生命的结构基础讲义

1、教学目的1、理解细胞膜的功能，明确结构与功能的相关性；2、了解细胞壁的结构和功能； 3、理解几种细胞器的结构和功能；4、理解细胞器之间的协调配合，共同完成生命活动；5、理解细胞核的功能，明确细胞核在控制细胞代谢和遗传中的作用；教学内容同步知识梳理知识点1：一、细胞膜的结构1、 主要成分磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架（大多数为卵磷脂和脑磷脂）脂质：主要是磷脂和胆固醇 （占50%） 胆固醇横插在磷脂分子之间，调节动物细胞膜的流动性 蛋白质：承担细胞膜的功能，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 （占40%）糖类：（占2%10%）通常与脂质或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白，糖蛋白具有保护（胃

2、粘膜上皮细胞的保护作用）、润滑（呼吸道上皮细胞的润滑）和识别（卵细胞膜表面对同物种精子的识别、红细胞膜上的血型决定、人体免疫细胞识别外来侵入物）的作用。 细胞膜结构模式图2、生物功能 将细胞与外界环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定。（通过蛋白质如载体蛋白的功能）控制物质进出细胞。进行细胞间的信息交流。模式图示特点及举例依靠“信息分子”间接实现“内分泌细胞”与“靶细胞”间信息交流。细胞分泌的化学物质（如激素），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。（突触前膜释放递质，将信息传递至突触后膜也属此类）。两相邻细胞依靠“膜接触”直接实现信息传递相邻两个细胞的细胞膜

3、接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子与卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞之间的识别与结合。两相邻细胞间先形成通道，携带信息的物质经通道进入另一细胞高等植物细胞间通过“胞间连丝”相互连接实现信息交流。3、制备细胞膜的方法 动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水涨破。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种具有膜结构的细胞器，易得到不掺杂细胞内膜系统繁荣纯净的细胞膜。细胞内的物质有一定的浓度，将细胞放到蒸馏水中，细胞会吸水涨破，细胞内的物质就会流出，从而得到细胞膜。二、物质通过细胞膜的方式1、被动运输和主动运输2、胞吞和胞吐 与膜上蛋白

4、质结合过程：大分子物质 囊泡 大分子物质进入或排出细胞细胞膜内陷或外凸、分离特点：将物质从胞外运送到胞内或从胞内到胞外，不需要载体，需要消耗能量。举例：胞吞如吞噬细胞吞噬抗原，胞吐如胰岛素、消化酶、抗体的分泌。3、影响物质跨膜运输的因素载体数量、物质浓度对物质跨膜运输的影响A图:自由扩散的扩散速率与细胞内外物质浓度差成正比。B图：协助扩散需要再提协助，但不需要消耗能量，动力来自细胞内外浓度差，因此，在一定浓度范围内，其运 输速率岁物质浓度差的增大而增大；但由于受细胞膜上载体数量的限制，当载体达到饱和时，其运输速率不再随物质浓度差的增大而变化。C图：主动运输需要载体和消耗能量。限制主动运输速率的

5、因素有两方面：内因是载体的数量，外因是氧气含量、温度、pH等影响呼吸作用强度的因素（主动运输不一定是逆浓度梯度运输，即逆浓度不是主动运输的本质特征，只不过大部分时候我们所看到的逆浓度运输都是主动运输，主动运输可以进行逆浓度梯度运输，这是它的一个特点，并不是它只能进行逆浓度梯度运输）。 氧气浓度和呼吸作用强度对物质跨膜运输的影响自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，因此其运输速率与氧浓度和呼吸作用强度无关。有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此，氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量，故图B中曲线的起点不在原点。三、细胞的吸水和失水1、渗透作用概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度

6、溶液向高浓度溶液的扩散称为渗透作用。一个完整的渗透系统由两个溶液体系（具有浓度差）以及两者中间的半透膜组成。现象：蔗糖溶液浓度清水浓度，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数由蔗糖溶液进入清水的水分子数，表现为液面上升。液面上升到一定高度后不再上升，水分子运动达到动态平衡（此时不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等）。2、植物细胞的吸水与失水原生质层：细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质合称为原生质层，相当于一层选择性透过膜。细胞液内有很多溶解于水的物质，具有一定的浓度，且细胞液与外界溶液存在浓度差。3、动物细胞的吸水与失水细胞膜相当于半透膜。细胞液与外界溶液存在浓度差。4、细胞吸水和

7、失水原理的应用对农作物合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于细胞对水分的吸收。盐碱地中植物不易存活或一次施肥过多造成的“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞的细胞液浓度，导致根不易吸水甚至失水。糖渍或盐渍食品不易变质的原因是食品的外面和内部是浓度很高的溶液，微生物不能再其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。5、实验：探究植物细胞的吸水和失水原理原生质层伸缩性比细胞壁的伸缩性大；细胞液浓度外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离；细胞液浓度外界溶液浓度，细胞吸水膨胀，质壁分离的复原。步骤及现象注意事项紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的液泡较大，细胞液中有紫色的

8、花青素，在显微镜下较易观察，是最佳的实验材料。选材必须是活细胞，死细胞不会出现质壁分离及复原现象。试剂选择以不伤害细胞为原则，常用的试剂是质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液。若用质量浓度为0.5g/ml的蔗糖溶液做试剂，会导致细胞质壁分离时因失水过多而死亡。实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，防止细胞因长期处于失水状态而死亡。将植物细胞置葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素溶液中，会先发生质壁分离现象，后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会再吸水引起质壁分离后的自动复原。应用判断成熟植物细胞是否是活细胞； 测定细胞液浓度范围； 镜检待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗

9、糖溶液 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度； 镜检不同成熟植物细胞+不同种类溶液 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之，细胞液浓度越大。鉴别不同种类的溶液（如KNO3能造成质壁分离后的复原，而蔗糖溶液只造成植物的质壁分离）。四、生物膜的流动镶嵌模型1、内容 生物膜主要由脂质和蛋白质组成；磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以覆盖、镶嵌、贯穿三种方式和磷脂双分子层练习，大多数可以运动。2、生物膜的流动性和选择透过性知识点2：一、细胞壁1、主要成分植物：纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶去壁。 真菌：几丁质

10、，可用几丁质酶去壁。细菌：肽聚糖，青霉素可抑制细菌细胞壁的形成。2、主要功能：细胞壁具有较坚韧的支撑性，对细胞起支架作用，可以维持细胞正常形态，同时保护细胞的内部结构。3、特性：细胞膜对细胞内外的物质具有选择透过性，而细胞壁具有全透性。二、细胞核1、结构核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开，外膜上附着有许多核糖体，常与内质网相连。核膜是选择透过性膜，能够控制一些小分子和离子进出细胞核。核孔：是大分子物质进出细胞核的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。核孔数量与细胞代谢有关，代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量较多。核仁：在细胞周期中呈周期性变化，与rRNA的合成以及核糖体的形成有

11、关。核仁大小与细胞代谢有关，代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核仁较大。染色质：由DNA和蛋白质组成。染色质和染色体是不同时期的同种物质。 高度螺旋化、变短、变粗 染色质（间期、末期） 染色体（前、中后期） 解螺旋成细丝状2、功能细胞核是遗传信息库。是DNA储存和复制的主要场所，DNA携带遗传信息并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传的连续性。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，是细胞生长、发育、分裂增殖的调控中心。细胞核控制物质合成、能量转换和信息交流，是生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA通过控制蛋白质的合成，进而控制生物的性状。三、细胞器1、常见的种类线粒体 分布：所有真核生物的活细胞中。结

12、构：由双层膜包被，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，增大了酶的附着面积，基质中含有许多呼吸酶。功能：有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需能量的95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。叶绿体分布：植物细胞绿色部分。结构：由双层膜包被，含有基粒和基质，基粒由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上有色素、酶等，基质中也含有与 光合作用有关的酶。功能：光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”。内质网分布：绝大多数动植物细胞中，外连细胞膜，内接核膜。结构：由单层膜构成的囊状、泡状或管状结构。分类：粗面内质网（有核糖体附着）和滑面内质网（无核糖体附着）。功能：内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附着着多种酶，为细胞内各

13、种化学反应的正常进行提供了条件；粗面内质网参与蛋白质的合成（如分泌蛋白、膜镶嵌蛋白以及其它可溶性蛋白如激素、抗体）与运输；滑面内质网与糖原、脂质的合成有关。高尔基体分布：动植物细胞中。结构：由数层扁平膜囊堆而成的单层膜结构。功能：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装的“车间”及“发送站”；在植物细胞分裂时，在植物细胞壁的形成有关。溶酶体分布：动植物细胞中。结构：单层膜结构，内含多种水解酶。功能：是细胞内的“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。液泡分布：植物细胞中。结构：单层膜结构，膜内充满细胞液，细胞液中储存多种物质。功能：与细胞渗透调节有关；使植物细胞保持坚

14、挺。核糖体分布：动植物细胞中。结构：无膜细胞器，主要成分是蛋白质和rRNA。功能：附着在内质网或核外膜的核糖体与分泌蛋白的合成有关；游离在细胞质基质中的核糖体，与胞内蛋白的合成有关。中心体分布：动物细胞和低等植物细胞中。结构：无膜细胞器，有两个相互垂直的中心粒组成。功能：在细胞有丝分裂时与纺锤体的形成有关。2、细胞器的归类分析从分布上分析：植物细胞特有叶绿体、液泡； 动物细胞和低等植物细胞特有中心体； 原核细胞与真核细胞共有核糖体。从结构上分析：无膜细胞器核糖体、中心体；单层膜细胞器内质网、液泡、高尔基体、溶酶体；双层膜细胞器线粒体、叶绿体。从成分上分析：含DNA细胞器线粒体、叶绿体；含RNA

15、细胞器线粒体、叶绿体、核糖体；含色素细胞器液泡。从功能上分析：发生碱基互补配对的细胞器：线粒体（自身DNA复制、转录和翻译）；叶绿体（自身DNA复制、转录和翻译）； 核糖体（翻译）。与细胞分裂有关的细胞器：核糖体（进行蛋白质的合成）；中心体（形成纺锤体）；线粒体（提供能量）；高尔基体（与植物细胞壁的形成有关）。在代谢过程中能产生水的细胞器：线粒体（有氧呼吸第三阶段）；叶绿体（光合作用暗反应阶段）；核糖体（氨基酸脱水缩合）；高尔基体（植物细胞中合成多种多糖）。3、细胞器之间的协调配合（以分泌蛋白的形成与分泌过程为例）多肽在核糖体上合成，空间结构在内质网上形成，成熟蛋白质在高尔基体中形成。运输方向

16、：核糖体内质网高尔基体细胞膜。分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性特点。分泌过程中，内质网以囊泡形式将蛋白质送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加，高尔基体又以囊泡形式将蛋白质送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减小。即分泌前后，膜面积减小的是内质网，膜面积基本不变的是高尔基体，膜面积增大的是细胞膜。4、生物膜系统 概念：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。 结构联系： 高尔基体膜与内质网膜之间、高尔基体膜与细胞膜之间通过囊泡相互转化；内质网膜与外层核膜、细胞膜之间可直接连接。 功能细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，同时在

17、细胞与外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动的高效、有序进行。知识点3：1、原核细胞和真核细胞的比较2、常见原核生物和真核生物的判断“菌”类的判断：凡 “菌”字前有“杆”字（乳酸杆菌）、“球”字（链球菌）、“螺旋”字（幽门螺旋菌）及“弧”字（霍乱弧菌）的都是细菌，为原核生物；而酵母菌、霉菌及食用菌则为真核生物。“藻”类的判断：常见的藻类有蓝藻（如念珠藻、颤藻、发

18、菜等）、红藻（如紫菜、石花菜等）、褐藻（如海带、裙带菜等）、绿藻（如衣藻、水绵、小球藻、团藻等）。其中蓝藻为原核生物，其它藻类为真核生物。知识点4：1、病毒的形态和结构 病毒是一类非细胞结构的生物体，一般在电子显微镜下才能看到。病毒的基本特征：a、形体极其微小 b、无细胞结构 c、主要成分是核酸和蛋白质 d、每一种病毒只有一种核酸，DNA或RNA； e、营寄生生活； f、对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感病毒。病毒的基本结构：裸露病毒和包膜病毒。2、病毒的分类 DNA病毒：乙型肝炎病毒，腺病毒根据遗传物质 RNA病毒：SARS病毒、流行性感冒病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒 逆转录病毒：艾滋病毒H

19、IV（在自身逆转录酶的作用下，以病毒RNA为模板合成DNA，后者整合到宿主细胞基因组DNA上，然后转录出病毒RNA，并以该RNA为模板在细胞质中合成病毒蛋白质）（主要感染T淋巴细胞，引起免疫系统崩溃） 植物病毒：烟草花叶病毒根据宿主不同 动物病毒：禽流感病毒 细菌病毒：T4噬菌体病毒基础演练1.下列哪一项不是细胞间信息交流的方式（ ）A细胞膜控制物质进出细胞 B精子和卵细胞通过相互接触完成受精作用C胰高血糖素通过血液运输作用于组织细胞D高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接2.下列关于细胞膜的组成和功能的叙述，错误的是（ ）A动物细胞膜有保护作用B细胞膜能将细胞与外界环境分隔开C细胞膜都含有磷脂

20、、蛋白质、胆固醇、少量糖类D细胞膜能够完成信息交流3细胞的生物膜系统指的是( )由细胞膜、核膜以及由膜围成的细胞器形成的统一的系统B由内质网、高尔基体和核膜形成的具有特定功能的结构C全部的细胞膜D细胞膜和核膜4细胞膜的组成成分中，一般不含（ ）A磷脂B核酸C蛋白质D糖类5下列不属于细胞膜成分的是（ ）A.磷脂B蛋白质C.胆固醇D.纤维素6关于“用高倍显微镜观察线粒体”实验的叙述，错误的是（ ）A健那绿是一种活体染色剂 B线粒体被健那绿染成蓝绿色C可观察到线粒体的双层膜结构D可用口腔上皮细胞做实验材料7.下列关于显微镜的叙述错误的是（ ）显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的积B显微镜

21、的放大倍数指的是面积的放大倍数C显微镜下所成的像与实物相比是倒置的D要将视野右下方的观察目标移至视野中央，应将装片向右下方移8原核细胞和真核细胞最明显的区别在于（ ）有无细胞质B有无核物质C有无核膜D有无细胞膜9下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（ ）有内质网的细胞不一定是真核细胞B有高尔基体的细胞不一定具有分泌功能C有线粒体的细胞不能进行无氧呼吸D有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白10在胰岛细胞中与合成和分泌胰岛素有关的一组细胞器是（ ）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内质网、核糖体、高尔基体、线粒体D内质网、核糖体、高尔基体、中心体识图作答。（题中填

22、写图内指示结构的数字）（1）如图是细胞的亚显微结构模式图，该细胞是_细胞，作出此判断的依据是此细胞具有_、_、_。(2)细胞进行生命活动所需要的能量主要是由_供给，该结构的主要功能是进行_，该生理功能消耗的主要能源物质是_。（3）动物细胞也含有图中的细胞器是_（填标号）,在洋葱根尖分生区细胞中含有的细胞器是_（填标号）走进高考一、选择题1(2013北京理综)下列真核细胞结构与成分，对应有误的是( )A细胞膜：脂质、蛋白质、糖类 B染色体：核糖核酸、蛋白质C核糖体：蛋白质、核糖核酸 D细胞骨架：蛋白质2(2013天津理综)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是( )A蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁

23、分离 B抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩(2012广东卷)有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是( )A膜载体蛋白的合成不需要ATPB葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白B葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白C线粒体外膜与内膜的主要功能不同D变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2011海南卷)关于动物细胞膜的叙述，错误的是( )A细胞膜含有糖脂和糖蛋白 B细胞融合与细胞膜的流动性有关CATP为CO2分子通过细胞膜提供能量 D细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的5(2010山东卷)下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是( )A生物膜的特定功能主要由膜蛋

24、白决定B构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇C有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行 D核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成6(2010安徽卷)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是( ) A肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 B细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 C线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶 D核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出7(2010全国卷)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是( )A胰岛B细胞分泌胰岛素 B吞噬细胞对抗原的摄取CmRNA与游离核糖体的结合 D植物体细胞杂交中原生质体融合8(2011江苏卷)关于人体细胞结构和功能的

25、叙述，正确的是( )A在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息B核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所 C线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜 D高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关9.在电子显微镜下，蓝藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是（ ）A.细胞核 B.核糖体 C.叶绿体 D.溶酶体将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液数分钟后，结果如图1所示，紫色分部的区域和影响色素分布的结构分别是（ ）A.和细胞膜B.和细胞膜、液泡膜C.和细胞膜、液泡膜D.和细胞膜、液泡膜、细胞壁11紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离，下列条件中属于发生该现象必要条件的是（ ）A细胞壁的伸缩性小于原生质层B细胞膜外侧有识别水分子的受体C液泡中有紫色的水溶性色素D水分子不能穿过原生质层进入液泡12.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于（ ）A细胞内的氧浓度 B细胞膜外的糖蛋白数量 C细胞膜上相应载体的数量 D细胞内外葡萄糖浓度差值二、非选择题13(2013江苏单科)如下图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图，请回答下列问题：(1)内质网上合成的蛋白质不能穿过_进入细胞核，表明这种转