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第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
国家的边界：边防线等
人体的边界：皮肤和黏膜
细胞的边界：细胞膜
（质膜）
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？
细胞壁的作用是维持细胞形状,具有全透性，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。
1
细胞膜的功能
1. 细胞膜的功能
解决以下问题，展示学习成果：
细胞膜的功能？举例说明
教材P40-41
1.1 细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。
图1-1 远古海洋
保障了细胞内部环境的相对稳定。
教材P40
问题探讨
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
讨论：为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
活细胞的细胞膜具有选择透过性（功能特性）。
染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
台盼蓝染液后的死细胞和活细胞
教材P40
问题探讨
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
讨论：据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。
台盼蓝染液后的死细胞和活细胞
教材P40
需要的营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
抗体、激素等
细胞合成并分泌
1.1 细胞膜的功能
控制物质进出细胞
不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）
细胞膜的功能特性：选择透过性
细胞膜的控制作用是相对的
细胞代谢产生
废物
（CO2、尿素等）
有用的成分
核酸等
可
不易
可
不可
教材P40
1.1 细胞膜的功能
进行细胞间的信息交流
细胞分泌化学物质间接传递信息
内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
受体
信号分子
化学本质：糖蛋白、糖脂
作用：接受激素等化学物质信号
特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）
受体
教材P41
发出信号的细胞
靶细胞
与膜集合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合。
1.1 细胞膜的功能
细胞膜直接接触传递信息
教材P41
1.1 细胞膜的功能
形成通道，传递信息
是否需要信号分子和受体？
相邻两个细胞之间形成 ，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
例如，高等植物细胞之间通过_________ 相互连接，也有信息交流的作用。
胞间连丝
通道
胞间连丝
教材P41
2
对细胞膜成分的探索
●
●
细胞膜
●
●
●
●
●
●
溶于脂质的物质
●
●
不溶于脂质的物质
发现：
推测：
细胞膜是由脂质组成的
实验：
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton)
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验
溶于脂质的物质，更容易通过细胞膜
思考·讨论
教材P42
思考·讨论
科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？
①动物细胞无细胞壁，更易吸水胀破。
②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。
结论：
实验：
细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？
教材P42
思考·讨论
结构图
模型
示意图
亲水“头部”
疏水“尾部”
思考·讨论
空气
磷脂分子排列为单分子层
根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
思考·讨论
细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。
推断：
S1
实验：
时间：1925年
人物：荷兰科学家戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
S2
思考·讨论
水
水
A
水
水
B
水
水
C
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
在水中形成的磷脂双分子层模式图
水
水
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中怎样排列为两层呢？
思考·讨论
推测：
实验：
时间：1935年
人物：英国学者丹尼利和戴维森
丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白质成分，则表面张力会降低。
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
除磷脂外，细胞膜还有无其它成分？
讨论以下问题，展示学习成果：
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？
根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排 列为连续的两层”这一结论的？
思考·讨论
思考·讨论
讨论以下问题，展示学习成果：
磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的。
思考·讨论
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，溶于脂质的物质，更容易通过细胞膜。
细胞膜是由脂质组成的
因为磷脂分子的“头部”亲水，尾部疏水，所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
思考·讨论
根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？
由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。
思考·讨论
磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
思考·讨论
如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
小结：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
还有少量糖类
3. 对细胞膜结构的探索
解决以下问题，展示学习成果：
脂质、蛋白质、糖类是如何组成细胞膜的呢？
细胞膜 成分
脂质(50%)
蛋白质(40%)
少量的糖类(2%~10%)
磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇
重要的功能作用，功能越复杂的细胞膜，种类和数量越多
3
对细胞膜结构的探索
3. 对细胞膜结构的探索
提出假说：
实验：
时间：1959年
人物：罗伯特森
用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三层结构。
细胞膜由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，中间亮层是脂质分子；是静态统一的结构。
图3-1 细胞膜结构电镜照片
3. 对细胞膜结构的探索
物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面， 复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构。（冰冻蚀刻显微技术）
蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。
体现了膜结构内外的不对称性，不同上述蛋白质排列结构。
图3-2 冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
发现：
实验：
3. 对细胞膜结构的探索
变形虫的变形运动
受精卵分裂
细胞膜是静态的观点，难以解释的现象
3. 对细胞膜结构的探索
实验：
科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜表面蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。
发现：
这两个细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；在37℃下经过40 min，两种颜色的荧光均匀分布。
融合细胞
细胞
融合
37℃
40min
正在融合的细胞
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
结论：
细胞融合实验以及相关的实验证明细胞膜具有流动性。(结构特性）
3. 对细胞膜结构的探索
时间：1972年
人物：辛格和尼科尔森提出生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。
科学方法
提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
4
流动镶嵌模型
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。
磷脂双分子层构成膜的基本支架。其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。
蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂分子层中：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，有的贯穿整个磷脂双分子层。这些蛋白质在物质运输方面由重要作用。
4. 流动镶嵌模型的基本内容
磷脂分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
细胞膜具有流动性。（结构特性）
4. 流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜外表面，有糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在生命活动中具有重要功能，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
蛋白质
胆固醇
磷脂分子
磷脂双分子层
糖蛋白
糖脂
5
课堂小结
细胞膜（质膜）
流动镶嵌结构模型
将细胞和外界环境分开
控制物质进出
（选择透过性）
进行细胞间的信息交流
磷脂双分子层构成膜的基本支架
蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中
流动性
结构特性
磷脂
蛋白质
糖类
功能
成分
糖被
主要内容
普遍认可 的结构模型
构成
主要和贯穿型蛋白质有关
6
练习与应用
1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确
（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。（ ）
（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。（ ）
（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。（ ）
6.1 概念检测
×
×
×
2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ ）
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
4.1 概念检测
解析：一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。
4.2 拓展应用
1.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？
把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能是被动地在起作用。
.
4.2 拓展应用
2.下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞 发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
（1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？
.
4.2 拓展应用
由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
（2）请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
第2节 细胞器之间的分工合作
1
细胞器之间的分工
思考以下问题，展示学习成果：
细胞质结构组成（了解）？
细胞质基质功能？
分离细胞器的实验方法？过程？结果？
1.1 细胞质的基本结构
教材P47
1.2 细胞器的结构与功能
思考以下问题，展示学习成果：
细胞内有哪些主要的细胞器，其结构、功能？
植物特有的细胞器有哪些？动物特有的细胞器有哪些？
支持细胞器的结构是什么？它还具有什么功能？
教材P48
细胞质
细胞器
核糖体、内质网、线粒体、高尔基体
溶酶体、中心体、叶绿体、液泡
呈溶胶状：由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成
功能：活细胞进行新陈代谢的主要场所。例如：光合作用和呼吸作用
细胞质基质
（细胞质中忙碌不停的，有一定结构的“部门”）
植物细胞模式图
动物细胞模式图
1.1 细胞质的基本结构
教材P47
科学方法
电子显微镜
植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图
采用什么方法分离较小的细胞器？
教材P47
高倍显微镜下黑藻的叶绿体
洋葱表皮细胞
口腔上皮细胞
血细胞
洋葱根尖细胞
细胞核染色：碘液，与细胞核中蛋白质结合。
DAPI
DAPI，DNA特异性染料，与DNA结合荧光增强，复合物发出蓝色荧光，用于核标记。
科学方法
分离细胞器的方法——差速离心法
小型离心机
实验方法：差速离心法（主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法）
实验仪器：离心机、离心管
1.5mL离心管
教材P47
科学方法
实验步骤：
破坏细胞膜（形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆）
将匀浆放入离心管
在离心机内通过不同转速
进行离心分离各细胞器
细胞
匀浆液
吸水胀破（动物）
细胞匀浆
大颗粒
较大颗粒
细胞核等
线粒体
溶酶体等
核糖体等
低速离心
中速离心
小颗粒
高速离心
较高速离心
较小颗粒
内质网
高尔基体等
笔记P47
位于植物细胞的细胞膜外
成分：主要由纤维素和果胶构成
功能：对细胞起支持和保护作用
细胞壁是全透性的，对物质进出没有选择性，因此细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。
细胞核
细胞壁
细胞膜
细胞质
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
调节植物细胞内的环境，
使植物细胞保持坚挺。
液泡
分布
植物细胞特有（成熟的植物细胞具中央大液泡）
单层膜，内有细胞液：含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。
结构
功能
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
光合作用的场所，“养料制造车间”“能量转换站”
叶绿体
分布
绿色植物的叶肉细胞和嫩茎皮层细胞
双层膜（外膜、内膜），基粒、基质（DNA、RNA 核糖体）
结构
功能
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
叶绿体
形状
扁平的椭球形或球形
外膜
内膜
双层膜（外膜、内膜），
基质（DNA、RNA 核糖体）
基粒（由类囊体堆叠而成）
含光合作用有关的酶
结构
基粒
基质
核糖体
DNA
类囊体
叶绿体简笔图
笔记P48
1.2 细胞器的结构与功能
有氧呼吸的主要场所，提供细胞生命活动所需能量，是细胞的“动力车间”
线粒体
分布
动植物细胞
双层膜（外膜、内膜）
基质（DNA、RNA 核糖体）
结构
功能
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
线粒体
线粒体简笔图
形状
短棒状、圆球状、
线形、哑铃形等
双层膜（外膜、内膜）
内膜向内折叠形成嵴，
基质（DNA、RNA 核糖体）
内有呼吸作用有关的酶
结构
外膜
内膜
嵴
核糖体
DNA
基质
笔记P48
1.2 细胞器的结构与功能
线粒体 叶绿体
分布
形态
结 　　　　构 双 层 膜 外膜 内膜
基　粒
基　质
功能
动植物细胞
植物细胞
圆球状等
扁平的椭球形或球形
与周围的细胞质基质分开
向内折叠形成嵴（酶）
是一层光滑的膜
无
类囊体（酶）堆叠成基粒
含有氧呼吸的酶
含光合作用的酶
含有少量的DNA RNA 核糖体
有氧呼吸主要场所
光合作用场所
1.2 细胞器的结构与功能
氨基酸脱水缩合的场所，“生产蛋白质的机器”
核糖体
分布
动植物细胞
无膜，有的游离在细胞质基质，有的附着在粗面内质网上。
结构
功能
笔记P49
1.2 细胞器的结构与功能
核糖体
大亚基
小亚基
蛋白质
rRNA
形状
颗粒状
大小亚基构成，蛋白质 rRNA组成
结构
笔记P49
1.2 细胞器的结构与功能
蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。
内质网
分布
动植物细胞
单层膜，
粗面内质网（有核糖体附着）
光面内质网（不含核糖体）
结构
功能
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
内质网
内质网简笔图
形状结构
单层膜，
由膜围成的管状、泡状（光面内质网）
或扁平囊状结构（粗面内质网）连接成连续的内腔相通的膜性管道系统。
分类与功能
粗面
内质网
光面
内质网
粗面内质网：扩大膜面积，参与蛋白质合成、分泌、运输
光面内质网：参与糖类和脂类合成
笔记P48
1.2 细胞器的结构与功能
对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
高尔基体
分布
动植物细胞
单层膜
结构
功能
教材P48
1.2 细胞器的结构与功能
高尔基体
形状
扁平囊状结构，有大小囊泡，呈弓形
功能
动物细胞：
细胞分泌物的形成有关，对蛋白质进行修饰、包装和转运。与分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体形成有关。
植物细胞：参与细胞壁的形成
高尔基体简笔图
笔记P48
1.2 细胞器的结构与功能
参与动物细胞有丝分裂
中心体
分布
动物细胞及低等植物细胞
无膜，由两个垂直排列的中心粒组成（呈“+”状）
结构
功能
中心粒
笔记P48
1.2 细胞器的结构与功能
能分解衰老、损伤的细胞器
吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
细胞的“消化车间”
溶酶体
分布
单层膜，囊状结构，内含多种水解酶，
结构
功能
动物细胞
教材P49
结 构 不具膜结构的细胞器
具单层膜结构的细胞器
具双层膜结构的细胞器
内质网、液泡、溶酶体、高尔基体
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
成 分 含DNA的细胞器
含RNA的细胞器
含色素的细胞器
叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
1.2 细胞器的结构与功能
小结
1.3 细胞骨架
维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器，
与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动有关。
结构
蛋白质纤维组成的网架结构
功能
细胞骨架
教材P50
探究·实践
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动
探究·实践
实验原理：
叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或者球形，可以在高倍镜下观察到它的形态和分布。
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
探究·实践
材料用具
实验材料：藓类叶（菠菜叶、番薯叶等）；新鲜的黑藻。
实验仪器：显微镜，载玻片，盖玻片，刀片，培养皿，台灯，铅笔等。
实验目的：
1. 使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。
2. 观察细胞质流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。
探究·实践
注意：临时装片应一直保持有水状态，以免影响细胞活性
制作临时装片
用镊子取一片藓类的小叶（或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）放入盛有清水的培养皿中。
往载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住叶片放入水滴中；
盖上盖玻片
高倍显微镜观察
实验方法
制作藓类（菠菜、黑藻）叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布
教材P48
探究·实践
制作临时装片
供观察用的黑藻，事先应放在光照、室温条件下培养
将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶
放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片
高倍显微镜观察
实验方法
制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动
注意：临时装片应一直保持有水状态，以免影响细胞活性
探究·实践
结果与分析
制作藓类（菠菜、黑藻）叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布
高倍显微镜下黑藻的叶绿体
叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形，
随细胞质流动，自身也可转动。
探究·实践
结果与分析
观察黑藻叶肉细胞中细胞质的流动
高倍显微镜下黑藻的叶绿体
各细胞中细胞质的流动方向是一致的，细胞质流动的方式为环流式。细胞器随细胞质基质一起运动，并非只是细胞质的运动。
探究·实践
讨论：叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。
探究·实践
讨论：植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？
细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的酶、细胞器等物质和结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。
注意事项：
装片：临时装片应一直保持有水状态，以免影响细胞活性。
材料准备：为提高细胞质的流动性，可事先放在光照、室温条件下培养，或观察时适当提高水温。
高倍镜观察
（1）寻找参照物——叶绿体
（2）寻找最佳部位——近叶脉处：细胞质流动明显
（3）寻找最佳视野——相对较暗：有利于辨别物像的动态变化
探究·实践
2
细胞器之间的协调配合
2. 细胞器之间的协调配合
思考以下问题，展示学习成果：
举例说明分泌蛋白？
研究分泌蛋白合成运输的方法？结果与分析？
分泌蛋白合成过程？
教材P51-52
2.1 分泌蛋白
核糖体
游离在
细胞质基质
附着在
粗面内质网
胞内蛋白：在细胞内合成，不经过内质网 等加工，在细胞内起作用的一类蛋白。
比如：呼吸酶，血红蛋白
分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
比如：消化酶、抗体、部分激素
科学方法
采用什么方法研究分泌蛋白的合成与分泌过程？
同位素标记法
同位素标记法：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O、18O，12C与14C。互为同位素的原子组成的化合物化学性质相同，但是同位素的物理性质可能有差异。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。
科学方法
同位素标记法
应用：同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。
生物学常用同位素：
放射性同位素
稳定同位素
检测
检测
密度或相对分子质量，
18O、15N
放射性，
3H、14C、35S、32P
思考·讨论
3 min 17min 117min
分泌蛋白的合成和运输
豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解
（灰色代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白）
思考·讨论
3 min 17min 117min
分泌蛋白的合成和运输
豚鼠胰腺腺细胞分泌蛋白形成过程图解
（灰色代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白）
3H标记的亮氨酸
附着有核糖体的内质网
高尔基体
细胞膜内侧的囊泡
讨论以下问题，展示学习成果：
分泌蛋白是在哪里合成的？
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成及运输的途径？
分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里供应？
思考·讨论
分泌蛋白是在哪里合成的？
思考·讨论
在内质网上的核糖体中合成。
需要，如，发生在核糖体的氨基酸脱水缩合形成多肽过程，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外的过程；
主要来自线粒体有氧呼吸释放的能量。
分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？
思考·讨论
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成及运输的途径？
核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 细胞膜外
2.2 分泌蛋白的合成和运输过程
细胞核
内质网
高尔基体
1
2
3
4
5
7
6
囊泡
进一步
加工修饰
囊泡
膜
蛋白质
细胞膜
分泌
分泌蛋白
核糖体
脱水缩合
氨基酸
多肽链
内质网
高尔基体
折叠
蛋白质
囊泡
加工
线粒体（提供能量）
思考·讨论
核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 细胞膜外
分泌蛋白在核糖体上合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成及运输的途径？
2.3 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
内质网的膜面积_____
减少
综合比较：高尔基体的膜面积__________
细胞膜的膜面积_____
增加
基本不变
①
②
③
④
2.3 分泌蛋白合成过程中膜面积的变化
前
后
时间
0
膜面积
①_________
③_________
②_________
时间
0
②
③
①
①
②
③
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
左图表示的是前后两个时间点的变化，右图表示的是一定时间段内的变化。
分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过 层生物膜。
膜面积
0
_________
_________
_________
2.3 分泌蛋白合成过程中放射性的变化
粗面内质网
高尔基体
核糖体
内质网
高尔基体
标记氨基酸出现的先后顺序：
_______→ _______ → _______ → ________ → ____→ ______ → 细胞外
内质网
核糖体
囊泡
高尔基体
囊泡
细胞膜
3
细胞的生物膜系统
3. 细胞的生物膜系统
思考以下问题，展示学习成果：
生物膜系统概念理解？
生物膜系统结构组成、功能？
教材P52
3. 细胞的生物膜系统
细胞器膜
核膜
细胞膜
生物膜系统
各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
3. 细胞的生物膜系统
紧密联系
直接联系（结构）：
间接联系（功能）：
相似
组成成分：
基本结构：
内质网膜与细胞膜、核膜的联系
脂质+蛋白质+少量糖类
流动镶嵌模型
内质网外连细胞膜，内连核膜；
内质网腔还与内外两层核膜之间的腔连通。
内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以
通过囊泡转化
3. 细胞的生物膜系统
生物膜系统在生命活动中的作用
保障细胞内部环境相对稳定，对细胞与外界环境进行物质运输、能量转化、信息传递等方面起决定作用；
广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，保证细胞内各种化学反应的顺利进行；
由膜系统把细胞内分隔成许多小室，使细胞内各种化学反应互不干扰，高效、有序地进行。
细胞器膜
核膜
细胞膜
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。
与社会的联系
4
课堂小结
4. 课堂小结
细胞器
细胞质基质
分泌蛋白的合成和运输
观察细胞中的叶绿体和细胞质的流动
细胞质
生物膜系统
分工合作
结构功能联系
叶绿体
线粒体
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
核糖体
中心体
核膜和细胞膜等
细胞器膜
共同组成
分类
实验
单层膜
双层膜
无膜
5
练习与应用
.
1.基于对细胞器的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成。（ ）
（2）生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。（ ）
4.1 概念检测
√
×
.
2. 基于对动植物细胞结构的比较，可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是 （ ）
A. 高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体
3. 在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有( )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
A
4.1 概念检测
C
.
4. 在成人体内，心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是（ ）
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
B
4.1 概念检测
.
5. 找出下图中的错误，并在图中改正。
4.1 概念检测
.
4.2 拓展应用
溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。
根据这一事实，可以作出多种合假说，如，膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用能使酶远离自身；可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如 pH)不适合酶发挥作用；等等。
第3节 细胞核的结构和功能
洋葱表皮（内）细胞
烟草叶片细胞
思考以下问题，展示学习成果：
所有的细胞都有细胞核吗？（了解）
有细胞核的真核细胞都是只有一个细胞核吗？（了解）
教材P54
所有的细胞都有细胞核吗？
原核细胞
.
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
真核细胞
哺乳动物成熟红细胞
高等植物成熟筛管细胞
有细胞核的真核细胞都是只有一个细胞核吗？
真核细胞
绝大部分有1个细胞核
骨骼肌是由肌管组成的，肌管是由单个的成肌细胞融合而成的，故有多个细胞核。
骨骼肌
常见的草履虫具有两个细胞核；一个大核，主要对营养代谢起重要作用；一个小核，主要与生殖作用有关。
草履虫
1
细胞核的功能
1. 细胞核的功能
思考以下问题，展示学习成果：
资料中关于细胞核功能研究的4个实验结果分析？
实验有无对照？
教材P54-55
资料1：美西螈核移植实验
去核
取核
重组细胞
结论：美西螈的皮肤颜色的遗传由细胞核控制
思考·讨论
笔记P55
思考1 该实验设计的严谨吗？为增强实验的说服力，该如何做？
去核
取核
重组细胞
思考·讨论
设置对照实验：白色美西螈细胞核移植到黑色美西螈去核胚胎细胞中，
观察移植后长大的美西螈颜色。
笔记P54
思考·讨论
蝾螈
受精卵
部分
用头发
横缢
不分裂
分裂
（慢）
（快）
无核
有核
资料2：蝾螈受精卵的横溢实验
蝾螈受精卵横缢实验示意图
结论：细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
部分
开始
分裂
发育为正常胚胎
发育为正常胚胎
挤入一个核
笔记P55
思考·讨论
思考2 该实验是有遵循对照原则吗？
蝾螈受精卵横缢实验示意图
本实验既有相互对照，又有自身前后对照
笔记P54
思考·讨论
资料3：变形虫切割、核移植实验
能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应。
照样摄食，对刺激仍有反应，失去的伸缩泡可以再生，能生长和分裂。
生命活动同
上述无核
植入细胞核
恢复生命活动
去核
结论：变形虫的分裂、生长、再生、应激性等
生命活动是由细胞核控制
笔记P55
思考·讨论
思考3 该实验是有遵循对照原则吗？
本实验既有相互对照，又有自身前后对照
笔记P54
思考·讨论
资料2：蝾螈受精卵的横溢实验
蝾螈受精卵横缢实验示意图
资料3：变形虫切割、核移植实验
结论：细胞只有保持结构的完整性才能进行
正常的生命活动
笔记P55
思考·讨论
结论：细胞核细胞质相互依存
思考4 为什么单独的细胞核无法生存？去核的细胞质会最终死亡
因为失去了细胞质中营养物质和能量的供应；因为没有细胞核，不能指导蛋白质的合成，失去了细胞核的控制和调节作用，因此细胞会死亡。
笔记P55
伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根)。伞藻的形态主要是看“帽”的形态。
帽(菊花形)
帽(伞形)
柄
假根
柄
假根
资料4：伞藻嫁接和核移植实验
思考·讨论
资料4：伞藻嫁接实验
思考·讨论
结论：伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关
笔记P55
思考·讨论
思考5 能否得出“伞帽的形状由细胞核决定”这一结论？
不能，假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。
资料4：伞藻核移植实验
结论：生物体形态结构的建成与细胞核有关
笔记P55
思考·讨论
思考6 该实验是有遵循对照原则吗？
有相互对照
笔记P55
思考·讨论
讨论以下问题，展示学习成果：
细胞核具有什么功能？
资料1：黑白美西螈核移植实验
资料4：伞藻嫁接与核移植实验
肤色遗传受细胞核控制
伞藻形态遗传受细胞核控制
细胞核控制细胞的遗传
资料2：蝾螈横溢实验
资料3：变形虫切割实验
细胞分裂、分化等受细胞核控制
细胞分裂、生长等受细胞核控制
细胞核控制细胞的代谢
笔记P55
小结：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
是细胞代谢与遗传的“控制中心”。
教材P55
2
细胞核的结构
2. 细胞核的结构
思考以下问题，展示学习成果：
细胞核结构？各结构功能？
染色质、染色体概念理解？
教材P56
2.1 细胞核的结构
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）
核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形
成有关）
染色质（主要由DNA和蛋白质组成）
教材P56
2.1 细胞核的结构
核仁
功能
适应
原核细胞
与某种RNA(rRNA)合成以及核糖体的形成有关
代谢旺盛（蛋白质合成旺盛）的细胞，核仁体积越大。
如：分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等。
核糖体的形成与核仁无关
笔记P56
2.1 细胞核的结构
核孔
功能
适应
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
作为生物大分子(RNA、蛋白质等)选择性进出细胞核的通道；小分子物质也可进出。
核孔复合体；
主要成分是蛋白质。
核孔结构模型
外膜
内膜
结构
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多。
笔记P56
2.1 细胞核的结构
核膜
结构
功能
双层膜，外膜附着核糖体，与内质网相连;
不是完全连续的，有核孔；
由脂质和蛋白质组成。
把核内物质与细胞质分开，起屏障作用；
控制离子和小分子物质进出细胞核，具有选择透过性；
笔记P56
2.2 染色质与染色体
染色质
命名
因易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红溶液）染成深色而命名。
根尖分生区组织细胞染色体
笔记P56
2.2 染色质与染色体
染色质
形态
由DNA和蛋白质紧密结合形成。
极细的丝状物（在光学显微镜下不可见）；
结构
教材P56
2.2 染色质与染色体
染色体
细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，
缩短变粗，呈圆柱状或杆状（在光学显微镜下可见）；
形态
教材P56
2.2 染色质与染色体
染色质与染色体关系
高度螺旋、变短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
分裂间期
DNA复制
分裂期
染色质
(细胞有丝分裂间期)
染色体
(细胞有丝分裂期)
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
教材P56
2.2 染色质与染色体
DNA
储存遗传信息。细胞分裂时，DNA的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传上的一致性；
遗传信息就像生命活动的“蓝图”。指导规划细胞进行物质合成、能量转化和信息交流，完成个体生长、发育、衰老、凋亡，控制细胞代谢。
功能
教材P56
小结：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的“控制中心”。
3
细胞是基本的生命系统
3. 细胞是基本的生命系统
思考以下问题，展示学习成果：
理解、认同细胞是基本的生命系统。
教材P56
3. 细胞是基本的生命系统
结构特点
复杂而精巧；各组分结构之间分工合作成为统一的整体，是最基本的生命系统，高效精确的完成生命活动。
地位
是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
教材P56
科学方法
建构模型
模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其它形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式有很多，包括概念模型、物理模型、数学模型等。
3. 细胞是基本的生命系统
思考以下问题，展示学习成果：
理解、认同细胞是基本的生命系统。
教材P56
流动镶嵌模型
DNA分子双螺旋结构模型
动植物亚显微结构模式图
物理模型
科学方法
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征
概念模型
科学方法
用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象和活动规律阐明清楚的模型。
数学模型
用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及其内在联系的数学表达式。
y=2x -4x-2
探究·实践
尝试制作真核细胞的三维结构模型
细胞模型
在设计并制作细胞模型时，科学性第一位，其次才是模型的美观与否。
探究·实践
4
课堂小结
4. 课堂小结
细胞核
染色质：DNA和蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体
核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
结构
功能
相适应
核仁：与rRNA合成及核糖体形成有关
核孔：核与质之间物质交换和信息交流
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
储存遗传信息
5
练习与应用
1. 细胞核的结构与功能有密切的联系，据此判断下列相关表述是否正确。
（1）控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令，主要通过核孔从细胞核送到细胞质。（ ）
（2）细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关。（ ）
4.1 概念检测
√
√
2. 细胞核内行使遗传功能的结构是 （ ）
A.核膜 B.核孔 C.染色质 D.核仁
3. 细胞核是细胞的控制中心，下列各项不能作为这一结论的论据的是 （ ）
A.DNA主要存在于细胞核内
B.细胞核控制细胞的代谢和遗传
C.细胞核是遗传物质储存和复制的场所
D.细胞核位于细胞的正中央
C
4.1 概念检测
D
4.2 拓展应用
1. 染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义？
染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质处于细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
4.2 拓展应用
2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核，从而使后代的遗传物质同亲代相比，既有继承，又有变化。从这个角度看，你能找出不支持克隆人的论据吗？你还能说出其他论据吗？
有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆人与亲代相比，遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境的能力。还有，如果克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人是没有传统意义上的父亲和母亲，这可能会冲击原有的家庭和社会观念，等等。
谢谢聆听!
同学们辛苦啦！

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