细胞的结构和功能

1、1生命的物质基础和结构基础生命的物质基础和结构基础第第 2 2 讲讲2【考纲搜索考纲搜索】 (1)细胞膜的分子结构和主要功能；细胞膜的分子结构和主要功能；(2)细胞质基质；细胞质基质；3(3)细胞器的结构和功能细胞器的结构和功能(细胞器包括：细胞器包括：线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡尔基体、中心体和液泡)；(4)细胞核的结构和功能；细胞核的结构和功能；(5)细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统(包括：生物膜包括：生物膜系统的概念、各种生物膜在结构和功能系统的概念、各种生物膜在结构和功能上的联系、研究生物膜的重要意义上的联系、研究生物膜的重要

2、意义)；(6)原核细胞的基本结构。原核细胞的基本结构。4【分析预测分析预测】细胞膜、细胞质和细胞核的结构和细胞膜、细胞质和细胞核的结构和功能是高考生物考查的核心考点，尤其功能是高考生物考查的核心考点，尤其是细胞膜的结构和功能、细胞器的结构是细胞膜的结构和功能、细胞器的结构和功能。本考点试题信息呈现的方式多和功能。本考点试题信息呈现的方式多样，主要以模式图、曲线图、表格数据样，主要以模式图、曲线图、表格数据等方式出现，注重观察能力、获取信息等方式出现，注重观察能力、获取信息能力、表达能力、实践运用能力的考查。能力、表达能力、实践运用能力的考查。5一、知识概述一、知识概述1.1.细胞膜细胞膜组成成

3、分：蛋白质组成成分：蛋白质、 (识别、识别、 信息传递等信息传递等)基本骨架：基本骨架：结构特点：结构特点： (体现：细胞膜内陷，体现：细胞膜内陷， 变形虫，白细胞吞噬，内吞与变形虫，白细胞吞噬，内吞与 外排等外排等)细胞膜细胞膜磷脂磷脂糖蛋白糖蛋白磷脂双分子层磷脂双分子层流动性流动性6功能特点：功能特点： (取决于蛋白质取决于蛋白质)(应用：海水淡化、污水净化等应用：海水淡化、污水净化等)细胞膜细胞膜物质出物质出入方式入方式：矿质离子、葡萄糖、：矿质离子、葡萄糖、氨基酸、生长素氨基酸、生长素：酒精、水、：酒精、水、O2、CO2、甘油、胆固醇、脂肪甘油、胆固醇、脂肪酸、脂溶性维生素等酸、脂溶性

4、维生素等选择透过性选择透过性主动运输主动运输自由扩散自由扩散7细胞质细胞质基质：是活细胞代谢的主要场所基质：是活细胞代谢的主要场所细胞器细胞器细胞器双层膜结构细胞器双层膜结构：如如.单层膜结构单层膜结构：如：如 等等无膜结构无膜结构：如如等等基质：是活细胞代谢的主要场所基质：是活细胞代谢的主要场所叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体高尔基体、高尔基体、内质网、溶酶体、液泡内质网、溶酶体、液泡核糖体、中心体核糖体、中心体83.细胞核细胞核核膜：核膜：层膜结构层膜结构核孔：核孔：进出的通道进出的通道染色质染色质(体体)：不同时期的不同表现形式，：不同时期的不同表现形式， 被被染成深色染成深色细胞核细胞核功

5、能功能遗传物质遗传物质的场所的场所的控制中心的控制中心结构结构mRNA外外蛋白质蛋白质内内双双大分子物质大分子物质碱性染料碱性染料储存、复制和转录储存、复制和转录新陈代谢新陈代谢94.原核细胞的基本结构原核细胞的基本结构原核细胞原核细胞原核细胞代表原核细胞代表：细胞壁细胞壁：细胞器细胞器：只有：只有，无其他复杂细胞器，无其他复杂细胞器核区核区：无成形的细胞核：无成形的细胞核细菌、蓝藻、放线菌细菌、蓝藻、放线菌肽聚糖肽聚糖核糖体核糖体105.细胞的生物膜系统细胞的生物膜系统(1)定义定义：细胞内的：细胞内的等 由等 由膜围成的细胞器，在膜围成的细胞器，在上是密上是密切联系的，它们所形成的结构体系

6、叫做切联系的，它们所形成的结构体系叫做细胞生物膜系统细胞生物膜系统核膜、细胞核膜、细胞膜以及内质网、高尔基体、线粒体膜以及内质网、高尔基体、线粒体结构、功能结构、功能11(2)各种膜在结构、功能上的联系各种膜在结构、功能上的联系功能：特定功能蛋白质功能：特定功能蛋白质成熟蛋白成熟蛋白质质较成熟蛋白质较成熟蛋白质蛋白质蛋白质结构结构分泌分泌加工加工加工加工翻译翻译细胞膜细胞膜高尔基体膜高尔基体膜内质网膜内质网膜核糖体核糖体12(3)生物膜的功能生物膜的功能细胞膜不仅使细胞具有一个相对细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行间进行 、 和和

7、的过程中也起着决定性作的过程中也起着决定性作用细胞的许多重要化学反应在生物膜用细胞的许多重要化学反应在生物膜内或膜表面进行，细胞内的广阔的膜内或膜表面进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了面积为酶提供了，有，有利于化学反应的顺利进行利于化学反应的顺利进行物质运输物质运输能量交换能量交换信息传递信息传递大量的附着位点大量的附着位点13各种生物膜把细胞分隔成一个个小区各种生物膜把细胞分隔成一个个小区室，使得细胞内能够室，使得细胞内能够 ， ，保证了细胞的生命活，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行动高效、有序地进行(4)研究生物膜的意义研究生物膜的意义理论上：有助于阐明细胞的生命活动理论上：有助于阐

8、明细胞的生命活动 规律规律实践中：在农业、工业和医学实践中实践中：在农业、工业和医学实践中 有重要用途有重要用途 同时进行多种化学反同时进行多种化学反应，不会相互干扰应，不会相互干扰14二、要点归纳二、要点归纳 细胞膜的结构与功能细胞膜的结构与功能1.成分、结构、功能关系图解成分、结构、功能关系图解要点要点1 1152.结构模式图结构模式图16注意：注意：(1)糖被分布于细胞膜的外侧，是判断细胞膜内外侧的依据，也是细胞识别的物质基础。 (2)蛋白质含量的多少是区分膜功能复杂程度的重要依据之一。173.细胞膜流动性和选择透过性的关系细胞膜流动性和选择透过性的关系(1)区别：流动性是细胞膜的结构区

9、别：流动性是细胞膜的结构特性，选择透过性是细胞膜的功能特性。特性，选择透过性是细胞膜的功能特性。(2)联系：流动性是选择透过性的联系：流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具有流动性，细基础，因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，细胞膜失去了选出选择透过性。相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。择透过性，也就意味着细胞已经死亡。184.自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（一）自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（一）物质出入细物质出入细胞的方式胞的方式被动运输被动运输主动运输主动运输自由扩散自由扩散协

10、助扩散协助扩散运输运输方式方式高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度一般为低浓一般为低浓度度高浓度高浓度是否需是否需要载体要载体不需要不需要需要需要需要需要19自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（二）自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（二）是否消耗是否消耗能量能量不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗图图 例例20自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（三）自由扩散、协助扩散和主动运输的比较（三）举例举例O2、CO2、H2O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等出入细胞出入细胞红细胞吸收红细胞吸收葡萄糖葡萄糖小肠绒毛上皮小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄细胞吸收葡萄糖、氨基酸、糖、氨基酸、无机盐等无机盐等表

11、示表示曲线曲线(一定一定浓度浓度范围范围内内)21注意：注意：(1)影响主动运输的因素：载体，能量(凡是能影响细胞内能量产生的因素都能影响主动运输，如O2浓度、温度等)。(2)内吞与外排是大分子物质进出细胞的方式，该过程消耗能量但不需载体协助，体现了细胞膜的结构特点流动性。22(3)载体的化学本质及作用特点载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；载体具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。23 细胞器的结构与功能细胞器的结构与功能 1.各种细胞器比较各种细胞器比较要点要点2

12、 2 项目项目种类种类存在存在位置位置膜结构膜结构功功 能能线粒体线粒体动、动、植物植物细胞细胞双层膜双层膜与能量代谢与能量代谢有关，有少有关，有少量遗传物质量遗传物质有氧呼吸有氧呼吸的主要场的主要场所所叶绿体叶绿体植物植物细胞细胞光合作用光合作用的场所的场所液泡液泡单层膜单层膜调节细胞内环境，与渗调节细胞内环境，与渗透作用有关透作用有关内质网内质网动、动、植物植物细胞细胞单层膜单层膜与物质合成、运输有关与物质合成、运输有关(有机物合成有机物合成“车间车间”)24 项目项目种类种类存在存在位置位置膜膜结构结构功功 能能高尔基体高尔基体动、动、植物植物细胞细胞单单层层膜膜蛋白质：蛋白质：运输、运

13、输、加工加工与动物细胞分泌物与动物细胞分泌物形成有关；与植物形成有关；与植物细胞壁形成有关细胞壁形成有关溶酶体溶酶体多种水解酶，分解多种物质多种水解酶，分解多种物质(细胞细胞“酶仓库酶仓库”消化系统消化系统)核糖体核糖体无膜无膜合成蛋白质的场所合成蛋白质的场所(蛋白质蛋白质“装配机器装配机器”)中心体中心体动物动物细胞、细胞、低等低等植物植物细胞细胞与细胞有丝分裂有关与细胞有丝分裂有关续表续表252.细胞器的分类细胞器的分类分分布布一一动植物都有的细胞器动植物都有的细胞器高尔基体、线粒体、核高尔基体、线粒体、核糖体、内质网糖体、内质网植物细胞特有的细胞植物细胞特有的细胞器器质体质体(叶绿体、白

14、色体叶绿体、白色体)动物和低等植物细胞动物和低等植物细胞特有的细胞器特有的细胞器中心体中心体26分分布布二二主要存在于动主要存在于动物细胞中的细物细胞中的细胞器胞器中心体、溶酶体中心体、溶酶体动、植物都有动、植物都有但功能不同的但功能不同的细胞器细胞器高尔基体高尔基体(在植物细胞中高尔基在植物细胞中高尔基体与细胞分裂中细胞壁的形成体与细胞分裂中细胞壁的形成有关；动物细胞中的高尔基体有关；动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关与细胞分泌物的形成有关)分布最广泛的分布最广泛的细胞器细胞器核糖体核糖体(真、原核细胞真、原核细胞)27结结构构不具膜结构的细胞器不具膜结构的细胞器核糖体、中心体核糖体

15、、中心体具单层膜的细胞器具单层膜的细胞器内质网、高尔基体、液内质网、高尔基体、液泡、溶酶体泡、溶酶体具双层膜的细胞器具双层膜的细胞器叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体光学显微镜下可见的光学显微镜下可见的细胞器细胞器线粒体、叶绿体、液泡线粒体、叶绿体、液泡28成成分分含有含有DNA的细胞器的细胞器线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体(都有半都有半自主性自主性)含有含有RNA的细胞器的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体含色素的细胞器含色素的细胞器叶绿体、液泡叶绿体、液泡29功功能能能产生水的能产生水的细胞器细胞器线粒体线粒体(有氧呼吸的第三阶段有氧呼吸的第三阶段)、核糖、核糖体体(脱水缩合脱水缩

16、合)、叶绿体、叶绿体(暗反应暗反应)、高尔、高尔基体基体(形成细胞壁合成多糖时形成细胞壁合成多糖时)能产生能产生ATP的细胞器的细胞器线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体能复制的细能复制的细胞器胞器线粒体、叶绿体、中心体线粒体、叶绿体、中心体能合成有机能合成有机物的细胞器物的细胞器内质网、叶绿体、核糖体、高尔内质网、叶绿体、核糖体、高尔基体基体30功功能能与有丝分裂有关的与有丝分裂有关的细胞器细胞器核糖体、线粒体、中心体、核糖体、线粒体、中心体、高尔基体高尔基体与蛋白质合成加工与蛋白质合成加工有关的细胞器有关的细胞器核糖体核糖体(合成合成)、内质网、内质网(加加工、运输工、运输)、高尔基体、高尔基体(

17、加工、加工、分泌分泌)、线粒体、线粒体(供能供能)能发生碱基互补配能发生碱基互补配对行为的细胞器对行为的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体31 原核细胞与真核细胞、动物细胞原核细胞与真核细胞、动物细胞与植物细胞的比较与植物细胞的比较1.原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较要点要点3 3细胞细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞大小细胞大小较小较小较大较大细胞壁细胞壁有，细菌细胞壁主要有，细菌细胞壁主要成分是糖类和蛋白质成分是糖类和蛋白质植物细胞有，植物细胞有，主要成分是纤主要成分是纤维素和果胶维素和果胶32细胞细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞质细胞质有核糖

18、体，无其他有核糖体，无其他细胞器细胞器有核糖体和其他细有核糖体和其他细胞器胞器细胞核细胞核无以核膜为界线的无以核膜为界线的细胞核；无染色体细胞核；无染色体(质质)有以核膜为界线的有以核膜为界线的真正的细胞核；有真正的细胞核；有染色体染色体(质质)生物举例生物举例细菌、蓝藻、放线细菌、蓝藻、放线菌、支原体菌、支原体动物、植物、真菌动物、植物、真菌联系联系(统一性统一性)都有细胞膜和细胞质；都有遗传物质都有细胞膜和细胞质；都有遗传物质DNA332.动物细胞、植物细胞结构的比较动物细胞、植物细胞结构的比较项目项目动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞不同点不同点无细胞壁、叶绿体，无细胞壁、叶绿体，有中心体

19、；有些低有中心体；有些低等动物有液泡等动物有液泡有细胞壁、叶绿体、有细胞壁、叶绿体、液泡；中心体见于低液泡；中心体见于低等植物细胞中等植物细胞中相同点相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核；细胞质中都有细胞膜、细胞质、细胞核；细胞质中都有线粒体、内质网、核糖体、高尔基体都有线粒体、内质网、核糖体、高尔基体等细胞器等细胞器343.细胞结构图像的辨别细胞结构图像的辨别(1)显微、亚显微结构图像的判断显微、亚显微结构图像的判断表示出细胞器的结构，则为电子显表示出细胞器的结构，则为电子显微镜下的亚显微结构图微镜下的亚显微结构图未表示出细胞器的结构，则为普通未表示出细胞器的结构，则为普通光学显微镜下的显微结构

20、图光学显微镜下的显微结构图图像中图像中35(2)真核细胞、原核细胞图像的判断真核细胞、原核细胞图像的判断有核膜有核膜(或有核膜围成的真正细胞或有核膜围成的真正细胞核核)，则为真核细胞，则为真核细胞无核膜无核膜(或无核膜围成的真正细胞或无核膜围成的真正细胞核核)，则为原核细胞，则为原核细胞图像中图像中36(3)动、植物细胞图像的判断动、植物细胞图像的判断有中心体有中心体图像中图像中无中心体，有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体，有细胞壁、叶绿体、液泡，则为高等植物细胞图则为高等植物细胞图无细胞壁、叶绿体、液泡，无细胞壁、叶绿体、液泡，则为动物细胞图则为动物细胞图有细胞壁、叶绿体、液泡，有细胞壁、叶绿

21、体、液泡，则为低等植物细胞图则为低等植物细胞图37 细胞是一个统一整体细胞是一个统一整体细胞是一个有机的统一整体，可从以细胞是一个有机的统一整体，可从以下四个方面理解：下四个方面理解：(1)从结构上看从结构上看：细胞的各个组成部：细胞的各个组成部分是相互联系的。如内质网膜与核膜、细分是相互联系的。如内质网膜与核膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接构成细胞内胞膜、高尔基体膜等互相连接构成细胞内的的“生物膜系统生物膜系统”；细胞质和细胞核的存；细胞质和细胞核的存在是缺一不可的，去掉细胞核的细胞由于在是缺一不可的，去掉细胞核的细胞由于去核较长时间后，去核较长时间后，要点要点4 438 细胞质内将不再合成

22、蛋白质类物质，细胞质内将不再合成蛋白质类物质，所以寿命短促，需不断更新，如哺乳动所以寿命短促，需不断更新，如哺乳动物的成熟红细胞。物的成熟红细胞。大量科学实验证明：凡是无核的细大量科学实验证明：凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，终将死亡。胞，既不能生长也不能分裂，终将死亡。例如变形虫的切割实验，人工去核后，例如变形虫的切割实验，人工去核后，变形虫新陈代谢减弱，只能存活很短的变形虫新陈代谢减弱，只能存活很短的时间。这也表明：只有细胞核而没有细时间。这也表明：只有细胞核而没有细胞质的细胞是不存在的。胞质的细胞是不存在的。39(2)从功能上看从功能上看：细胞的不同结构虽：细胞的不同结构虽具不同生

23、理功能，但却是协调合作的，具不同生理功能，但却是协调合作的，共同完成细胞的各项生命活动。如线粒共同完成细胞的各项生命活动。如线粒体能为其他结构的代谢提供能量；核糖体能为其他结构的代谢提供能量；核糖体能为其他结构的构成或代谢提供蛋白体能为其他结构的构成或代谢提供蛋白质或酶；分泌蛋白由核糖体合成、线粒质或酶；分泌蛋白由核糖体合成、线粒体供能、内质网运输、高尔基体加工、体供能、内质网运输、高尔基体加工、细胞膜分泌协调完成。细胞膜分泌协调完成。40(3)从调控上看从调控上看：细胞核是代谢的调：细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的控中心。细胞核内的DNA通过控制细胞通过控制细胞质中物质质中物质(如蛋白质如

24、蛋白质)的合成从而调控细胞的合成从而调控细胞内的生命活动。同时细胞质为细胞核的生内的生命活动。同时细胞质为细胞核的生命活动提供能量和营养，从而能保证使细命活动提供能量和营养，从而能保证使细胞成为一个统一的整体。胞成为一个统一的整体。41(4)从与外界的关系上看从与外界的关系上看，细胞的整，细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而与外界胞进行物质交换和能量转换，而与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换。行物质交换和能量转换。42(2010全国新课标全国新课标)下列有关细胞的下列

25、有关细胞的叙述，正确的是叙述，正确的是()A病毒是一类具有细胞结构的生物病毒是一类具有细胞结构的生物B蓝藻细胞具有细胞核且蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环分子呈环状状C人体所有细胞的细胞周期持续时间相人体所有细胞的细胞周期持续时间相同同D内质网膜和高尔基体膜都具有流动性内质网膜和高尔基体膜都具有流动性例例1 143本题考查细胞的结构和功能。病本题考查细胞的结构和功能。病毒是非细胞生物，毒是非细胞生物，A错；蓝藻为原核错；蓝藻为原核生物，细胞内没有成形的细胞核，生物，细胞内没有成形的细胞核，B错；不同细胞的细胞周期不同，只有错；不同细胞的细胞周期不同，只有连续分裂的细胞才有细胞周期，连续分裂的细胞才有细胞周期，C错；错；生物膜都具有一定的流动性，生物膜都具有一定的流动性，D对。对。 答案：答案：D解析解析44(2011江苏江苏)关于人体细胞结构和功关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是能的叙述，正确的是( )A在细胞核内在细胞核内RNA能够传递和表达遗传能够传递和表达遗传信息信息B核糖体是蛋白质合成和加工的主要场核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所所C线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜外膜