第3章细胞的基本结构
考纲要求：
1.细胞膜的成分：
①细胞膜主要由__________和___________组成，此外，还有少量的_____________。其中_________约占细胞膜总量的50%，________约占40%，___________ 占2%~10%。
②成分特点：在组成细胞膜的脂质中，___________ 最丰富。功能越复杂的细胞膜， 种类和数量越多。
2.细胞膜功能：
① ，细胞膜保障了 的 。
② ，像海关，需要的营养物质可进入，有毒、不需要的物质不能进入。
③ ，（信息传给靶细胞、细胞之间识别、植物的胞间连丝）
第一节 细胞膜——系统的边界
脂质
蛋白质
糖类
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
蛋白质
将细胞与外界环境分隔开
细胞内部环境
相对稳定
控制细胞进出细胞
进行细胞间的信息交流
创新设计：P30
3.与生活联系：细胞癌变过程中， 成分改变，产生 ， 。
4.细胞壁成分：
植物：细胞壁可用 酶和 酶处理获得有活性的原生质体。
原核生物（除了支原体）：
性质：
作用：
5. “染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。
细胞膜
甲胎蛋白
癌胚抗原
纤维素
果胶
肽聚糖
全透性
支持和保护
渗透作用（将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，内容物流出，得到细胞膜）
原理：
人或其他哺乳动物成熟红细胞
选材：
原因：
因为材料中没有细胞核和众多细胞器
提纯方法：
差速离心法
细节：
取材用的是新鲜红细胞稀释液（血液加适量生理盐水）
光学显微镜下______ (能或不能)看见细胞膜。
制备细胞膜的方法
不能
细胞膜的结构与功能的关系
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的，因而决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性，结构的流动性保证了载体蛋白能从细胞膜的一侧转运相应的物质到另一侧，由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以，当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同，即反映出物质交换过程中的选择透过性。细胞膜之所以具有选择透过性，是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，即含哪种载体多，转运哪种物质就多(因载体具有专一性)。可见，物质通过主动运输方式进出细胞，与细胞内外该物质的浓度无关。
（2009广州一模）29、 ( 9 分） 1990 年，科学家发现某种支原体可能是最小、最简单的细胞，他们测定了该支原体的基因组，发现其仅有 480 个基因。科学家们认为，如果能人工合成含有这些基因的 DNA 分子，并用膜将其与其它成分包裹后，放在培养基中培养，如果它能够生长和繁殖，组装细胞就成功了，即意味着人工组装生命成功。请分析以上资料，回答下列问题：
( l ）根据你所学的知识，你认为成功组装的细胞至少含有哪六类化合物？____________________________________
( 2 ）组装细胞生命活动的主要承担者是____________它在细胞中的功能有_____ _______，具有上述多项功能的根本原因是__________________，
( 3 ）若成功合成所需的 DNA 分子等物质及核糖体后，组装成完整细胞的关键步骤是________ ____，所用到的结构在组装细胞生命活动中所承担的功能是_______________________________________________________
蛋白质、核酸、糖类、脂质、无机盐、水
蛋白质
组成细胞的结构物质、催化、运输、免疫、调节等
DNA 分子多样性
包上膜保护作用
控制物质进出；信息传递（识别）作用
第2节 细胞器——系统内的分工合作
1.细胞质：
定义：细胞膜以内、细胞核以外的原生质，活细胞的细胞质处于流动的状态。
细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质，含有：

细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的
总称。
2.分离细胞器常用的方法是 ：
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶，是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
包括
差速离心法
任务1
请构建细胞结构模型
高尔基体
线粒体
叶绿体
液泡
细胞质基质
内质网
核糖体
溶酶体
内质网
植物细胞亚显微结构模拟图
中心体
溶酶体
动物细胞亚显微结构模拟图
线粒体
呈粒状、棒状，具有 层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量 和 ，内膜向内折叠形成 ，这种结构使 增加。 和 中有许多种与 有关的酶，线粒体是细胞进行 ，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“ ”。
线粒体内的膜面积
2
DNA
RNA
嵴
内膜
基质
有氧呼吸
有氧呼吸的主要场所
动力车间
思考：
（1）：有线粒体的生物是否只能进行有氧呼吸？
（2）：没有线粒体的生物只能进行无氧呼吸？
有线粒体的生物也能进行无氧呼吸。如人的乳酸式的无氧呼吸、植物酒精式的无氧呼吸。
有些原核生物也能进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。
⑶能量的变化：
稳定的化学能→
热能和ATP活跃的化学能
线粒体与新陈代谢的关系
第一: 线粒体在细胞质基质中一般是均匀地分布，但是它可以根据活细胞进行新陈代谢的需要，在细胞质基质中自由地移动，往往在代谢旺盛的、需要能量的部位比较集中。
第二: 不同细胞所含的线粒体的数量不同，有很大差别。一般地说，能量代谢水平高的细胞中，线粒体数目较多，而在衰老或特化的细胞中，线粒体数目极少或无.
第三: 同一种细胞在不同的生理状态下，线粒体的数量不同。
叶绿体
呈扁平的椭球形或球形，具有 层膜，主要存在绿色植物 细胞和 里，叶绿体是植物进行 的细胞器，是植物细胞的“ ”和“ ” ，还有少量 和 ，内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的 ，其间充满了 。这些囊状结构被称为 （含有 素和 素），在 上和 中，含有光合作用需要的酶。
DNA
RNA
基粒
基质
类囊体
基粒
基质
叶肉细胞
幼嫩茎的细胞
2
光合作用
养料制造车间
能量转换站
叶绿
类胡萝卜
叶绿体与线粒体的比较
线粒体与叶绿体的相同点：
①都是双层膜结构（都含有磷脂分子；都有较大膜面积，都有丰富的基质）；②都能产生水（也都能利用水）；③都与能量转换有关（都是能量转换器；都与ATP形成有关）；④都含有少量DNA和RNA（都含有核酸；都含有遗传物质；都含有五种碱基ATGCU；都有自己的核糖体）；⑤都能自我复制（都能发生碱基互补配对）；⑥都能控制细胞质遗传（都表现为母系遗传，都不遵循遗传基本规律）；
创新设计：P36
①增大膜面积的方式不同；线粒体增大膜面积是通过内膜向内折叠形成嵴，叶绿体增大膜面积是通过基粒片层结构（或类囊体）重叠。②功能不同（含酶不同）；线粒体含有氧呼吸酶，进行有氧呼吸，属于异化作用；叶绿体含光合作用有关的酶，进行光合作用，属于同化作用；③独立性不同：叶绿体能独立完成光合作用，但线粒体不能独立完成有氧呼吸（第一阶段要在细胞质基质中进行）。
线粒体与叶绿体的不同点：
内质网
由单层膜连接而成的网状结构。是细胞内 ，以及脂质合成的“车间”。分为糙面和滑面两种。
广泛地分布在细胞质基质内
蛋白质合成和加工
1）与蛋白质、脂质的合成有关
2）储存与运输物质
3）扩大膜面积为生化反应提供有利条件
主要功能：
高尔基体
高尔基体本身不能合成蛋白质，但可以对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装及发送。在植物细胞中与 有关，在动物细胞中与 有关。
由一些扁平小囊和小泡构成，广泛地存在于真核细胞中。
说明：高尔基体是一种在动植物细胞中都有，但功能却是不相同的一种细胞器！
细胞分泌物的形成
细胞壁的形成
核糖体
核糖体亚显微结构图
无膜结构，椭球形粒状小体，有些附着在
上，有些游离在 中（线粒体和叶绿体中也存在）。
是细胞内 的场所，被称为“生产蛋白质的机器”。由 、 构成。
内质网
细胞质
rRNA
蛋白质
合成蛋白质
主要合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质，如抗体、酶原或蛋白质类的激素。
主要合成分布在细胞质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子。如有氧呼吸酶。
延伸：在分裂活动旺盛的细胞中，游离的核糖体的数目较多，并且分布均匀，这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。
中心体
由两个相互垂直的 和周围物质组成，存在于动物细胞和 细胞，与 有关。在有丝分裂的间期，一个中心体经过复制形成两个中心体，进入分裂前期，两组中心粒分别移向细胞的两极。在移动的过程中，中心粒发出星射线形成纺锤体。某些星射线附着在染色体的着丝点上，牵动着染色体从散乱状态到整齐排列在赤道板上，再将着丝点断裂后的染色体平均分配到细胞两极。纺锤体是保证染色体平均分配所必不可少的结构，所以用秋水仙素处理后，会抑制细胞中纺锤体的形成，从而使加倍后的染色体存在于一个细胞中，导致染色体数目的加倍。
中心粒
低等植物
细胞的有丝分裂
液泡
主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有 。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。可以调节 ，充盈的液泡还可以使 。
细胞液
细胞内的环境
植物细胞保持坚挺
溶酶体
是细胞内具有单层膜结构的细胞器，有“消化车间”之称，内含 ，能分解 。
衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
多种水解酶
与生活的联系：
职业病—硅肺，因为溶酶体内缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中水解酶释放，破坏细胞结构。
新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩，这与溶酶体有关。
叶绿体
中心体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
线粒体、叶绿体、核糖体
线粒体、叶绿体、中心体
中心体、高尔基体、核糖体、线粒体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
核糖体、线粒体
线粒体、叶绿体、核糖体
核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体
线粒体、叶绿体
叶绿体、液泡
光学显微镜下可见的细胞器：
都具有基质的细胞器：
叶绿体和线粒体都含有基质，但两者所含的化学成分、功能以及所含酶（前者是光合作用有关的酶，后者是有氧呼吸有关的酶）都不相同。此外，细胞质也含有基质，细胞质基质所含的化学成分、功能及所含酶与叶绿体基质、线粒体基质也都不相同，但细胞质不是细胞器。
线粒体、叶绿体和液泡
线粒体和叶绿体
创新设计：P35
细胞结构和功能相适应：
①不同功能的细胞所含的细胞器不同，如心肌细胞中的线粒体明显多于平滑肌细胞；
②同一细胞在不同生理状态下，细胞器也不同，如冬眠动物肝脏细胞中线粒体数量明显多于正常状态下；
③同一细胞中不同部位由于功能不同，细胞器分布也不同，如精子细胞中线粒体主要集中于颈部。
④细胞的某一生理功能是由多种细胞器协同完成的。
如分泌蛋白（胰岛素、消化酶和抗体等）的合成和分泌过程
分泌蛋白的合成及分泌过程
创新设计：P36
细胞的生物膜系统
（1）生物膜系统
①概念：细胞内所有的有膜结构， 、 、
等 。
②共同之处： 。
③各种生物膜在结构和功能上的联系：
直接联系是指膜与膜直接相连，如内质网膜外连 ，内连 ；
间接联系是指膜之间通过小泡互相转化，如内质网膜可以转移到 膜，再转移到 膜。 在各种膜结构的联系中处于中心地位。
紧密联系，协调配合
组成成分和结构很相似（主要是蛋白质和脂质）
细胞膜
细胞器膜
核膜
细胞膜
核膜
高尔基体
内质网
高尔基体
（1）直接联系
（2）间接联系
内质网膜
高尔基体膜
细胞膜
小泡
小泡
创新设计：P36
膜的转变依赖于膜的一定的流动性（生物膜的结构特性）
生物膜的功能特性：选择透过性
生物膜在结构上的联系（具有一定的连续性）
不同生物膜成分含量的比较
细胞内的各种生物膜不仅在结构上相互联系，它们的化学组成也大致相同。
研究生物膜的重要意义
①理论上阐明了细胞生命活动规律
②实践中
工业方面：模拟生物膜的选择通过性功能，淡化海水或者处理污水。
农业方面：从膜结构的角度研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，改善农作物品质。
医学方面：人工膜材料代替人体病变器官行使正常的生理功能。如血液透析膜，能代替肾脏把病人血液中的代谢废物透析掉
生物膜系统在生命活动中的作用
⑴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间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。（这是指细胞膜的作用）
例如：提供相对稳定的内环境；进行物质运输（如小分子和离子的主动运输，自由扩散等，大分子的内吞和外排）；能量交换（如叶绿体类囊体膜上进行的光能转化为化学能的过程）；信息传递（如免疫中的细胞呈递和细胞识别）
⑵细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。
⑶细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
创新设计：P36
实验：用高倍镜观察叶绿体和线粒体
（1）实验目的：使用高倍镜观察叶绿体和线粒体的形态分布。
（2）实验原理： ________ _染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现___ ___色，而细胞质接近______色。
叶绿体的辨认依据：叶绿体是绿色的，呈扁平的椭圆球形或球形。
线粒体辨认依据：线粒体的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
（3）材料用具：新鲜的______的叶（或______叶、________叶等）。观察叶绿体关键是选材，最好用黑藻幼叶。取这些材料的原因是：叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉。因为表皮细胞不含叶绿体。
健那绿
蓝绿
无
藓类
菠菜
黑藻
创新设计：P37
观察线粒体时选用人的口腔上皮细胞。藓类、黑藻的叶细胞中也有线粒体，为什么不选作为观察线粒体的实验材料？
因为这些材料中有丰富的叶绿体，而叶绿体呈现绿色，影响实验效果。
细胞质基质中的叶绿体，是不是静止不动的？为什么？
不是。呈椭球体形的叶绿体在不同光照条件下可以运动，这种运动能随时改变椭球体的方向，使叶绿体既能接受较多光照，又不至于被强光灼伤。
1.下列有关生物膜的叙述，不正确的是：（ ）
A.膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，
再转移到细胞膜；
B.各种生物膜的化学组成和结构相似；
C.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称；
D.生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
C
练习
2.右图为某高等植物叶肉细胞结构模式图，相关叙述不正确的是（ ）
A．图中能产生ATP的结构有1、2、5
B．1中产生的一分子CO2扩散出来进入2中被利用，穿过的
磷脂双分子层的层数为4层
C
C．2与4中都含有叶绿素和类
胡萝卜素等色素
D．3是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
3.下列模式简图表示几种细胞器，据图回答(填写标号)：
 
 
(1)能将光能转变为化学能的细胞_____________。
(2)与细胞壁的形成有关的细胞器是_____________。
(3)在酶的参与下，为进行多种化学反应合成有机物创造有利条件的细胞器是_________。
(4)与主动运输有关的细胞器是__________。
(5)高等植物细胞没有的细胞器是__________。
C
D
A
B
E
4.（高考试题：2007江苏生物）35．（8分）细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体（一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器）发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题。
（1）b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是 ，c是 ，d是 。
（2）f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 特点。
（3）细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是 等。
（4）细胞器膜、 和 等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的 功能对海水进行淡化处理。
高尔基体
内质网
线粒体
流动性
蛋白质和磷脂
细胞膜
核膜
选择透过
右图A、B分别表示高等动物细胞和高等植物细胞的亚显微结构，请据图回答：
（1）图中②、④、⑤、⑥、⑦、⑨等结构共同构成了细胞的_______ ____系统，其中结构⑤在细胞与环境之间进行_____________ __的过程中起着重要作用。
（2）细胞中与生态系统的功能密切相关的细胞器是 （填编号）。能发生碱基互补配对的细胞器有 （填编号）。
生物膜
物质交换和信息交流
⑥和⑨
③、⑥和⑨
（4）如果图A表示动物的胰腺细胞，从结构和功能统一的生物学观点看，与一般细胞相比数量较多的细胞器应是___________________（填名称）。若对核糖体中氨基酸用3H进行标记，在分泌胰岛素的过程中，放射性物质在细胞结构间依次出现的顺序是______________（用编号和箭头表示）。
（3）正常情况下苹果细胞中酚类物质和酚氧化酶并不直接接触，但是在去皮后，表面鲜嫩的肉质很快就会变成暗褐色，请你对这一现象作出合理的解释。
生物膜系统被破坏后酚类物质在酚氧化酶的作用下发生了化学反应
线粒体、核糖体等
高尔基体、
③→②→⑦→⑤
第三节 细胞核—系统的控制中心
1.光学显微镜下能观察到的细胞核的结构：细胞核、核仁、染色体。
细胞中细胞核的数目：
通常只有一个。
有的细胞有两个以上的细胞核：如人的骨骼肌细胞。
极少数种类却无细胞核： 和
等极少数细胞。
高等植物成熟的筛管细胞
哺乳动物成熟的红细胞
结构
核膜：
双层膜，把核内物质与细胞质分开，外膜上有核糖体
核仁：
与某种RNA合成及核糖体形成有关。
核孔：
大分子物质的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
染色质：
由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态。
功能：
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞核的结构和功能：
染色体和染色质
教材 P52 资料分析
创新设计：P31
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的
变形虫的分裂、生长、再生、代谢是由细胞核控制的
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
细胞既是 结构的基本单位，也是 的基本单位。
细胞是一个统一整体
创新设计：P32
生物体
生物体代谢和遗传