1. 生物的大小高矮和其他性狀都是由他們各自的細胞結構決定嗎
不是有細胞結構決定的,是有染色體,DNA,遺傳基因等多方面的影響結果。
每種生物都有自己獨特的DNA。
這些東西都是一代代遺傳下來的。
2. 細胞結構及其功能
1.細胞膜
(1)組成:主要為磷脂雙分子層(基本骨架)和蛋白質,另有糖蛋白(在膜的外側)。 (2)結構特點:具有一定的流動性(原因:磷脂和蛋白質的運動); 功能特點:具有選擇通透性。 (3)功能:保護和控制物質進出
2.細胞壁:
主要成分是纖維素,有支持和保護功能。
3.細胞質:
細胞質基質和細胞器 (1)細胞質基質:為代謝提供場所和物質和一定的環境條件,影響細胞的形狀、分裂、運動及細胞器的轉運等。 (2)細胞器: 線粒體(雙層膜):內膜向內突起形成「嵴」,細胞有氧呼吸的主要場所(第二、三階段),含少量DNA。 葉綠體(雙層膜):只存在於植物的綠色細胞中。類囊體上有色素,類囊體和基質中含有與光合作用有關的酶,是光合作用的場所。含少量的DNA。內質網(單層膜):是有機物的合成「車間」,蛋白質運輸的通道。高爾基體(單層膜):動物細胞中與分泌物的形成有關,植物中與有絲分裂細胞壁的形成有關。液泡(單層膜):泡狀結構,成熟的植物有大液泡。功能:貯藏(營養、色素等)、保持細胞形態,調節滲透吸水。 核糖體(無膜結構):合成蛋白質的場所。中心體(無膜結構):由垂直的兩個中心粒構成,與動物細胞有絲分裂有關。小結:★ 雙層膜的細胞器:線粒體、葉綠體 ★ 單層膜的細胞器:內質網、高爾基體、液泡 ★非膜的細胞器:核糖體、中心體; ★ 含有少量DNA的細胞器:線粒體、葉綠體 ★ 含有色素的細胞器:葉綠體、液泡 ★動、植物細胞的區別:動物特有中心體;高等植物特有細胞壁、葉綠體、液泡。
4.細胞核
(1)組成:核膜、核仁、染色質 (2)核膜:雙層膜,有核孔(細胞核與細胞質之間的物質交換通道,RNA、蛋白質等大分子進出必須通過核孔。) (3)核仁:在細胞有絲分裂中周期性的消失(前期)和重建(末期) (4)染色質:被鹼性染料染成深色的物質,主要由DNA和蛋白質組成 染色質和染色體的關系:細胞中同一種物質在不同時期的兩種表現形態 (5)功能:是遺傳物質DNA的儲存和復制的主要場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。
3. 細胞的結構和功能
細胞的結構和功能
教學目標
使學生了解原核細胞和真核細胞的區別。理解真核細胞的細胞膜、細胞器和細胞核的結構和功能。理解細胞膜的結構特點和功能特性,物質出入細胞的三種方式和細胞核中染色質和染色體相互轉化的動態關系。
通過學習真核細胞的亞顯微結構和功能,培養學生識圖能力和繪圖的技能。在指導學生學習細胞微觀結構時,培養和發展學生抽象思維能力和對微觀世界的空間想像能力。
3.通過學習真核細胞結構和功能的統一,一個細胞是一個有機的統一整體,對學生進行適應、整體等生命科學觀點和辯證唯物主義基竟鄣愕慕逃�Mü��氨冉顯�訟赴�駝婧訟赴�那�鷙偷厙蟶暇�蠖嗍��鍤欽婧松�鎿庖皇率擔�寡��髁⑸�鍀��鄣恪?
重點、難點分析
1.細胞膜的結構和功能以及物質出入細胞的三種方式是教學重點。學好細胞膜結構和功能知識,對後續章節的學習影響較大。細胞膜知識是學習植物水分代謝、礦質代謝、光合和呼吸作用以及動物新陳代謝的基礎。細胞膜的結構特點和功能特性與細胞的物質交換、能量轉換、信息傳遞、激素調節等都有密切關系。
2.教材中提及的七種細胞器,應把線粒體、葉綠體列為重點。這兩種細胞器與細胞能量轉換關系密切。線粒體和葉綠體結構和功能的知識是學習呼吸作用和光合作用的基礎。
此外,內質網、核糖體、液泡在細胞的生命活動中具有重要生理作用。內質網是網狀的膜結構系統,對細胞內的各種生化反應、物質運輸起重要作用;核糖體是合成蛋白質的細胞器,與後面章節的蛋白質代謝,蛋白質生物合成都有密切關系;液泡對植物的滲透吸水有明顯影響。
高爾基體和中心體都較靠近細胞核。應提醒學生注意它們在動植物細胞中的存在情況和生理作用,為後面學習動植物細胞的有絲分裂奠定基礎。
3.細胞核的結構和功能是教學重點,染色質和染色體的形態變化是學習細胞分裂,掌握細胞分裂各期特點的基礎。上述知識的掌握關繫到生物遺傳變異的學習。
4.細胞膜具有一定的流動性、細胞膜的功能特性、物質出入細胞的主動運輸方式;線粒體、葉綠體和內質網等微觀結構;染色質和染色體在細胞增殖周期中相互轉化的過程等是教學難。
要讓學生理解細胞膜具有一定的流動性的結構特點,必須與細胞膜的功能密切聯系,要講清楚細胞膜的成分和結構層次。正是由於構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子排列、分布的疏密程度不同,不均勻性以及作為骨架的磷脂雙分子層的遷移、自轉、水平運動等特點,加之蛋白質載體的特異性,才能保證細胞膜具有選擇透過性。
主動運輸需要載體,還需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。至於能量的來源、產生的過程,在後面學習呼吸作用、能量代謝時還要介紹,這里點到為止即可。
線粒體、葉綠體、內質網等細胞器都是在電鏡下才能觀察到的微觀結構,學生缺乏感性認識,教師應盡量運用掛圖、模型等直視手段和豐富生動的教學語言以加強教學效果。
染色體這個名詞,學生聽說過,有的同學較熟悉,但較少知道染色質。教師要強調,染色體和染色質是同一物質在不同時期的不同形態不同名稱而已。至於為什麼有這種相互轉變的動態變化,有何生物學意義,教師可略加介紹。最後應指出,染色體的形態變化,在連續分裂的細胞中才會發生。
教學過程設計
一、本課題的參考課時為三課時。
二、第一課時:
1.本節教學以細胞結構與功能的統一作為教學主線、突出細胞膜、各細胞器、細胞核結構和功能的統一。讓學生在了解細胞各部分生理功能的基礎上,去理解與功能相適應的種種形態、結構特點,從而認識細胞和生物體結構與功能統一是生物經歷漫長時間進化的結果。
本節學習的是細胞的亞顯微結構,要使這些平時看不見、摸不著的、枯燥又乏味的知識能讓學生學得進去,學得有興趣。要求教師從實際出發,從直觀著手、善於啟發誘導、充分調動學生的學習積極性和主動性。
2.引言:
上節課我們學習了細胞的化學成分,知道構成細胞的每一種化合物都有其重要的生理功能,但是,任何一種化合物都不能單獨地完成某一種生命活動。打個比方,電視機的零部件各有各的作用,但任何一個零件並不具備收看電視的功能,只有當這些部件進行組裝、調試後才能顯示電視機功能。同樣道理,當這些化合物按照一定的方式有機地組織起來,形成一種結構——細胞,才能表現出細胞和生物體的生命現象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。細胞雖然很微小,但卻有非常精細的結構和復雜的自控功能,因此,活細胞能夠進行一切生命活動。
根據細胞結構和特點的復雜程度的不同,可將細胞分為原核細胞和真核細胞兩大類。
展示原核細胞模式圖和真核細胞亞顯微結構圖,教師稍加提示,由學生得出原核細胞和真核細胞的主要區別。
針對真核細胞亞顯微結構圖指出,初中階段使用過的光學顯微鏡,對細胞膜和細胞內的細微結構是分辨不出來的。近代,由於電子顯微鏡的運用,將細胞放大兒子、幾萬、幾十萬倍後,我們在電鏡下觀察到的是細胞亞顯微結構。教師強調我們所學的細胞是真核細胞,我們要學習的細胞結構是亞顯微結構。
讓學生觀察、辨認植物或動物細胞的亞顯微結構圖。此時,學生也只能辨認細胞壁、細胞質、細胞核等部分。教師按亞顯微結構圖,簡要地描繪一下,幾種細胞器的名稱和重要作用,以激發學生對學習細胞亞顯微結構和探求細胞內部微觀世界的興趣。
3.由表及裡,由淺入深地學習細胞的亞顯微結構和功能。
教師可展示洋蔥表皮細胞模型,分層展開,可見:細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核等部分。回憶原生質的結構組成,再次強調,細胞壁不屬於原生質。
真核細胞細胞質的最外面是一層很薄的細胞膜(植物細胞的細胞膜外面有細胞壁)。
(l)細胞膜的功能,學生知道有保護作用,讓學生說說細胞膜有保護作用的實例。指出,正常的活細胞,由於細胞膜的保護維持著相對穩定的細胞形態和內部環境。
細胞膜還有什麼作用呢?啟發學生想,生活著的活細胞時刻不停地與周圍環境進行物質交換,當然要通過細胞膜物質才能出入細胞。
(2)細胞膜有什麼結構特點,適於起到保護細胞內部和調節、控制、保證細胞內外物質交換的作用呢?
細胞膜很薄,厚度一般為80×10(-10)m,有良好的物理性能:堅韌性、伸展性和半透性。
介紹細胞膜的化學成分和結構特點時,要突出磷脂雙分子層是細胞膜的基本骨架,強調構成細胞膜的蛋白質分子以不同的深度鑲嵌、貫穿在磷脂雙分子層內或覆蓋在磷脂雙分子層表面。而且磷脂分子和蛋白質分子都具有一定位移、運動特點。因此說,細胞膜的結構待點是:具有一定的流動性。這種結構特點對於細胞膜完成生理功能是很重要的。
物質如何通過細胞膜出入細胞呢?
將物質出入細胞的三種方式圖解,用投影打在幕布上或指導學生看書上圖解。培養學生看圖、讀圖能力。
依次比較自由擴散與協助擴散;協助擴散與主動運輸的相同點與不同點。最後列表小結如下:
通過物質透過細胞膜進入細胞的三種方式,可以得出細胞膜的生理特性是一種選擇透過性膜(何謂選擇透過性,讓學生閱讀課文)。
教師提出一些問題啟發學生進行議論,以加深理解和鞏固所學知識。
①物質通過細胞膜出入細胞的三種方式中,你認為哪種方式對於活細胞完成各項生命活動最重要,為什麼?
②細胞膜是選擇透過性膜。即水分子等細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過,而其它的離子、小分子和大分子不能通過細胞膜。那麼大分子如何出入細胞呢?例如水中的有機物顆粒是如何進入原生動物草履蟲體內的,未被消化的食物殘渣又是如何排出體外的?
這里,稍加指出,物質出入細胞除上述三種方式外,還有其它特殊方式。大分子物質不能直接通過細胞膜不等於大分子物質不能出入細胞。一些大分子物質是以一定方式出入細胞的,如細胞的內吞作用和外排作用,白細胞對異物的吞噬作用,胰島細胞對胰島素的分泌作用等。
③下列物質能否通過植物根的細胞膜進入根細胞,若能通過,最終以什麼方式通過?
(化學分子式)蛋白質、土壤有機質
最後提一下,植物細胞的細胞外面還有一層細胞壁,主要化學成分是纖維素和果膠,其作用是支持和保護,其性質是全透性的。
三、第二課時:
1.復習提問:細胞膜的結構和化學組成是怎樣的?細胞膜的結構特點是什麼?有什麼功能特性?為什麼說細胞膜是一種選擇透過性膜?
小結指出,細胞膜具有保護細胞的作用,同時與周圍環境不停地進行物質交換。此外,活細胞中的各種代謝活動和生理功能如分泌、排泄、免疫等都與細胞膜的結構和功能特性密切有關。
總之,細胞膜維系著整個細胞的內部環境的相對穩定,保證細胞內的一切生命活動正常地有序地進行。
那麼,細胞膜之內、細胞核之外的細胞質里有哪些細微的結構,它們有什麼功能呢?
2.本課時主要講述細胞質的組成和四種細胞器(線粒體、葉綠體、內質網和核糖體),以了解細胞器的功能為重點,以細胞器的結構與功能統一為主線,運用模型、掛圖、投影或繪板圖等加強直觀教學。
3.光學顯微鏡下觀察的活細胞,細胞質呈均勻透明的膠狀物質。活細胞的細胞質處於不斷流動的狀態。
細主要包括:細胞質基質和細胞器
主要成分:水、無機鹽離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸、各種酶等。
細胞質基質 主要功能:活細胞進行新陳代謝的主要場所,為新陳代謝提供必需物質和一定的環境條件。
細胞質的基質中懸浮著多種細胞器。每種細胞器都有特定的形態結構,完成各自專有的功能。
4.真核細胞內的主要細胞器。
(1)線粒體:
讓學生觀看動植物細胞亞顯微結構圖,找找有無線粒體,大致什麼形態。
分布:普遍存在於動植物細胞中,大多呈顆粒狀、短線狀,由此得名。
功能:教師舉例,由學生思考推論線粒體的功能。
例①生長旺盛的細胞或生理功能活躍的細胞中線粒體居多(如肝細胞中線粒體多達2000個,一般細胞為幾十至幾百個),在代謝衰退的細胞中線粒體較少。
②鳥翼的肌原纖維、精子的尾部基端線粒體數目較多。
③線粒體一般是均勻地分布在細胞質基質中,但它在活細胞中能自由地移動,往往在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中。例如在小鼠受精卵的分裂面附近比較集中。
讓學生分析上述例子,說明線粒體有何功能,在分布上有何特點?
教師加以引導,由學生得出結論:線粒體為細胞生命活動提供能量。有人稱線粒體為細胞內供能的「動力工廠」。線粒體在活細胞中能自由移動,是動態的,有利於提供能量。
這些能量來源是什麼,線粒體又是如何提供的?教師指出,線粒體通過呼吸作用氧化分解糖類等有機物釋放能量,供給細胞的生命活動。
結論是,線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,為細胞生命活動提供能量。
線粒體有哪些形態結構特點,有利於進行有氧呼吸釋放能量呢?
講解線粒體結構時,教師隨講隨極圖(圖1-2),以利及時突出這些結構與功能的統一。小結時再用色彩鮮明且有立體感的掛圖,由學生來講有哪些結構和生理功能,以利學生理解掌握以下內容:
①線粒體有內外兩層膜,外膜使線粒體與周圍的細胞質基質分開,內股向內腔折疊形成嵴,加大了內股的表面積,有利於有氧呼吸的生化反應順利進行。
②內膜、呢周圍充滿液態基質,液體環境有利於生化反應進行。
③內膜、嵴上分布有基粒。內膜、嵴、基粒和基質中均有許多種與有氧呼吸有關的酶。
(2)葉綠體:
首先,觀察植物細胞亞顯微結構圖,然後簡單講述質體的分類及特點,強調重點學習葉綠體。
分布:主要存在植物的葉肉細胞里以及幼嫩莖稈的皮層細胞里。
功能:植物進行光合作用的細胞器。
關於光合作用的知識,學生在初中學習過,但對光合作用的細胞器是葉綠體還是葉綠素有時搞不清,應注意讓學生分清葉綠素是物質,葉綠體是結構。
啟發和提問,植物葉片正面和背面的綠色有何區別。正面見光,葉綠體多,有利於進行光合作用。那麼葉綠體的內部結構有哪些特點有利於接受陽光進行光合作用呢?
展示葉綠體亞顯微結構模型和掛圖,圍繞葉綠體的功能講解其結構。教學中應盡量採用談話法使學生明確以下幾點:
①葉綠體一般呈扁平橢球形或球形,膜透明有利於透進陽光,表面積較大有利於接受光照,葉綠體在細胞中分布與光照有關,能在細胞質的基質中流動。
②有兩層膜,使葉綠體內部與外界隔開,成為一個獨立的完成光合作用功能的系統。
內膜光滑,基質中有幾個~幾十個基粒。每個基粒呈圓柱形,由10~100個片層結構薄膜重疊而成,薄膜上分布葉綠素等色素。色素的作用是吸收光能、利用光能。
③基粒與基粒之間充滿液態基質,在葉綠體的內膜上、基粒片層結構薄膜上和基質中含許多光合作用必需的酶。
④小結葉綠體結構與光合作用功能的適應關系。
學習完線粒體和葉綠體,應該對二者進行比較、小結,為第二章學習新陳代謝中的有氧呼吸和光合作用奠定基礎。小結時要明確:
A.線粒體和葉綠體,這兩種細胞器,各具有特定的結構和功能。結構是功能的基礎,功能和結構協調統一。
B.線粒體和葉綠體雖有相同的結構名稱,兩者都與能量的轉換密切相關,但兩者又是兩種完全不同的能量轉換器。線粒體是化能轉換器(有機物中穩定的化學能→活潑可轉移的化學能),葉綠體是光能轉換器(光能→有機物中穩定的化學能)
C.線粒體和葉綠體還都含有少量的遺傳物質DNA和RNA,這是其它許多細胞器所沒有的,在遺傳上具相對獨立遺傳功能,為第五章講到細胞質遺傳作些鋪墊。
(3)內質網:
指導學生看圖,明確絕大多數動植物細胞都有內質網,是由膜結構連接而成的網狀物,廣泛地分布在細胞質基質內。內質網的種類主要有兩種:滑面型內質網和粗面型內質網。其主要功能是:
①內質網廣泛分布細胞質基質內,尤以細胞中央為多,向內與核膜相通,向外與細胞膜(內褶)相連。內質網增大了細胞內的膜面積,膜上附有很多酶,有利於細胞內各種生化反應進行。
②內質網與蛋白質、脂類和糖類的合成有關,有人比喻為有機物合成的「車間」。
③是細胞內蛋白質等多種物質的運輸通道。
(4)核糖體:
核糖體是橢圓形粒狀小體,有的附著在內質網上,有些游離在細胞質基質中。
主要功能是將氨基酸合成蛋白質的場所,比喻為蛋白質「裝配機器」。
四、第三課時:
1.本課時繼續學習細胞器,主要是高爾基體、中心體和液泡的分布、結構和功能。這部分內容通過學生看模型、掛圖等,以談話形式讓學生明確一些問題後再列表填充相關的內容(見下表)。
存在部位
形態結構
主要功能
高爾基體
動植物細胞中,一般位於細胞核附近
扁平囊狀結構和大小囊泡
動物細胞中與細胞分泌物開成,蛋白質的濃縮和加工有關;植物細胞中與細胞壁形成有關
中心體
位於動物細胞和一些低等植物細胞的細胞核附近
每個中心體由2個中心粒及周圍物質構成
與動物細胞的有絲分裂有關
液泡
植物細胞
泡狀結構內含細胞液
細胞液含有機酸、無機鹽等,有一定濃度
保持一定滲透壓,與細胞滲透有關
2.小結。
①七種細胞器的存在、膜結構和主要功能:(見下表)
②細胞質基質是活細胞新陳代謝的重要場所,各種細胞器各有其形態結構和功能,各細胞器之間也是密切聯系的。細胞質基質和細胞器相互協調,完成活細胞的各種生命活動。
3.真核細胞有成形的明顯細胞核。
細胞核常見:圓形、卵形、也有瓣形(如人的白細胞)、分枝形(如蠶的絲腺細胞)。
一個細胞通常有一個核,也有2個核的(如肝細胞),人的骨胳肌細胞核多達百個。極少數細胞無核,如哺乳動物和人的成熟的紅細胞。
(1)細胞核的結構:
由表及裡講述,明確以下幾點:
①核膜是雙層膜,有核孔。有核膜使細胞的核質分開;有核孔使細胞的核質之間能進行物質交換,如信使RNA通過核孔進入細胞質。核膜是選擇透過性膜,氨基酸、葡萄糖、離子和小分子等可通透核膜。
由於核膜上有大量的多種酶,可進行各種生化反應。
②核仁,核仁是細胞核中顯著的結構,它折光性較強。在細胞有絲分裂過程中核仁呈現周期性的消失和重建。核仁呈圓形或橢圓形顆粒狀結構,沒有外膜,是勻質的球形小體。核仁富含蛋白質和RNA分子,核糖體中的RNA就來自核仁。核糖體是合成蛋白質場所,所以蛋白質合成旺盛的細胞常有較大和較多的核仁。
③染色質:此名詞早在1882年提出,主要指細胞核內易被洋紅或蘇木精等鹼性染料染成深色的物質,故叫染色質。其主要成分是DNA和蛋白質。在細胞有絲分裂間期:染色質呈細長絲狀且交織成網狀,在細胞有絲分裂的分裂期,染色質細絲高度螺旋、縮短變粗成圓柱狀或桿狀的染色體。
此時可問學生:染色質與染色體的關系是怎樣的?結論是同一種物質(DNA和蛋白質)在細胞的不同時期(分裂間期和分裂期)所呈現的不同形態(細絲網狀;高度螺旋後任狀;桿狀),因而叫不同的名稱(染色質;染色體)。
大量科學實驗表明:凡是無核的細胞,既不能生長也不能分裂,終將死亡。例如變形蟲切割實驗,人工去核後,新陳代謝減弱,不能存活多久。可見,細胞核在細胞生命活動中起決定性作用。那麼細胞核的主要功能是什麼呢?
(2)細胞核主要功能:
從核膜、核仁、染色質分析。細胞核的主要結構是什麼?是染色質。由於DNA是遺傳物質,所以說細胞核是遺傳物質貯存和復制的場所,是細胞遺傳和細胞代謝的控制中心。可見細胞核是細胞結構中最重要的部分。
4.細胞是一個有機的統一整體。
學習細胞的結構和功能一節後,學生應思考這樣一個問題,為什麼說細胞是一個有機的統一整體?
教師引導學生從結構上的聯系性和功能上的協調性進行總結,讓學生明確:
(1)結構上相互聯系,彼此不可替代。
細胞膜位於細胞質的最外面,作為與環境分割的界面,保證細胞內結構、成分的相對穩定。細胞膜、核膜、內質網膜和各種細胞器的膜,構成細胞的膜系統,使細胞內的各種物質得以聯系或轉化。
細胞質和細胞核的存在是缺一不可的。無核的細胞雖有,但壽命短促、需不斷更新,如哺乳動物和人的成熟紅細胞;只有細胞核而無細胞質的細胞是不存在的,至多是細胞質極少,如精子細胞,其壽命也很短。
(2)功能上協調一緻密切配合形成整體。
如下表所示,細胞內能量轉移、利用的功能,即表明了各結構功能的協調、配合:綜上所說,細胞的各個部分不是彼此孤立的,而是互相緊密聯系協調一致的。一個細胞就是一個有機的統一整體。細胞只有保持完整性才能正常地完成各項生命活動。
五、本課題教學中應注意的問題:
1.創造條件幫助學生形成感性認識,理解知識。
生物體的一切生命活動主要是在細胞內進行的,細胞就是生物體進行生命活動的結構基礎。研究細胞的亞顯微結構需在電子顯微鏡下才能觀察到。那些極細微結構平時是看不見摸不著的,加之細胞的結構名稱多,名詞概念多,細胞結構與功能又是多種多樣,因此學生學這部分知識比較陌生缺乏感性認識,較難理解、記憶。教師應創造條件、充分運用模型、掛圖、投影或自製教具等教學手段加強直觀教學。這部分內容唯有在直觀條件下,從感性認識入手逐步地使學生理解和熟悉細胞的亞顯微結構和功能。
2.應注意突出生理功能的教學。
細胞結構和功能的學習,教師講授和學生的學習,均應以功能帶動結構,使學生學會用適應的觀點,理解結構和功能的關系,理解兩者的合理性、協調性和統一性。此外,在細胞膜、細胞器和細胞核的各部分知識學習以後,應圍繞細胞是一個有機統一整體進行總結。由於學生初學這部分知識還不熟練,不能融會貫通,總結時需要教師具體指導,和學生一起進行。
3.注意重視學生能力培養。
這部分知識雖然識記的內容多,但也不可忽視學生能力培養。對於細胞的亞顯微結構,和各種細胞器,要求學生學會識圖,例如在細胞核附近的高爾基體和內質網怎麼區別。對於重要的細胞器如線粒體、葉綠體等不僅要知道結構名稱而且能繪示意簡圖。此外,各細胞器的功能,時間一長,學生記憶易混淆。教學時,可教給學生一些識記方法,如採用列表對比、聯系記憶等方法。
例如,人體澱粉酶的合成分泌需要哪些細胞器參與?首先想到酶屬於蛋白質,蛋白質的合成車間是核糖體,蛋白質合成出來後需經高爾基體加工包裝(如教材所說高爾基體與動物細胞分泌物形成有關),由內質網的管道膜系統運輸。以上這些生理過程均離不開能量的推動,線粒體通過有氧呼吸為上述活動提供能量。通過聯想的辦法,將細胞器的功能聯系起來復習,有利於培養學生的記憶能力。
小資料
一、細胞的亞顯微結構:
普通光學顯微鏡的分辨極限約為0.2微米,而細胞內更加細微結構如細胞膜、核糖體、微管等直徑均小於0.2微米。普通光學顯微鏡是觀察不到的。電子顯微鏡以電子束代替照明 ,對細胞的超微結構的分辨本領可達0.1~0.2納米。用電子顯微鏡看到的細胞超微結構叫做細胞的亞顯微結構。
由細胞很微小,用電子顯微鏡觀看的細胞膜、細胞器則更加微小,在表示它們的大小。時測量單位通常用微米(μm)、納米(nm)、埃(A0)表示。
換算關系如下:
1米(m)=10(3)毫米(mm)
1毫米(mm)=10(3)微米(μm)
1微米(pm)=10(3)納米(nm)
1納米(nm)=10埃(A)
lm=10(3)mm=10(6)μm=10(9)nm=10(10)A
即1A=10(-1)nm=10(-4)μm=10(-7)mm=10(-10)m
二、原核細胞和原核生物:
原核細胞結構比較簡單,細胞內沒有成形的細胞核,細胞質中沒有線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、中心體等結構復雜的細胞器,僅有核糖體、中間體(一種膜層結構,其功能類似於真核細胞的線粒體,上面分布有酶,原生質內有遺傳物質組成的核區,沒有核膜、核仁的分化,只有一個裸露的環狀DNA分子)。
由原核細胞構成的生物叫原核生物。現存原核生物有:細菌、藍藻、放線菌和立克次氏體、衣原作、支原體等。
有益的細菌如根瘤菌(固氮作用)、大腸內的大腸桿菌(與人和哺乳動物共生)、乳酸菌(發酵)等;有害的致病細菌如痢疾桿菌、肺炎雙球菌、霍亂弧菌等。
藍藻如顫藻、色球藻、固氮藍藻、魚腥藻(與滿江紅共生具固氮能力)。
放線菌:廣泛分布於自然界,尤多見於土壤中,大多腐生。在醫葯、農業上應用的抗生素如鏈黴素、金黴素、慶大黴素多是放線菌產生的。
原核生物是地球上最古老的原始種類,它們出現在距今31億~32億年的古老地層中,真核生物出現在距今15億年前地層中。一般認為,真核生物是由原核生物經過漫長年代逐步進化而來。
http://..com/question/1467032.html
4. 細胞的結構與功能有什麼關系
細胞的基本結構
在光學顯微鏡下觀察植物的細胞,可以看到它的結構分為下列四個部分
顯微鏡下的細胞1.細胞壁(Cell Wall)
位於植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁.它主要是由纖維素和果膠組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過.細胞壁對細胞起著支持和保護的作用.
2.細胞膜(Cell Membrane)
細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜.這層由蛋白質分子和磷脂雙層分子組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子和大分子物質則不能自由通過,因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地進入細胞.
細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨.用電子顯微鏡觀察,可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成.在細胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架.在磷脂雙分子層的外側和內側,有許多球形的蛋白質分子,它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中,或者覆蓋在磷脂分子層的表面.這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,可以說,細胞膜具有一定的流動性.細胞膜的這種結構特點,對於它完成各種生理功能是非常重要的.主動運輸
物質跨膜運輸的方式分為被動運輸和主動運輸兩種.
(1)被動運輸,是順著膜兩側濃度梯度擴散,即由高濃度向低濃度.分為自由擴散和協助擴散.
①自由擴散:物質通過簡單的擴散作用進入細胞.細胞膜兩側的濃度差以及擴散的物質的性質(如根據相似相溶原理,脂溶性物質更容易進出細胞)對自由擴散的速率有影響,常見的能進行自由擴散的物質有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、膽固醇、水、氨等.
②協助擴散:進出細胞的物質藉助載體蛋白擴散.細胞膜兩側的濃度差以及載體的種類和數目對協助擴散的速率有影響.紅細胞吸收葡萄糖是依靠協助擴散.
(2)主動運輸:物質從低濃度一側運輸到高濃度一側,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量.主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要的營養物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質.各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸.
能進行跨膜運輸的都是離子和小分子,當大分子進出細胞時,包裹大分子物質的囊泡從細胞膜上分離或者與細胞膜融合(胞吞和胞吐),大分子不需跨膜便可進出細胞.胞吞和胞吐
細胞膜的基本結構:(1)脂雙層:磷脂、膽固醇、糖脂,每個動物細胞質膜上約有109個脂分子,即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子.(2)膜蛋白,分內在蛋白和外在蛋白兩種.內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合,兩端帶有極性,貫穿膜的內外;外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上,或結合在磷脂分子的親水頭上.如載體、特異受體、酶、表面抗原.(3)膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂
細胞膜的特性:(1)結構特性:以凝脂雙分子層作為基本骨架——流動性;(2)功能特性:載體蛋白在一定程度上決定了細胞內生命活動的豐富程度——選擇透過性.
3.細胞質(Cytoplasm)原生質層
細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質.在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器.例如,在綠色植物的葉肉細胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細胞器,叫做葉綠體.綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的.在細胞質中,往往還能看到一個或幾個液泡,其中充滿著液體,叫做細胞液.在成熟的植物細胞中,液泡合並為一個中央大液泡,其體積佔去整個細胞的大半.細胞質被擠壓為一層.細胞膜以及液泡膜和兩層膜之間的細胞質稱為原生質層.
植物細胞的原生質層相當於一層半透膜.當細胞液濃度小於外界濃度時,細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中,使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮.由於原生紫色洋蔥鱗片葉質層比細胞壁的伸縮性大,當細胞不斷失水時,原生質層與細胞壁分離,也就是發生了質壁分離.當細胞液濃度大於外界溶液濃度時,外界溶液中的水分透過原生質層進入細胞液中使原生質層復原,逐漸發生質壁分離的復原.
細胞質不是凝固靜止的,而是緩緩地運動著的.在只具有一個中央液泡的細胞內,細胞質往往圍繞液泡循環流動,這樣便促進了細胞內物質的轉運,也加強了細胞器之間的相互聯系.細胞質運動是一種消耗能量的生命現象.細胞的生命活動越旺盛,細胞質流動越快,反之,則越慢.細胞死亡後,其細胞質的流動也就停止了.已發生質壁分離的細胞
除葉綠體外,植物細胞中還有一些細胞器,它們具有不同的結構,執行著不同的功能,共同完成細胞的生命活動.這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察.在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構.
①線粒體
線粒體(mitochondrium)線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結構.在活細胞中可用占納司綠(Janus green)染成藍綠色.在電子顯微鏡下觀察,線粒體表面是由雙層膜構成的.內膜向內形成一些隔,稱為線粒體嵴(cristae).在線粒體內有豐富的酶系統.線粒體是細胞呼吸的中心,它是生物有機體借氧化作用產生能量的一個主要機構,它能將營養物質(如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等)氧化產生能量,儲存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸鍵上,供給細胞其他生理活動的需要,因此有人說線粒體是細胞的「動力工廠」.根據對線粒體機能的了解,近些年來試驗用「線粒體互補法」進行育種工作,即將兩個親本的線粒體從細胞中分離出來並加以混合,如果測出混合後呼吸率比兩親本的都高,證明雜交後代的雜種優勢強,應用這種育種方法,能增強育種工作的預見性,縮短育種年限
②葉綠體
葉綠體(coloroplasts)是綠色植物細胞中重要的細胞器,其主要功能是進行光合作用.葉綠體由雙層膜、基粒(類囊體)和基質三部分構成.類囊體是一種扁平的小囊狀結構,在類囊體薄膜上,有進行光合作用必需的色素和酶.許多類囊體疊合而成基粒.基粒之間充滿著基質,其中含有與光合作用有關的酶.基質中還含有DNA.
③內質網
內質網(endoplasmic reticulum)是細胞質中由膜構成的網狀管道系統廣泛的分布在細胞質基質內.它與細胞膜及核膜相通連,對細胞內蛋白質及脂質等物質的合成和運輸起著重要作用.
內質網有兩種:一種是表面光滑的是滑面內質網,主要與脂質的合成有關;另一種是上面附著許多小顆粒狀的,是粗面內質網,與蛋白質的合成有關.內質網增大了細胞內的膜面積,膜上附著著許多酶,為細胞內各種化學反應的正常進行提供了有利條件.
④高爾基體
高爾基體(Golgi body)普遍存在於植物細胞和動物細胞中.一般認為,細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關,高爾基體本身沒有合成蛋白質的功能,但可以對蛋白質進行加工和轉運.植物細胞分裂時,高爾基體與細胞壁的形成有關(赤道板周圍有特別多的高爾基體,以便合成纖維素及果膠).
⑤核糖體
核糖體(ribosomes)是橢球形的粒狀小體,有些附著在內質網膜的外表面(供給膜上及膜外蛋白質),有些游離在細胞質基質中(供給膜內蛋白質,不經過高爾基體,直接在細胞質基質內的酶的作用下形成空間構形),是合成蛋白質的重要基地.
⑥中心體
中心體(nucleus)存在於動物細胞和某些低等植物細胞中,因為它的位置靠近細胞核,所以叫中心體.每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成. 動物細胞的中心體與有絲分裂有密切關系..中心粒(centriole)這種細胞器的位置是固定的,具有極性的結構.在間期細胞中,經固定、染色後所顯示的中心粒僅僅是1或2個小顆粒.而在電子顯微鏡下觀察,中心粒是一個柱狀體,長度約為0.3μm~0.5μm,直徑約為0.15μm,它是由9組小管狀的亞單位組成的,每個亞單位一般由3個微管構成.這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行.中心粒通常是成對存在,2個中心粒的位置常成直角.中心粒在有絲分裂時有重要作用
⑦液泡
液泡(vacuole)是植物細胞中的泡狀結構.成熟的植物細胞中的液泡很大,可占整個細胞體積的90%.液泡的表面有液泡膜.液泡內有細胞液,其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質,可以達到很高的濃度.因此,它對細胞內的環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態.動物細胞也同樣有小液泡.
⑧溶酶體
溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器.其內含有很多種水解酶類,能夠分解很多物質. 在細胞質內除上述結構外,還有微絲(microfilament)和微管(microtubule)等結構,它們的主要機能不只是對細胞起骨架支持作用,以維持細胞的形狀,如在紅血細胞微管成束平行排列於盤形細胞的周緣,又如上皮細胞微絨毛中的微絲;它們也參加細胞的運動,如有絲分裂的紡錘絲,以及纖毛、鞭毛的微管.此外,細胞質內還有各種內含物,如糖原、脂類、結晶、色素等.
4.細胞核
細胞質里含有一個近似球形的細胞核(nucleolus),是由更加黏稠的物質構成的.細胞核通常位於細胞的中央,成熟的植物細胞的細胞核,往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣.細胞核中有一種物質,易被洋紅、蘇木精、甲基綠等鹼性染料染成深色,叫做染色質(chromatin).生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質,就在染色質上.當細胞進行有絲分裂時,染色質就變化成染色體.
多數細胞只有一個細胞核,有些細胞含有兩個或多個細胞核,如肌細胞、肝細胞等.細胞核可分為核膜、染色質、核液和核仁四部分.核膜與內質網相通連,染色質位於核膜與核仁之間.染色質主要由蛋白質和DNA組成.DNA是一種有機物大分子,又叫脫氧核糖核酸,是生物的遺傳物質.在有絲分裂時,染色體復制,DNA也隨之復制為兩份,平均分配到兩個子細胞中,使得後代細胞染色體數目恆定,從而保證了後代遺傳特性的穩定.還有RNA,RNA是DNA在復制時形成的單鏈,它傳遞信息,控制合成蛋白質,其中有轉移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA). 細胞核的機能是保存遺傳物質,控制生化合成和細胞代謝,決定細胞或機體的性狀表現,把遺傳物質從細胞(或個體)一代一代傳下去.但細胞核不是孤立的起作用,而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程.細胞核控制細胞質;細胞質對細胞的分化、發育和遺傳也有重要的作用.
動物細胞與植物細胞比較
動物細胞與植物細胞相比較,具有很多相似的地方,如動物細胞也具有細胞膜、細胞質、細胞核等結構.但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區別,如動物細胞的最外面是細胞膜,沒有細胞壁;動物細胞的細胞質中不含葉綠體,也不形成中央液泡.
總之,不論是植物還是動物,都是由細胞構成的.細胞是生物體結構和功能的基本單位.
5.細胞骨架(Cytoskeleton)
細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網路結構.
細胞骨架由位於細胞質中的微絲、微管和中間纖維構成.微絲確定細胞表面特徵,使細胞能夠運動和收縮.微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸的軌道.中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力.
細胞骨架不僅在維持細胞形態、承受外力、保持細胞內部結構有序性方面起重要作用,而且還參與許多重要的生命活動,如:在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離;在細胞物質運輸中,各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉.
細胞骨架在20世紀60年代後期才被發現.主要因為早期電鏡制樣採用低溫(0-4℃)固定,而細胞骨架會在低溫下解聚.知道採用戊二醛常溫固定,人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在.
功能
細胞是一切生命活動的基本結構和功能單位.一般認為:
1.細胞是由膜包圍的原生質(protoplasm)團,通過質膜與周圍環境進行物質和信息交流;
2.是構成有機體的基本單位,具有自我復制的能力,是有機體生長發育的基礎;
3.是代謝與功能的基本單位,具有一套完整的代謝和調節體系;
4.是遺傳的基本單位,具有發育的全能性.
希望對你有所幫助
回答者: yaoyuan0106401
5. 細胞的結構及其作用
1.細胞壁(cellwall)【動物細胞沒有】
位於植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。
2.細胞膜(cellmembrane)
細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和磷脂雙層分子組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子和大分子物質則不能自由通過,因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地進入細胞。
3.細胞質(cytoplasm)
細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器。例如,在綠色植物的葉肉細胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細胞器,叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。
4.細胞核
細胞質里含有一個近似球形的細胞核(nucleolus),是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央,成熟的植物細胞的細胞核,往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質,易被洋紅、蘇木精、甲基綠等鹼性染料染成深色,叫做染色質(chromatin)。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質,就在染色質上。細胞核的機能是保存遺傳物質,控制生化合成和細胞代謝,決定細胞或機體的性狀表現,把遺傳物質從細胞(或個體)一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用,而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程。細胞核控制細胞質;細胞質對細胞的分化、發育和遺傳也有重要的作用。
6. 細胞的結構和功能
結構決定功能」是生物學的基本原理之一,細胞若具有某種結構,就應該具有該結構所對應的生理功能。
若發現細胞具有某種功能,也可以反映出細胞應該具有哪些結構以及該結構的特點。
比如漿細胞能大量分泌抗體,則可推測漿細胞中與分泌蛋白有關的細胞器如核糖體、內質網、高爾基體等結構比其他正常細胞發達,但是不能認為細胞不具有某種結構則不具有相關功能。
因為原核細胞結構簡單,不具有發達的生物膜系統,也沒有多樣的細胞器,但是原核細胞中含有與特定功能有關的化學物質,所以表現為即使不具有特定結構,仍然具有相關功能。
比如大腸桿菌不含有內質網和高爾基體,但仍可以對蛋白質進行加工,因其細胞質基質中含有加工蛋白質所需要的酶。