细胞的结构和功能

学习目标1.说出细胞的基本结构。2.简述细胞膜的化学组成和结构特点。5.简述细胞核的主要结构和功能3.说出细胞膜物质交换的主要方式和特点。4.说出各种细胞器的主要功能。7.解释单位膜、主动运输、染色质、染色体的概念。6.说出染色体和染色质的化学组成。细胞的基本结构有：细胞膜、细胞质和细胞核：一、细胞膜

（一）细胞膜的概念生物膜：细胞的所有膜的统称。细胞膜：把细胞质包被起来的一层薄膜，又称为质膜。单位膜：在电镜下观察细胞膜的切面，可以看到有内外两层深色的致密层和中间一层浅色的疏松层，一般把具有这三层结构的膜称为单位膜。

（二）细胞膜的化学成分细胞膜的主要化学成分是类脂和蛋白质，此外还有少量糖类。不同种类的细胞，其细胞膜的各种成分，特别是类脂和蛋白质的比例有所差异。类脂分子蛋白质糖蛋白（三）细胞膜的结构

1、液态镶嵌模型学说：类脂分子：由类脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，每层类脂分子的排列都很整齐：每个类脂分子亲水性的头端都向着膜的内外两侧；疏水性的尾端都向着膜的中央。蛋白质分子：膜上的蛋白质分子多为球形蛋白，它们有的嵌入类脂双分子层中，称为镶嵌蛋白质，有的附着在类脂双分子层的表面，称为周围蛋白质。糖类：糖类的含量较少，它们主要与细胞膜外表面的蛋白质结合为糖蛋白，或与类脂结合为糖脂。伸展在细胞膜外表面的糖蛋白、糖脂，称为细胞外被。2、细胞膜的特性：不对称性：由于细胞膜的各种化学成分在膜上的分布不均匀，导致了膜内外两侧的结构和功能的不对称，这称为膜的不对称性。流动性：在一般体温条件下类脂分子是呈液态的，能在同一分子层内作横向运动，同时蛋白质分子也可以在类脂双分子层中移动，故细胞膜具有流动性。

细胞膜的主要特性有不对称性和流动性膜外膜膜内（四）细胞膜的功能

细胞膜物质交换的主要方式有：1、单纯扩散物质依靠膜两侧的浓度差，不消耗细胞的代谢能，也不需要膜上蛋白的帮助，由高浓度的一侧向低浓度的一侧运输的过程称为单纯扩散(图3-)。气体分子和脂溶性小分子物质主要通过这种方式扩散，例如Ｏ２、ＣＯ２和临床上使用的麻醉剂乙醚、氯仿等物质的运输。（四）细胞膜的功能

2、易化扩散

非脂溶性物质在细胞膜上一些特殊蛋白质的帮助下（如同把货物装在船上一样），由高浓度的一侧向低浓度的一侧运输的过程称为易化扩散(图3-)。如葡萄糖、氨基酸、Ｎa+、Ｋ+等的运输。膜外膜膜内（四）细胞膜的功能

3、主动运输细胞通过消耗能量，在膜上特殊蛋白质的帮助下，主动将某种物质由低浓度一侧向高浓度一侧运输的过程称为主动运输。ATP膜外膜膜内

这种方式是人体最重要的物质运输方式，对于维持细胞的生命活动具有十分重要的作用。例如，人的神经细胞在正常时，膜内Ｋ+的浓度约为膜外的30倍，而膜外Ｎa+的浓度约为膜内的12倍。这种离子浓度差的维持，要依靠细胞膜上普遍存在的钠－钾“泵”（一种特殊蛋白质分子）通过主动运输来实现。（四）细胞膜的功能

4、胞吞和胞吐作用大分子或物质团块则通过胞吞作用和胞吐作用进出细胞。（1）胞吞作用是指细胞通过消耗能量把大分子物质或物质团块从细胞外吞入细胞内的过程。如侵入人体内的细菌、病毒、异物、大分子营养物质等。（2）胞吐作用是指细胞通过消耗能量把大分子物质或物质团块从细胞内排出细胞外的过程。胞吐作用主要见于细胞的分泌活动，如细胞分泌激素、酶类等。二、细胞质细胞质包括细胞基质和细胞器。细胞基质是细胞内呈液态的部分。细胞器是细胞质中具有一定化学组成、形态结构和特殊功能的小结构，主要有线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体等。细胞器线粒体内质网核糖体高尔基体溶酶体中心体(一)线粒体1.结构:是由双层单位膜围成的封闭的囊状结构外膜：平滑内膜：向内折叠形成嵴基粒：附着内膜上的球状小体线粒体内含有多种参与生物氧化的酶系

基粒2.功能：细胞内能源物质氧化分解的场所，是细胞的供能中心，比喻为细胞的“动力工厂”。(二)内质网1、结构：内质网是由一层单位膜构成的扁平囊状、管状或泡状结构特点：其管道互相连通，纵横交织成网状，其膜可以与核膜的外膜相通，也可以与细胞膜相连通。(二)内质网粗面内质网：2、分类与功能

指表面附着核糖体的内质网。其上附着的核糖体，是蛋白质合成的场所，它主要合成外输性蛋白质，这些蛋白质合成后进入到粗面内质网的管道，经管道运输到高尔基复合体。指表面光滑、无核糖体附着的内质网。它的主要功能是合成脂质和胆固醇等物质。滑面内质网：（三）高尔基复合体1、结构:是由一层单位膜构成的圆盘状结构扁平囊小囊泡大囊泡结构特点：三个部分并不是固定不变的，而是处于不断形成、不断更新的动态变化中：由粗面内质网形成小囊泡，小囊泡不断并入扁平囊，扁平囊不断形成大囊泡，大囊泡不断脱离形成分泌泡。（三）高尔基复合体2、功能：高尔基复合体的主要功能是在细胞的分泌活动中起主要作用，它对外输性蛋白质等分泌物进行加工、包装、运输，并分泌到细胞外。显微镜下的高尔基复合体（四）核糖体

1、结构：核糖体是由rRNA和蛋白质组成的椭圆形小体，由大、小两个亚基构成，属于非膜性结构。

2、种类游离核糖体（附着在粗面内质网上）（游离在细胞质基质中）3、功能：细胞内合成蛋白质的场所。固着核糖体固着核糖体（五）溶酶体1、结构：溶酶体是由一层单位膜围成的球形囊状结构，内含多种水解酶。（五）溶酶体2、功能：

溶酶体与疾病有密切的关系，溶酶体受损或其某些酶的缺乏会引起一些相应的疾病。矽肺是一种职业病，它是由于肺部细胞吸入过多的矽尘（SiO２），将溶酶体的膜破坏，溶酶体中的水解酶进入细胞质中将细胞自身杀死，而死亡细胞释放的矽尘又对其它细胞产生同样的破坏作用，从而使肺的功能受损形成矽肺。（1）自溶作用指溶酶体对细胞自身结构的消化和分解作用，如溶酶体对细胞中衰老细胞器的分解。（2）异溶作用指溶酶体对从细胞外进入细胞内的物质的消化分解作用，如溶酶体对被细胞吞噬的有害异物和病菌的分解。（六）中心体1、结构：中心体是位于细胞核附近的一种非膜相结构，它由2个相互垂直的中心粒和周围比较致密的细胞质基质即中心球共同构成。2、功能：主要与细胞分裂和运动有关。

中心粒切面图（七）细胞骨架1、结构：由微管、微丝和中间纤维等纤维状蛋白交织构成的网状结构。2、功能：细胞骨架对维持细胞的形状、细胞器的定位和细胞的运动等具有重要有作用。三、细胞核结构核膜核仁核基质染色质和染色体（一）核膜1、结构：核膜是包围在核表面的膜，由两层单位膜构成。外膜的外表面上附着有核糖体，某些部位的外膜与粗面内质网相连。核膜上分布有核孔。

2、功能：核膜的主要功能是保护核内物质，并使核物质能在特定的区域内执行它的功能而不受干扰；同时控制着核与细胞质之间的物质交换。（二）核仁1、结构：核仁是一个表面无膜的海绵球状结构，主要成分是蛋白质和RNA，还有少量的DNA。它在有丝分裂期消失，在新的细胞核形成后又重新出现。2、功能：核仁的主要功能是合成rRNA，并与核糖体的形成有关。核仁的大小与该细胞合成蛋白质的旺盛程度有明显的关系。核仁（三）染色质与染色体1、染色质（1）定义：在间期细胞核内易被碱性染料染色的细丝状物质常染色质：结构疏松，染色较浅，功能活跃，进行着DNA的复制和RNA的合成。（3）种类：

（2）主要成分：DNA和组蛋白异染色质：卷曲紧密，染色较深，功能不活跃，处于抑制状态，常靠近核的边缘。

1、染色质（4）基本单位：核小体每个核小体由颗粒部和连接部组成，颗粒部由一段DNA链在八聚体（由8个组蛋白分子聚合而成）表面缠绕1.75圈而成，连接部是颗粒部外围DNA分子的延伸部分，它把相邻的两个核小体连接起来，在连接部结合着一个组蛋白分子核小体结构要点：2、染色体定义：在细胞有丝分裂时，染色质纤丝高度螺旋化，形成具有特定形态结构的染色体。

染色体的形态和数目有种的特异性。如人的细胞染色体数为46条；水稻24条；玉米20条；豌豆14条；狗的78条；马是64条、兔的是44条等。染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种表现形式。(如水和冰一样)

每种生物细胞中的染色体数目是恒定的。如人类体细胞有46条染色体，即23对。如果染色体数目发生异常，则会引起相应的染色体病，例如21三体综合征（先天愚型）就是一种常见的常染色体病，这种患者的体细胞有47条染色体，比正常人多了一条21号染色体，其核型为47，XX（XY）+21。DNA、染色质与染色体之间的关系（四）核基质

核基质又称为核液，是液态胶体状物质，它的化学成分与细胞质基质相似。细胞核的主要功能是遗传信息贮存和复制的场所，通过遗传信息的转录和翻译指导和控制蛋白质的合成，从而控制着细胞的代谢、生长、分化和繁殖等活动。小结细胞的基本结构包括细胞膜、细胞质和细胞核三个部分。细胞膜由类脂双分子层构成膜的骨架，各种蛋白质镶嵌其中或附在表面。细胞膜对物质运输的主要方式有单纯扩散、易化扩散、主动运输和胞吞胞吐作用。细胞质中具有一定的化学组成、形态结构和特殊功能的小结构称为细胞器。线粒体常被喻为细胞的“动力工厂”，是细胞的供能中心。粗面内质网合成和运输外输性蛋白质，滑面内质网与脂质和胆固醇等物质的合成有关。高尔基复合体主要对分泌物进行合成、加工、运输等。溶酶体能消化分解细胞衰老结构和一些外来物质，对细胞起营养和保护作用。核糖体是细胞内蛋白质合成的场所。中心体与细胞分裂及运动有关。细胞核是细胞内一个极其重要的结构，染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种表现形式，主要成份是ＤＮＡ和组蛋白。

目标检测一、A1型题（以下每一道题下面有A、B、C、D、E五个备选答案。请从中选择一个最佳答案）１、构成细胞膜的主要骨架成分是：（）A．蛋白质B．糖类C．类脂分子D．DNAE．RNA

2、组成染色质和染色体的主要物质是:（）A．DNA和RNAB．蛋白质和DNAC．蛋白质和RNAD．DNA和脂类E．DNA和糖类3、染色质和染色体的关系是：（）A．两种物质不同时期的两种表现B．两种物质同一时期的两种表现C．同种物质不同时期的两种表现D．同种物质同一时期的两种表现E．两种物质不同时期的同种表现CBCBECE二、B1型题（从每组考题共同使用的备选答案中选择一个与问题密切相关的答案，每个备选答案可能被选择一次，多次或不被选择）A.单纯扩散B.易化扩散C.主动运输D.胞吞作用E.胞吐作用1、人体最重要的物质运输方式是:（）2、病菌侵入细胞的方式是:（）

3、分泌酶分泌到细胞外的方式是:（）

4、细胞膜对Ｏ２的运输方式是:（）5、小肠上皮细胞含有大量的线粒体，与这一结构特征相适应的细胞膜功能是:（）6、直接影响蛋白质合成的药物，具体影响的细胞器是:()7、体液中的Ｋ+进入神经细胞内与下列哪种细胞器关系最密切:()8、与形成矽肺密切相关的细胞器是:()A．内质网B．线粒体C．溶酶体D．高尔基复合体E．核糖体CDAC三、X型题（以下每一题下面有A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选择备选答案中所有正确答案）1、与唾液淀粉酶的合成、运输、分泌有直接关系的细胞器有()A．核糖体B．线粒体C．内质网D．高尔基复合体