具有选择性通透性,控制物质进出细胞。
2. 细胞质细胞膜之内的物质统称为细胞质。
细胞质包含有各种细胞器和细胞液,是细胞内许多重要生化反应发生的场所。
3. 细胞核细胞核是细胞的控制中心,包含了遗传物质DNA。
细胞核内的核糖体合成蛋白质,控制着细胞的生长和分裂。
4. 内质网内质网是由膜结构组成的系统,分为粗面内质网和滑面内质网。
它参与蛋白质的合成和运输。
5. 高尔基体高尔基体是细胞内的“邮局”,负责蛋白质的修饰、包装和运输。
6. 线粒体线粒体是细胞的“动力站”,主要参与细胞的呼吸作用,产生能量。
7. 溶酶体溶酶体是细胞内的“清道夫”,参与消化细胞内外的物质。
8. 细胞骨架细胞骨架是由微丝、中间纤维和微管组成的网络结构,维持细胞的形状和稳定性。
三、细胞结构与功能的关系1. 细胞膜与物质交换细胞膜具有选择性通透性,控制物质的进出。
通过细胞膜的运输蛋白,细胞与外界进行物质的交换。
2. 细胞核与遗传信息细胞核内含有遗传物质DNA,控制着细胞的生长和发育。
通过核糖体合成蛋白质,维持细胞的正常功能。
3. 内质网、高尔基体与蛋白质合成内质网和高尔基体参与蛋白质的合成、修饰和包装。
通过这些细胞器,细胞能够合成多种功能性蛋白质。
4. 线粒体与能量供应线粒体是细胞的“动力站”,通过参与细胞的呼吸作用,为细胞提供能量。
5. 溶酶体与物质降解溶酶体是细胞内的“清道夫”,通过分解物质,清除细胞内外的废物和有害物质。
6. 细胞骨架与细胞形态细胞骨架维持细胞的形状和稳定性,参与细胞的运动和分裂。
名词解释原生质:原生质一词原指细胞的全部活性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。
质膜:是细胞表面的单位膜。
细胞质:质膜与核被膜之间的原生质。
细胞器:具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器细胞质基质:细胞质中除细胞器以外的部分又称为或胞质溶胶,其体积约占细胞质的一半。
细胞核:真核细胞中最大的由膜包围的最重要的细胞器。
是遗传物质贮存、复制和转录的场所。
主要包括核被膜、核基质、染色质和核仁四部分。
脂质体:是一种人工膜。
在水中搅动后形成,双层或单层脂分子球体外在/外周膜蛋白:通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白。
内在膜蛋白:又称整合蛋白、跨膜蛋白,部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧,以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。
脂锚定膜蛋白:是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中,从而锚定在细胞质膜上的一类膜蛋白。
膜骨架:质膜下起支撑作用的网络结构血影:是指人的红细胞经低渗处理后,质膜破裂剩下保持原来的形态和大小的细胞膜结构。
简单扩散小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。
不需要消耗细胞的代谢能量,也不需要专一的载体。
被动运输/协助扩散离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式。
主动运输特异性运输蛋白消耗能量使离子或小分子逆浓度梯度穿膜的运输方式。
胞吞作用通过质膜内陷形成膜泡,将物质摄入细胞内的现象。
包括吞噬和胞饮。
胞饮作用活细胞不靠通透性而且借助质膜向胞内生芽形成内吞小泡或主动运输方式从外界中摄取可溶性物质的过程。
吞噬作用吞噬细胞摄取颗粒物质的过程。
细胞质基质是除去能分辨的细胞器和颗粒以外的细胞质中胶态的基底物质。
内膜系统真核细胞中,在结构、功能上具有连续性的、由膜围成的细胞器或结构。
包括内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡以及核膜等膜结构,但不包括线粒体和叶绿体。
内质网应激由其他因素导致得内质网功能的内稳态失衡, 形成内质网应激。
细胞质的概念广义地说,就真核生物而言,在细胞膜以内,除了细胞核以外的其他部分,都属于细胞质。
但是狭义地说,细胞质是指细胞质的可溶相,即指除了细胞质中的细胞器和内含物以外的基质部分。
这部分在光学显微镜下,看不出有任何定形的结构,是均匀透明的,所以称为透明质,也称为细胞液、细胞基质或细胞质基质。
可是,细胞有许多复杂的运动现象,又启发细胞学研究者考虑到细胞质的结构可能不会这样简单。
电子显微镜的使用,使我们对于细胞的超微结构有越来越深入的了解。
在20世纪60年代,科学家发现细胞质基质是一种呈连续相的物质。
真核细胞和原核细胞的细胞质,包含着相同的组成成分:核糖体、RNA分子、球蛋白、酶等。
细胞质内蛋白质和酶的含量占细胞的蛋白质总量的20%~25%。
在细胞质中最重要的可溶性酶,是与糖酵解及与蛋白质合成中氨基酸有关的一些酶。
此外,许多需要ATP参与反应的酶及可溶性转移酶,也存在于细胞质中。
紧贴在细胞膜下面的细胞质,被认为是一种高度异质的胶体系统。
细胞学家早就发现细胞质有弹性和黏滞性,也看到布朗运动和细胞质川流运动。
这就证明细胞质的结构不是始终如一,而是随着温度、日光、压力等环境条件而改变的。
近些年来,利用电镜技术,尤其是高压电镜技术和生化、免疫技术,发现细胞质的确不是均一的,其中含有光学显微镜下看不到的超微结构。
目前,细胞生物学家已经阐明:细胞质是一个错综复杂的、相互联系的、高度有序的网络结构。
这些细胞质网络结构,可用“细胞质基质”这个专有名词表达。
也就是说,细胞质基质这个名词,除包括组成细胞骨架的三种主要纤丝──微丝、微管和中间纤维,以及一个由纤丝桥所组成的相互交联的丝状结构──微梁系统(或微梁网格)外,还包括和它们有联系的蛋白质和水分。
细胞质的功能细胞质具有多方面的功能。
但是,由于它本身太脆弱,以致生理学家至今不能用很好的方法来验证它的真正的生理功能。
不过,毫无疑问,细胞质对细胞生命活动有着极其重要的作用。
从生物学的角度和细胞质中的各种物质来看,它具有以下几方面的功能。
1.管制外来物质进入细胞内或排出细胞外的作用,以及调节细胞质的“水化”作用。
2.对于如鞭毛和纤毛等后成质的形成,以及对于细胞内含物的储藏具有重大作用。
例如,蛋白质、脂肪粒、肝糖元、植物碱等多数集存在细胞质内。
3.为维持细胞器实体的完整性,提供所需要的离子环境。
4.供给细胞器行使功能所必须的一切底物。
5.影响细胞的分化。
例如在胚胎发育过程中,细胞质对于分化起着很重要的作用。
这已经为实验胚胎学的大量事实所证实。
6.进行某些生化活动,如上面提到的糖酵解、核酸、脂肪酸和氨基酸代谢的某个阶段,需要依靠细胞质中处于相对游离状态的酶来完成。
细胞质流动在活细胞中,细胞质以各种不同的方式在流动着,包括细胞质环流、穿梭流动和布朗运动等,这些也同微丝和微梁系统的存在有密切的关系。
1.细胞质环流。
是细胞质流动的一种形式。
在液泡发达的植物(如黑藻、轮藻、伊乐藻)细胞中,细胞质成薄层沿着细胞膜以一定的速度和方向循环流动。
这种不断地循环流动称为细胞质环流。
环流的速度,伊乐藻是10 μm/s,轮藻是50 μm/s。
普通植物细胞则是每秒几微米至几十微米。
2 穿梭流动。
穿梭流动是细胞质流动的另一种形式,它与环流不同,是向相反方向来回穿梭。
由于流动方向在一定时间内来回交换,因此叫穿梭流动。
绒泡菌是研究这种流动的最好材料。
它是一种黏菌,是多核的细胞质团,没有细胞的分隔。
黏菌的外缘是凝胶样的外质,核心是溶胶样的内质。
在内外质中含有许多叶脉状的微细分支,在中央集拢在一起成为主脉,细胞质就从支脉向主脉流动(图2-5,1、2)。
内质的流动速度很快,为1.3 mm/s,比细胞质环流快得多。
这样,绒泡菌一头的体积缩小,另一头的体积增大,长出伪足状的突起,就暂时停止流动(图2-5,3),随后就又开始逆向流动(图2-5,4、5),来回穿梭进行。
3.布朗运动。
在活细胞中可以看到细胞质内的许多小颗粒在无规则地跳动着,这在暗视野显微镜下观察更为明显,叫做布朗运动。
布朗运动的产生除了与微丝的存在有关外,还与微梁网格的收缩有关。
图 2-5 绒泡菌中细胞质的穿梭流动1.2.细胞质从左向右流动 3.右侧形成伪足突起,流动暂停4.5.细胞质又向相反方向从右向左流动。
箭头长度表示流动速度。
线粒体细胞的有氧呼吸主要是在线粒体内进行的。
线粒体的内部结构,在光学显微镜下不能分辨,只有在电子显微镜下才能看清楚。
线粒体由内外两层膜组成。
外膜即界限膜,使线粒体与周围的细胞质分开,是各种分子和离子进入线粒体内部的障壁。
内膜的不同部位向线粒体的中心腔折叠,形成嵴。
这样就大大增加了酶分子附着的表面,并且把酶分子密集地包在线粒体里。
内膜和外膜在化学成分和物理特性上都有显著的差异。
例如,它们在蛋白质的含量,特别是在类脂的分布上是很不相同的。
外膜比内膜的磷脂含量要高2~3倍;外膜的通透性也比内膜高得多。
外膜的通透性高,为线粒体与周围细胞质之间进行充分的物质交换提供了条件。
内膜的通透性差,可以使催化三羧酸循环的复杂酶系统保留在内膜的间隔中,从而保证细胞有氧呼吸的进行。
线粒体膜上还具有小孔,这样,有氧呼吸所产生的ATP可以更容易地向线粒体外面扩散。
线粒体既然是细胞进行有氧呼吸的主要场所,那么,有关催化三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸分解、电子传递、能量转换、DNA复制和RNA合成等过程所需要的100多种酶和辅酶,都分布在线粒体的外膜上、膜内空间及内膜和基质中。
这些酶和辅酶的主要功能是参加三羧酸循环中的氧化反应、电子传递和能量转换。
内质网粗面型内质网又叫做颗粒型内质网,常见于蛋白质合成旺盛的细胞中。
粗面型内质网大多为扁平的囊,少数为球形或管泡状的囊。
在靠近核的部分,囊泡可以与核的外膜连接。
粗面型内质网的表面所附着的核糖体(也叫核糖核蛋白体)是合成蛋白质的场所,新合成的蛋白质就进入内质网的囊腔内。
粗面型内质网既是新合成的蛋白质的运输通道,又是核糖体附着的支架。
滑面型内质网又称为非颗粒型内质网。
滑面型内质网的囊壁表面光滑,没有核糖体附着。
滑面型内质网的形状基本上都是分支小管及小囊,有时小管排列得非常紧密,以同心圆形式围绕在分泌颗粒和线粒体的周围。
因此,滑面型内质网在切面中所看到的形态,与粗面型内质网有明显的不同。
滑面型内质网与蛋白质的合成无关,可是它的功能却更为复杂,它可能参与糖元和脂质的合成、固醇类激素的合成以及具有分泌等功能。
在胃组织的某些细胞的滑面型内质网上曾发现有Cl-的积累,这说明它与HCl的分泌有关。
在小肠上皮细胞中,可以观察到它与运输脂肪有关。
在心肌细胞和骨骼肌细胞内的滑面型内质网,可能与传导兴奋的作用有关;在平滑肌细胞内,却发现它与Ca2+的摄取和释放有关。
核糖体核糖体是由核糖体的核糖核酸(符号为rRNA)和蛋白质构成的椭圆形的粒状小体,其中rRNA和蛋白质的比例为1∶1。
蛋白质分子基本上排列于核糖体的表面上,rRNA 分子被包围于中央。
细胞内有的核糖体附着于内质网的外面,称为固着核糖体,与内质网形成上面所谈到的粗面型内质网;有的不附着于内质网上,称为游离核糖体,常见于未分化的细胞中。
附着于内质网上的核糖体,附着的情况也不相同。
在某些细胞中,核糖体均匀地附着于细胞质中某一部分的内质网上;有的却集中地附着于细胞质中某一部分的内质网上。
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所。
现在已知,附着于内质网上的核糖体所合成的蛋白质,与游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质有所不同。
附着于内质网上的核糖体,主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质,如抗体、酶原或蛋白质类的激素等;游离核糖体所合成的蛋白质,多半是分布在细胞质基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子(包括酶分子),此外还合成某些特殊蛋白质,如红细胞中的血红蛋白等。
因此,在分裂活动旺盛的细胞中,游离核糖体的数目就比较多,而且分布比较均匀。
这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。
不管是附着的核糖体还是游离的核糖体,在进行蛋白质合成的过程中,常常是几个核糖体聚集在一起进行活动,这是由于信息核糖核酸(mRNA)把它们连串在一起。
这样的一个功能单位的聚合体称为多聚核糖体。
高尔基体高尔基体位于细胞核附近的细胞质中,它的形状一般呈网状。
在不同的生理情况下,可以转变为颗粒状、杆状或其他形状。
在电镜下,高尔基体是一些紧密地重叠在一起的囊状结构。
有些膜紧密地折叠成片层状的扁平囊,有些扁平囊的末端膨大成大小不等的泡状或囊泡状结构。
在有的电镜照片上,可以看到这些膜是与内质网相连通的,还可以观察到若干迹象,表明这些小囊泡可以连接于扁平囊,而成为扁平囊的一部分,扁平囊也可以在其末端部分脱落而形成小囊泡。
另外,扁平囊也可以在囊腔中积累物质,逐渐膨大而形成大囊泡。
可见,组成高尔基体的小囊泡、层状扁平囊和大囊泡三部分并不是固定的结构,而是相互有关系的,它们是高尔基体功能活动不同阶段的形态表现。
高尔基体在细胞内的位置和分布情况,与它在不同细胞内的功能有关。
高尔基体的大小和在细胞内的数量,因细胞的类别和生理状况不同而有所不同。
高尔基体的主要功能有三方面。
一是与分泌有关。
早期根据光镜的观察,已有人提出高尔基体与细胞的分泌活动有关。
后来,运用电镜、细胞化学及放射自显影技术更进一步证实和发展了这个观点。
高尔基体在分泌活动中所起的作用,主要是将粗面型内质网运来的蛋白质类的物质,进行加工(如浓缩或离析)、储存和运输,最后形成分泌泡。
当形成的分泌泡自高尔基囊泡上断离时,分泌泡膜上带有高尔基囊膜所含有的酶,还能不断起作用,促使分泌颗粒不断浓缩、成熟,最后排出细胞外。
最典型的,如胰外分泌细胞中所形成的酶原颗粒。
放射自显影技术证明,高尔基体自身还能合成某些物质,如多糖类。
它还能使蛋白质与糖或脂结合成糖蛋白或脂蛋白的形式。
在某些细胞(如肝细胞)中,高尔基体还与脂蛋白的合成、分泌有关。
二是与溶酶体的形成有关。
现在一般都认为初级溶酶体的形成过程与分泌颗粒的形成类似,也起自高尔基体囊泡。
初级溶酶体与分泌颗粒(主要指一些酶原颗粒),从本质上看具有同一性,因为溶酶体含多种酶(主要是各种水解酶),都是蛋白质;与酶原颗粒一样,也参与分解代谢物的作用。
不同处在于:酶原颗粒是排出细胞外发挥作用,而溶酶体内的酶类主要在细胞内起作用。
三是高尔基体还有其他功能,如在某些原生动物中,高尔基体与调节细胞的液体平衡有关系。
动物细胞中心粒的结构和功能用电子显微镜观察,可以看到中心粒是一个中空的短柱状小体,长约0.3~0.7 μm,直径约0.15~0.25 μm。
每个中心粒由9组纵行的微管组成,排列成环状结构。
每一组微管由A、B、C三条微管并列而成,是一个三联体。
A管排列在最里面,靠近中柱轴,C管排列在最外面。
每条微管的直径为20~25 nm,它的化学成分主要是微管蛋白。