細胞和細胞工程

關于細胞和細胞工程專題說明:

本專題由生命的物質(zhì)基礎和結(jié)構(gòu)基礎構(gòu)成。若備考的話：物質(zhì)基礎多以選擇題出現(xiàn)并和其他有關的章節(jié)綜合起來考查；結(jié)構(gòu)基礎命題比較集中的是識圖作答題和分析說明題。一般以結(jié)構(gòu)圖或曲線圖為基礎，以生理功能或變化規(guī)律為出發(fā)點考查分析綜合、思維及判斷能力；植物的組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交、動物克隆技術及單克隆抗體技術等更是高考的熱點問題。預計2005年高考有命大題的可能，復習時注意物質(zhì)基礎與結(jié)構(gòu)基礎及功能的統(tǒng)一，理解各細胞結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和功能的關系等。第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天復習目標:1、識記組成生物體的元素種類及其作用；2、理解生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性3、掌握組成生物體的水和無機鹽的存在形式和生理功能4、掌握糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸這幾種化合物的元素組成、種類、基本結(jié)構(gòu)及生理功能5、理解組成生物體的化學元素和化合物是生命活動的物質(zhì)基礎，各種化合物只有按照一定的方式有機地組織起來，才能表現(xiàn)出細胞和生物體的生命現(xiàn)象6、掌握細胞膜的分子結(jié)構(gòu)（流動性）及主要功能7、細理解胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)含有的物質(zhì)和細胞質(zhì)基質(zhì)的主要功能第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天8、掌握線粒體和葉綠體的分布、結(jié)構(gòu)及生理功能9、掌握內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體、液泡這幾種細胞器的分布、結(jié)構(gòu)、成分（組成）及主要功能10、掌握真核細胞細胞核的結(jié)構(gòu)和主要功能11、識記原核細胞的基本結(jié)構(gòu)12、理解細胞的全能性13、了解植物細胞工程的主要技術──植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交14、了解動物細胞工程的主要技術──動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合和單克隆抗體的制備技術

第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天知識要點網(wǎng)絡:細胞和細胞工程生命的物質(zhì)基礎生命的基本單位——細胞細胞工程組成生物體的化學元素組成生物體的化合物真核細胞原核細胞細胞壁細胞膜細胞質(zhì)細胞核細胞核植物細胞工程動物細胞工程第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天重點知識講解:一、生命的物質(zhì)基礎種類：常見的主要有

多種大量元素：

（占

以上）微量元素：含量少（

）1.組成生物體的化學元素含量:作用:生物界與非生物界的關系1、組成生物體，

為最基本元素

為基本元素，

為主要元素2、組成化合物，是生命活動的物質(zhì)基礎3、影響生命活動統(tǒng)一性：

.差異性：

.20CHONPSKCaMg

1/1000FeMnBZnCuMoClNiCCHONCHONPS無特殊元素

含量差別很大第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天無機物2.組成生物體的化合物有機物水無機鹽糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸含量元素組成結(jié)構(gòu)主要功能(常見種類)

(存在形式)⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⑴

最多，不同生物、不同器官組織、不同細胞、不同時期含量

.各不相同⑵

：以游離的形式存在，能自由流動

：與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合（大約占全部水的4.5%）

自由水結(jié)合水⑶

是細胞結(jié)構(gòu)的組成成分,自由水是細胞內(nèi)的

,直接參與一些代謝過程、運輸?shù)取?/p>

結(jié)合水良好溶劑返回第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⑷含量：1%—1.5%

⑸存在形式：大多以

形式存在于細胞中，如Na+、K+、Cl—等離子⑹某些復雜化合物的重要組成成分維持生物體的生命活動維持

平衡和

。酸堿滲透壓返回第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⑺常見種類：單糖、雙糖和多糖

單葡萄糖和果糖都是六碳糖糖核糖脫氧核糖是五碳糖最重要的雙糖是蔗糖、麥芽糖、乳糖最重要的多糖是淀粉、纖維素和糖元⑻糖類是由C、H、O三種化學元素組成

⑼生理功能：是細胞的主要能源物質(zhì)，也是構(gòu)成生物體的重要成分。

返回第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⑽種類⑿主要功能⑾脂類主要由C、H、O三種化學元素組成很多種脂類物質(zhì)還含有N和P等元素

脂肪：類脂：固醇：生命體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)，還有減少身體熱量散失，維持體溫恒定，減少內(nèi)部器官之間摩擦和緩沖外界壓力的作用

磷脂是構(gòu)成細胞膜的重要成分，也是構(gòu)成多種細胞器的膜結(jié)構(gòu)的重要組成成分的維持正常的新陳代謝和生殖過程返回第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⒀細胞中的含量只比水少，大約占干重的50％以上

⒁主要由C、H、O、N四種化學元素組成很多重要的蛋白質(zhì)還含有P、S兩種元素，有時也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。

⒂構(gòu)成：氨基酸分子

多肽鏈蛋白質(zhì)特點：具有多樣性（原因：

）脫水縮合盤曲折疊組成每種蛋白質(zhì)分子的氨基酸的種類不同，數(shù)目成百上千，排列次序變化多端，由氨基酸形成的肽鍵的空間結(jié)構(gòu)千差萬別返回第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⒃構(gòu)成細胞和生物體的重要物質(zhì)催化作用（如參與生物體各種生命活動的酶）運輸作用（血紅蛋白是運輸氧的蛋白質(zhì)）調(diào)節(jié)作用（如胰島素

）免疫作用（如抗體）

返回第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天⒄脫氧核糖核酸簡稱DNA，主要存在于細胞核中；核糖核酸簡稱RNA，主要存在于細胞質(zhì)中⒅由C、H、O、N、P等化學元素組成

⒆核酸的基本組成單位是核苷酸（一個核苷酸是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的），每個核酸分子是由幾百個到幾千個核苷酸互相連接而成的長鏈

⒇核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)，對于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質(zhì)的生物合成有極重要的作用。

返回第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二、生命的結(jié)構(gòu)基礎——細胞(一)細胞壁成分植物:纖維素和果膠原核生物:肽聚糖(細胞工程酶解法去除)功能:保護和支持第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(二)細胞膜第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1、細胞膜的化學成分：磷脂蛋白質(zhì)第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2、細胞膜的結(jié)構(gòu)：糖被:蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的糖蛋白作用：有保護和潤滑細胞膜表面的識別第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天具有一定的流動性保護、控制物質(zhì)進出3、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：4、細胞膜的功能：第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天5、物質(zhì)通過膜的方式：1.自由擴散3.內(nèi)吞作用和外排作用：高濃度低濃度高濃度低濃度能量載體2.主動運輸?shù)?0頁,共57頁，2024年2月25日，星期天6、選擇透過性膜的特點：1.水分子可以自由通過；2.細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過；3.其他的離子、小分子和大分子不能通過。第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（三）細胞質(zhì)基質(zhì)：細胞器：細胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分線粒體質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體高爾基體中心體液泡第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天A.線粒體1.分布:動、植物細胞中2.結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.結(jié)構(gòu)外膜：平滑內(nèi)膜：向內(nèi)折疊形成嵴基質(zhì)：內(nèi)膜內(nèi)液態(tài)部分3.酶的分布（與有氧呼吸有關的酶）：（基粒）內(nèi)膜、基質(zhì)4.功能：有氧呼吸的主要場所（動力工廠）返回第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天B.質(zhì)體1.分布：植物細胞2.種類白色體：有色體：葉綠體無色素類胡蘿卜素葉綠素類胡蘿卜素返回第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.葉綠體：（1）分布：葉肉細胞（2）結(jié)構(gòu)外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒（片層結(jié)構(gòu)薄膜）色素酶（3）功能：光合作用的場所第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1.分布：動、植物細胞3.功能：核糖體的支架蛋白質(zhì)的運輸通道2.種類：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)返回第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天D.核糖體1.分布：動、植物細胞2.存在部位附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中3.功能：合成蛋白質(zhì)的場所返回第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天E.高爾基體2.功能植物：與細胞壁形成有關1.分布:動、植物細胞中返回第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天微管F.中心體1.分布：動物、低等植物細胞中2.結(jié)構(gòu)：由兩個互相垂直排列的中心粒構(gòu)成3.功能：與細胞的有絲分裂有關返回第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天G.液泡1.分布：植物細胞2.結(jié)構(gòu)表膜細胞液：內(nèi)含酸、堿、鹽、糖、蛋白質(zhì)、色素3.功能：使植物呈現(xiàn)綠色以外的顏色調(diào)節(jié)滲透壓大小,維持細胞形態(tài)第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（四）細胞核1.結(jié)構(gòu)核膜核仁核液染色質(zhì)(核孔)大分子物質(zhì)的運輸通道與核糖體形成有關

與染色體是細胞內(nèi)的同種物質(zhì)在細胞分裂不同時期的兩種不同形態(tài)2.功能:是遺傳物質(zhì)復制和貯存的場所第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天細胞核的結(jié)構(gòu)模式圖染色質(zhì)核孔核仁核膜第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(2).特性染色質(zhì)(1).組成成分DNA蛋白質(zhì)(3).形態(tài)(4).存在時期染色體染色質(zhì)、染色體的比較同染色質(zhì)易被堿性染料染成深色同染色質(zhì)交織成網(wǎng)的細絲棒狀小體分裂間期分裂期第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天比較項目原核細胞真核細胞細胞大小細胞核原核細胞和真核細胞的區(qū)別：較?。?~10微米）較大（10~100微米）沒有成形的細胞核，無核膜，無核仁。核物質(zhì)集中在核區(qū)。有成型的細胞核，有核膜、有核仁第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三、細胞工程(一)植物細胞工程概念：1.細胞的全能性

生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能

原因：

都源于受精卵，每個細胞都包含該物種特有的全套遺傳物質(zhì)高低：

受精卵最高，其次是生殖細胞，再其次是體細胞表現(xiàn)：

體內(nèi)細胞不表現(xiàn)全能性

脫離母體的細胞在一定條件下表現(xiàn)全能性

第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.植物組織培養(yǎng)理論基礎:植物細胞的全能性過程：離體的植物器官、組織或細胞

脫分化愈傷組織再分化根、芽（胚壯體）植物體

應用：快速繁殖，培育無病毒植物等第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.植物體細胞雜交概念：

用兩個來自于不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，再通過組織培養(yǎng)獲得雜種植株過程：

去掉細胞壁原生質(zhì)體融合再分化細胞A原生質(zhì)體A細胞B原生質(zhì)體B再生細胞壁雜種細胞

細胞分裂愈傷組織

雜種植株

實例：

“番茄馬鈴薯”雜種植株

重要意義：

克服遠源雜交不親和的障礙

第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天細胞A細胞B原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B再生細胞壁雜種細胞細胞分裂愈傷組織雜種植株返回第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(二)動物細胞工程1.動物組織培養(yǎng)取材：動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織過程：原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)形成細胞系應用大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等醫(yī)學上用于自體細胞的擴增、移植，如燒傷病人的皮膚移植培養(yǎng)動物細胞檢測有毒物質(zhì)第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.動物細胞融合融合因素：滅活的仙臺病毒、新城雞瘟病毒等；聚乙二醇實例：人一鼠，人一兔、鼠一兔等應用：主要用于制備單克隆抗體第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.單克隆抗體概念：

由單個B細胞克隆形成的細胞群產(chǎn)生化學

性質(zhì)單一、特異性強的抗體

制備:

融合B淋巴細跑骨髓瘤細胞篩選雜交瘤細胞特定抗體的細胞群繼續(xù)培養(yǎng)（體外培養(yǎng)液、選出能產(chǎn)生小鼠腹水中）提取單克隆抗體

應用:

用于疾病的診斷、治療和預防，因其特異性強、靈敏度高，與常規(guī)抗體相比，優(yōu)勢明顯第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4.哺乳動物的胚胎移植過程：用激素促進母畜超數(shù)排卵母畜子宮內(nèi)

體外受精培養(yǎng)早期胚胎移植生出小動物

實例：試管牛的培育第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天典型例題講解:

1、胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，兩條多肽鏈間通過2個二硫鍵(二硫鍵是由2個-SH連接而成的)連接，在A鏈上也形成1個二硫鍵，請回答：(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為

。(2)這51個氨基酸是在細胞中的

上形成多肽的。(3)胰島素分子中含有肽健

個，肽鍵可表示為

。(4)從理論上分析，胰島素分子至少有

個氨基(5)這51個氨基酸形成胰島素后，分子質(zhì)量比原來減少了

。(6)人體中胰島索的含量過低，會導致相應的病癥，其治療辦法不能口服胰島素，只能注射，原因是

。

第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

答案：(1)NH2—CH—COOH(2)核糖體(3)—NH—CO—(4)22(5)888(6)口服胰島素被消化道中的蛋白酶消化而失效R第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2、下圖為人體細胞示意圖，請據(jù)圖回答：(1)此圖中能發(fā)生堿基互補配對的細胞器是_____(填序號)，不符合孟德爾遺傳規(guī)律的遺傳物質(zhì)存在于_____（填標號）中。(2)若這是效應B細胞，則它最終來自于骨髓內(nèi)的_______,它的主要功能是合成____。若這是T細胞，則它的成熟場所是____.(3)若這是一個被SARS病毒攻擊的人體細胞，SARS病毒和HTV一樣，遺傳信息是按照_______的規(guī)律并進行的（用簡圖表）。(4)若這是腎小管壁細胞，則其所處的內(nèi)環(huán)境是________。(5)若此細胞為胰島細胞，則分泌物為___________________。(6)若用動物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)此細胞，則培養(yǎng)液中通常應含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、________等營養(yǎng)成分，此細胞的子細胞中部分能無限地傳代下去，這種傳代細胞稱為_______________。(7)若此細胞進行有絲分裂，⑨的復制發(fā)生在_______時期。(8)洋蔥根尖成熟區(qū)表皮細胞與該細胞的結(jié)構(gòu)不同之處是____。第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天答案：（1）8、6，6（2）造血干細胞抗體胸腺（3）RNADNA mRNA蛋白質(zhì)（4）組織液

（5）胰高血糖素或胰島素

（6）動物血清細胞系

（7）間期（8）有細胞壁和液泡無中心體第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3、已知下列單細胞生物，它們都具有細胞壁，但沒有核膜生物必需的生活條件水氧CO2葡萄糖氨光A√√√√B√√C√√√√和核仁，在研究它們生活所需條件的實驗中，得出下面的結(jié)果(√表示需要)。這三種生物依次是:()A．衣藻、乳酸菌、變形蟲B．衣藻、酵母菌、變形蟲C．固氮藍藻、酵母菌、硝化細菌D．固氮藍藻、乳酸菌、硝化細菌D第49頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4、下圖為物質(zhì)出入細胞膜的示意圖，請據(jù)圖回答：（1）A代表

分子；B代表

；D代表

。（2）細胞膜從功能上來說，它是一層

膜。（3）動物細胞吸水膨脹時B的厚度變小，這說明B具有

。（4）在a－e的五種過程中，代表被動轉(zhuǎn)運的是

。（5）可能代表氧氣轉(zhuǎn)運過程的是圖中編號

；葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞的過程是圖中編號