细胞的结构和功能

【知识网络构建】【重点知识整合】一、原核细胞与真核细胞的结构与功能1．主要细胞器的结构与功能(1)结构具双层膜：线粒体、叶绿体具单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体不含磷脂分子：核糖体、中心体(2)成分含DNA：线粒体、叶绿体含RNA：线粒体、叶绿体、核糖体(3)功能上：①与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器)：叶绿体：光能(→电能)→活跃的化学能→稳定的化学能；线粒体：稳定的化学能→活跃的化学能。②与主动运输有关的细胞器：线粒体——供能；2．细胞形态多样性与功能多样性的统一[难点](1)哺乳动物的红细胞呈两面凹的圆饼状，体积小，相对表面积大，有利于提高O2和CO2交换效率。(2)卵细胞体积大，储存丰富的营养物质，为胚胎早期发育提供营养。(3)具有分泌功能的细胞往往具有很多突起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞内内质网和高尔基体含量较多。(4)癌细胞形态结构发生改变，细胞膜上糖蛋白含量减少，使得癌细胞间黏着性减小，易于扩散和转移。(5)代谢旺盛的细胞中，自由水含量高，线粒体、核糖体等细胞器含量多，核仁较大，核孔数量多。3．有关细胞结构的疑难问题点拨(1)生物名称中带有“菌”字的并非都是原核生物，如真菌类(酵母菌等)。(2)生物名称中带有“藻”字的并不都是植物，如蓝藻属于原核藻类，但红藻、绿藻等属于真核藻类。(3)有细胞壁的不一定都是植物细胞，如原核细胞、真菌细胞也有细胞壁。(4)并非植物细胞都有叶绿体和大液泡，如根尖分生区细胞就没有叶绿体和大液泡。(5)有中心体的细胞不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。(6)有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。(7)蓝藻等原核生物虽无叶绿体和线粒体，但仍能进行光合作用和有氧呼吸。(8)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以自身不能合成蛋白质，呼吸方式为无氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短。二、生物膜系统的结构和功能1．生物膜的组成、结构和功能(1)在化学组成上的联系①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显着差异，这与生物膜的功能有关系；功能越复杂的生物膜中蛋白质的种类和数量越多；具有识别功能的细胞膜中多糖含量较多。(2)在结构上的联系：①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分布其中，都具有一定流动性的结构特点。(3)在功能上的联系(以分泌蛋白为例)：2.细胞膜结构和功能特性及其实验验证［难点］（1）结构特性——流动性：①结构基础：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的。②验证实验：荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验，如图所示：（2）功能特性——选择透过性：①结构基础：细胞膜上载体蛋白的种类和数量。②实验验证：含不同无机盐离子的溶液+不同植物不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异，同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异——植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有“选择性”。3．有关生物膜的疑难问题点拨(1)不同生物膜之间相互转化的结构基础是膜的流动性。(2)间接相连的生物膜之间借助“膜泡”或“囊泡”形式相互转化。(3)生物膜的流动性受温度影响，低温时膜的流动性减弱。(4)核糖体、中心体不属于生物膜系统的组成结构；生物膜系统是真核生物特有的结构体系，原核生物只有细胞膜，无生物膜系统。三、细胞器和细胞核的结构和功能1．影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)：(2)O2浓度：(3)温度：温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。2．探究物质跨膜运输的方式(1)探究是主动运输(转运)还是被动运输(转运)：(2)探究是自由扩散还是协助扩散：3．有关物质运输方式的疑难点拨[易混点](1)胞吞(内吞)和胞吐(外排)不是跨膜运输。跨膜运输包括主动运输和被动运输，是由物质直接穿过细胞膜完成的；是小分子物质进出细胞的物质运输方式；其动力来自于物质浓度差或ATP提供。胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的物质运输方式；靠ATP提供动力。(2)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子出入细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。(3)无机盐离子的运输方式并非都是主动运输，在顺浓度梯度情况下，也可以被动运输方式进出细胞。【高频考点突破】考点1细胞的多样性和统一性1．细胞结构统一性的体现(1)真核细胞的共性：都有细胞膜、细胞质、细胞核。(2)原核细胞的共性：都有细胞膜、细胞质、拟核，细胞质中只有一种细胞器——核糖体。(3)真、原核细胞的共性：不同的细胞具有基本相同的化学组成——组成元素基本一致，化合物种类也非常相似；均有细胞膜、细胞质，均以DNA作为遗传物质；细胞内均有进行呼吸作用的有关酶；都以ATP作为直接供能物质；细胞的增殖方式相同——细胞分裂；都共用一套相同的密码子。2．细胞的多样性的体现(1)真、原核细胞内的结构的区别：真核细胞有核膜包被的成形的细胞核，其中有核仁、染色质(含DNA)；原核细胞无核膜，拟核由裸露的DNA分子构成。(2)不同真核细胞的形态、结构的差异：与动物细胞相比，植物细胞有细胞壁、液泡，叶肉细胞中还有叶绿体。不同植物或不同动物的细胞不同，是因为所含有的基因不同。同一植物或同一动物的不同组织细胞也各不相同，是因为所含有的基因在不同的细胞中表达不同。(3)不同原核细胞的形态结构的差异：如细菌有球形、杆形、螺旋形等多种形态，且不同细菌的结构也有差异。【例1】在人体骨骼肌细胞和神经细胞中，下列哪项是相同的()A．细胞核与细胞质的体积比B．脱氧核苷酸和碱基的种类C．脱氧核糖核酸的种类和含量D．核糖核酸的种类和数量【变式题1】下列关于细胞共性的描述正确的是()A．所有细胞内都含有糖原B．细胞都能进行分裂和分化C．细胞都具有细胞质和细胞膜D．用龙胆紫给细胞染色都能观察到深色的染色体考点2真核生物细胞器的比较名称化学组成存在位置膜结构主要功能线粒体蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA动植物细胞双层膜能量代谢有氧呼吸的主要场所叶绿体蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素植物叶肉细胞光合作用的场所内质网蛋白质、酶、脂质动植物细胞中广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关高尔基体蛋白质、脂质蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成溶酶体蛋白质、脂质、酶细胞内消化核糖体蛋白质、RNA、酶无膜合成蛋白质中心体蛋白质动物细胞、低等植物细胞与有丝分裂有关【例2】下列关于真核细胞结构和功能叙述中，错误的是()A．抑制线粒体的功能会影响主动运输B．核糖体由RNA和蛋白质构成C．有分泌功能的细胞才有高尔基体D．溶酶体可消化细胞器碎片【答案】C【变式题2】下列有关细胞结构和功能的叙述中，正确的是()A．叶肉细胞中的高尔基体数量一般比唾液腺细胞多B．合成旺盛的细胞与衰老细胞相比，核糖体和内质网不发达C．汗腺细胞与唾液腺细胞相比，线粒体数量较多D．皮肤生发层细胞与心肌细胞相比，中心体数量较多考点3线粒体和叶绿体的比较1．两者的相似之处(1)结构方面：都有双层膜且结构名称相似(外膜、内膜、基质)。(2)遗传方面：两者都含有少量的DNA，都具有一定的遗传独立性，不完全受细胞核的控制，体现细胞质遗传的特点。(3)能量转换：线粒体和叶绿体都与能量转换有关，但能量转换的形式不同。叶绿体将光能转换为化学能，线粒体将有机物中化学能转换成ATP中化学能。2．两者的主要不同点(1)颜色方面：叶绿体中含有色素，线粒体中无色素。(2)酶方面：两者含有的酶不同，因而完成的生理功能不同(如物质转化)。(3)分布不同：线粒体是动、植物细胞都具有的，叶绿体是绿色植物特有的。【例3】下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是()A．线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来B．线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同C．线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒D．蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用【解析】线粒体和叶绿体都具有一定的遗传独立性，所携带的遗传信息可以表达出来，不完全受细胞核的控制。线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒，均增大了膜面积。蓝藻没有叶绿体，但含有光合作用所需要的色素和酶，属自养型生物。线粒体和叶绿体功能不同，因此内膜中酶的种类也不相同。【答案】B【变式题3】下列对线粒体和叶绿体的有关叙述中，正确的是()A．它们分别是有氧呼吸和光合作用全过程的场所B．它们都可以产生水和ATPC．在光镜下，可以分别观察到线粒体膜和叶绿体膜D．线粒体在生物细胞中普遍存在，叶绿体是植物细胞特有的细胞器考点4细胞亚显微结构中的相关知识点归纳、总结1．高等动、植物细胞一般均有的细胞器是高尔基体、线粒体、核糖体、内质网等。高等动物(低等植物)细胞特有的细胞器是中心体。植物细胞特有的结构是细胞壁、液泡、叶绿体，特有的细胞器是液泡、叶绿体。动、植物细胞都有但功能不同的细胞器是高尔基体。能合成多糖的细胞器有叶绿体、高尔基体。2．能产生水的细胞结构有线粒体(有氧呼吸的第三阶段)、叶绿体(暗反应过程中)、核糖体(脱水缩合)等。3．与主动运输有关的细胞器是线粒体(供能)、核糖体(合成载体蛋白)。4．与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器)有叶绿体(光能转换：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能)、线粒体(化能转换：稳定的化学能→活跃的化学能)。5．储藏细胞营养物质的细胞器是液泡。6．含有核酸的细胞器是线粒体、叶绿体、核糖体。7．能自我复制的细胞器是线粒体、叶绿体、中心体。能发生碱基互补配对行为的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体。8．参与细胞分裂的细胞器有核糖体(间期蛋白质合成)、中心体(发出的星射线)、高尔基体(与植物细胞分裂时细胞壁的形成有关)、线粒体(供能)。9．含色素的细胞器有叶绿体(叶绿素和类胡萝卜素等)、液泡(花青素等)。另外，在能量代谢水平高的细胞中，线粒体含量多，动物细胞中线粒体比植物细胞多。蛔虫和人体成熟的红细胞(无细胞核)中无线粒体，只进行无氧呼吸。需氧型细菌等原核生物体内虽然无线粒体，但细胞膜上存在着有氧呼吸链，也能进行有氧呼吸。蓝藻属原核生物，无叶绿体，有光合片层结构，也能进行光合作用。高等植物的根细胞无叶绿体和中心体。10．光学显微镜下可见的结构有：细胞壁、细胞质、细胞核、核仁、染色体、叶绿体、线粒体、液泡。【例4】图a、图b是某细胞结构不同放大倍数的模式图，图b中的①～⑧是细胞内的相关结构。下列关于此图的叙述，正确的是()A．图a可能是洋葱的根尖细胞B．细胞的渗透吸水能力与⑤内溶液浓度有关C．细胞遗传和代谢的控制中心是③D．具有膜结构的细胞器有①②④⑥⑧【变式题4】右图是显微镜视野中某细胞的一部分，有关该细胞叙述正确的是()A．图示为光学显微镜下的细胞结构B．图中有两个中心体C．核酸仅存在于结构1、6中D．结构1和3在行使其功能时有水生成【解析】图示亚显微结构必须借助电镜才能观察到。图中有一个中心体，包括两个相互垂直的中心粒。核糖体的主要成分是RNA和蛋白质。有氧呼吸第三阶段、氨基酸脱水缩合过程中有水生成。【答案】D考点5细胞器的分工与合作各种生物膜在功能上既有明确分工，又有紧密联系。以分泌蛋白的合成与分泌为例列表如下：细胞结构功能线粒细胞核基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质线粒核糖体利用氨基酸合成多肽体内质网对多肽进行初级加工，如折叠、糖基化等，及以小泡方式输送多肽至高尔基体体提供能量高尔基体再加工为成熟的蛋白质，并以小泡运输到细胞膜与之融合细胞膜外排作用，分泌到细胞外成为分泌蛋白【例5】实验中用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图乙所示。图中曲线所指代的细胞结构相同的是()A．b和dB．c和fC．a和eD．a和d【难点探究】难点一有关细胞膜与生物膜系统1．细胞