第三章 细胞的结构和功能
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(共32张PPT)
第二章 生命的基本单位——细胞
第一节：细胞的结构和功能
1、细胞的大小；
2、细胞的形态；
3、细胞的种类
真核细胞（细胞中有成形的细胞核）：绝大多数生物
原核细胞（细胞中没有核膜包围的细胞核）：
衣原体、支原体、细菌、蓝藻和放线菌等
4、细胞虽然都很小，但是都有非常精细的结构和复杂的自控功能，这些就是细胞之所以能够进行一切生命活动的基础。
5、植物细胞和动物细胞的亚显微结构和比较；
一 细胞膜的结构和功能
（一）细胞膜的位置和厚度
（二）细胞膜的化学组成： 磷脂和蛋白质分子
（三）细胞膜的结构
1．磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架；
2．蛋白质分子覆盖、嵌插、贯穿在整个磷脂双分子层中；
一、知识结构
3．细胞膜的表面有一层蛋白质和多糖形成的糖蛋白（糖被）；
糖被的功能：（1）保护和润滑的作用，如消化道或呼吸道的上皮细胞的表面；
（2）细胞表面的识别作用 ；
4．结构特点
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，具有一定的流动性。
变形虫的捕食
白细胞吞噬病菌
细胞的融合等
（四）细胞膜的主要功能
1．在细胞物质运输中的作用
（1）活细胞不停地进行新陈代谢作用，它必须不断地与周围环境交换物质，物质通过细胞膜进出细胞。
进出细胞方式 具体物质
自由扩散 脂溶性物质和水溶性物质
主动运输 离子和一些有机小分子
内吞作用
外排作用 大分子物质
颗粒性物质
（2）自由扩散和主动运输的比较：
方式
项目 自由扩散 主动运输
方向 顺浓度梯度 逆浓度梯度
载体 不需要 需要
能量 不耗能 需要耗能
实例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 K+、Na+、氨基酸等
图示
2．分隔界膜
3．细胞识别、分泌、排泄、免疫等
（五）细胞壁
1．化学本质
纤维素和果胶——用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁
用15%的盐酸处理，可使细胞分离（解离）
3．有支持和保护的作用
2．细胞壁是全透性 的
二、要点点拨
1、影响自由扩散和主动运输的因素
a．影响自由扩散的因素——膜两侧的浓度差
b．影响主动运输的因素
种类：决定可以运输哪些物质
数目：决定在单位时间内运输某种物质的快慢
载体
能量：在一定范围内，随着能量的增加运输的速率加快
2、功能特性
选择透过性
水分子可以自由通过
细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过
其他的离子、小分子和大分子不能通过
链接：植物根细胞吸收矿质元素具有选择性。
3、理解研究细胞膜流动性的方法。
二 细胞质的结构和功能
一、知识结构
（一）细胞质
1．在细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质叫做细胞质；
2．在光学显微镜下观察，细胞质是均匀透明的胶状物质；
3．活细胞中的细胞质处于不断流动的状态；
4．细胞质包括细胞质基质和细胞器；
（二）细胞质基质
1．化学成分：水、无机盐离子、脂类、糖类、蛋白质（多种酶）、氨基酸、核苷酸等；
2．功能：（1）新陈代谢的主要场所；
（2）为新陈代谢的进行提供一定的物质和环境条件；
（三）细胞器
1．线粒体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
2．叶绿体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
线粒体和叶绿体的比较？
3．内质网（单层膜）
种类 滑面内质网
（表面无核糖体附着） 粗面内质网
（表面有核糖体附着）
结构 由膜结构连接而成的网状结构
功能
4．核糖体（无膜结构）
种类 具体功能
附着的核糖体
游离的核糖体
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。
参与某些脂类、糖类和激素的合成
蛋白质运输的通道
增大了细胞内的膜面积，膜上附着多种酶，为细胞内各种化学反应的进行提供了条件有机物合成的“车间”
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，此外还合成某些特殊的蛋白质，如血红蛋白。
5．高尔基体（单层膜结构）
动物细胞中
植物细胞中
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！
与细胞分泌物的形成有关，对分泌蛋白进行加工和运输 蛋白质的“加工厂”
与细胞壁的形成有关，有丝分裂末期高尔基体集中到细胞板附近，参与合成纤维素
6．中心体（无膜结构）
（1）分布：动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近
（2）结构：由两个互相垂直的中心粒和周围物质组成
（3）功能：与动物细胞和低等植物细胞的有丝分裂有关
参与形成纺锤体、决定细胞分裂的方向
7．液泡（单层膜结构）
（1）分布：成熟的植物细胞中 90%
（2）结构
液泡膜
细胞液：含有糖类、无机盐、
色素和蛋白质等物质
（3）功能
①调节细胞的内环境
②使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。
二、要点点拨
1、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）的形成和核糖体、内质网、高尔基体和线粒体有关。
2、注意细胞器结构和第三章新陈代谢的联系。
例如：在叶绿体的基粒和基质上进行的反应；
在线粒体基质中的进行的反应。
3、学会判断某物质在细胞器之间交换时需要穿过膜的层数
4、熟悉植物细胞和动物细胞的结构特点，解决好相关的填图题。
三、典型例题
例1：（2003年江苏高考第1题）叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
例2：研究人员对分别取自3种不同的生物的部分细胞(甲、乙、丙、)进行观察和分析，获得实验结果如下表。（表中“√”表示有，“×”表示无）
细胞 核仁 叶绿素等光合色素 叶绿体 线粒体 中心体 核糖体 纤维素酶处理
甲 × √ × × × √ 无变化
乙 √ × × × √ √ 无变化
丙 √ √ √ √ × √ 外层结构被破坏
则：甲、乙、丙三种细胞分别最可能取自下列哪类生物？
光合细菌 蛔虫 水稻
A
（蛔虫 光合细菌 水稻 ）
例3：菠菜、海绵组织细胞和人的骨骼肌细胞内有，而蓝藻细胞没有的结构是 （ ）
A．线粒体和核糖体
B．染色体和质体
C．RNA和叶绿体
D．高尔基体和线粒体
D
三 细胞核的结构和功能
（一）细胞核的结构
一、知识结构
（二）染色体和染色质
（四）原核细胞与真核细胞的区别
细胞
比较项目 原核细胞 真核细胞
大小 1~10um 20~100um
细胞壁
核结构
细胞器
生物种类
（三）细胞核的功能
1．细胞核是遗传物质储存和复制的场所；
2．是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心；
主要成分为肽聚糖
主要成分为纤维素、果胶
①无核膜、核仁，有核区
②DNA单独存在，没有蛋白质
①有核膜、核仁，典型的细胞核
②DNA和蛋白质结合形成染色体
只有游离的核糖体
各种细胞器基本都有
支原体、细菌、蓝藻、放线菌
绝大多数生物
二、要点点拨
1、细胞是一个统一的整体：
（1）从结构上看：①细胞核与细胞质通过核孔互相沟通；②核膜与内质网膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接，构成细胞完整的“生物膜系统”。
（2）从功能上看：细胞各部分的结构、功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致的共同完成各项生命活动。
（3）从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体的调控系统。
（4）从与外界的关系看：细胞的整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，而与外界环境直接接触的细胞都可与外界进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界之间形成一个统一整体。
3、细胞核和细胞质之间的关系
（1）人的红细胞和精子的寿命都较短
（2）变形虫的实验
例2：用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常。
细胞的分化、癌变和衰老
一、知识结构
1．细胞分化：
（1）特点：
（2）实质：
（3）结果：
（4）意义：
2、细胞的癌变
（1）癌细胞：一类不能正常地完成细胞分化，不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（2）特征
无限增殖（正常细胞能够分裂50-60次，而癌细胞却不受限制）
改变形态结构
易转移、扩散（细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性减少）
持久性（发生在整个生命过程中）；稳定性（一般不可逆转）。
细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
形成了各种不同的细胞、组织
细胞的分裂和分化是生物正常生长发育的基础。
（3）癌变的原理
3、细胞的衰老
（1）正常生命现象：发生→分化→衰老→死亡
（2）主要特征：
①水分减少，体积变小，代谢减缓
②酶活性降低，导致白发等
③色素积累，如老年斑
④呼吸减慢，核增大，染色质固缩
⑤膜通透性改变
二、要点点拨
1、理解细胞分裂和细胞分化的过程、差别和意义。
2、细胞分化的实质是细胞中的基因在一定时间和空间内选择表达的结果，并不是遗传物质的改变。
3、理解细胞分化的特征，尤其是细胞分化一般是不可逆转的，但有特例组织培养中的“脱分化”。
4、学会判断癌细胞的特征和细胞衰老的特征。
5、理解细胞全能性的概念。
三、典型例题
例1：（2001年上海高考）人胰岛细胞产生胰岛素，肝脏细胞能合成大量谷丙转氨酶，胰岛细胞中 （ ）
A．只有胰岛素基因 B．比人受精卵的基因要少
C．既有胰岛素基因，也有谷丙转氨酶基因和其他基因
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有谷丙转氨酶基因
例2：细胞分化过程中，不会出现的是 （ ）
A．细胞表面结构改变 B．细胞器的种类和数量改变
C．蛋白质种类和数量的改变 D．细胞核遗传物质的改变
例3：与生物体正常生长发育密切相关的生理过程是（ ）
A．细胞分裂 B．细胞分化
C．细胞生长 D．A、B、C均是
C
D
D
第二章 生命的基本单位——细胞
第一节：细胞的结构和功能
1、细胞的大小；
2、细胞的形态；
3、细胞的种类
真核细胞（细胞中有成形的细胞核）：绝大多数生物
原核细胞（细胞中没有核膜包围的细胞核）：
衣原体、支原体、细菌、蓝藻和放线菌等
4、细胞虽然都很小，但是都有非常精细的结构和复杂的自控功能，这些就是细胞之所以能够进行一切生命活动的基础。
5、植物细胞和动物细胞的亚显微结构和比较；
一 细胞膜的结构和功能
（一）细胞膜的位置和厚度
（二）细胞膜的化学组成： 磷脂和蛋白质分子
（三）细胞膜的结构
1．磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架；
2．蛋白质分子覆盖、嵌插、贯穿在整个磷脂双分子层中；
一、知识结构
3．细胞膜的表面有一层蛋白质和多糖形成的糖蛋白（糖被）；
糖被的功能：（1）保护和润滑的作用，如消化道或呼吸道的上皮细胞的表面；
（2）细胞表面的识别作用 ；
4．结构特点
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，具有一定的流动性。
变形虫的捕食
白细胞吞噬病菌
细胞的融合等
（四）细胞膜的主要功能
1．在细胞物质运输中的作用
（1）活细胞不停地进行新陈代谢作用，它必须不断地与周围环境交换物质，物质通过细胞膜进出细胞。
进出细胞方式 具体物质
自由扩散 脂溶性物质和水溶性物质
主动运输 离子和一些有机小分子
内吞作用
外排作用 大分子物质
颗粒性物质
（2）自由扩散和主动运输的比较：
方式
项目 自由扩散 主动运输
方向 顺浓度梯度 逆浓度梯度
载体 不需要 需要
能量 不耗能 需要耗能
实例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 K+、Na+、氨基酸等
图示
2．分隔界膜
3．细胞识别、分泌、排泄、免疫等
（五）细胞壁
1．化学本质
纤维素和果胶——用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁
用15%的盐酸处理，可使细胞分离（解离）
3．有支持和保护的作用
2．细胞壁是全透性 的
二、要点点拨
1、影响自由扩散和主动运输的因素
a．影响自由扩散的因素——膜两侧的浓度差
b．影响主动运输的因素
种类：决定可以运输哪些物质
数目：决定在单位时间内运输某种物质的快慢
载体
能量：在一定范围内，随着能量的增加运输的速率加快
2、功能特性
选择透过性
水分子可以自由通过
细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过
其他的离子、小分子和大分子不能通过
链接：植物根细胞吸收矿质元素具有选择性。
3、理解研究细胞膜流动性的方法。
二 细胞质的结构和功能
一、知识结构
（一）细胞质
1．在细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质叫做细胞质；
2．在光学显微镜下观察，细胞质是均匀透明的胶状物质；
3．活细胞中的细胞质处于不断流动的状态；
4．细胞质包括细胞质基质和细胞器；
（二）细胞质基质
1．化学成分：水、无机盐离子、脂类、糖类、蛋白质（多种酶）、氨基酸、核苷酸等；
2．功能：（1）新陈代谢的主要场所；
（2）为新陈代谢的进行提供一定的物质和环境条件；
（三）细胞器
1．线粒体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
2．叶绿体（相对封闭的双层膜结构）
（1）分布
（2）形态
（3）结构
（4）功能
线粒体和叶绿体的比较？
3．内质网（单层膜）
种类 滑面内质网
（表面无核糖体附着） 粗面内质网
（表面有核糖体附着）
结构 由膜结构连接而成的网状结构
功能
4．核糖体（无膜结构）
种类 具体功能
附着的核糖体
游离的核糖体
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。
参与某些脂类、糖类和激素的合成
蛋白质运输的通道
增大了细胞内的膜面积，膜上附着多种酶，为细胞内各种化学反应的进行提供了条件有机物合成的“车间”
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，此外还合成某些特殊的蛋白质，如血红蛋白。
5．高尔基体（单层膜结构）
动物细胞中
植物细胞中
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！
与细胞分泌物的形成有关，对分泌蛋白进行加工和运输 蛋白质的“加工厂”
与细胞壁的形成有关，有丝分裂末期高尔基体集中到细胞板附近，参与合成纤维素
6．中心体（无膜结构）
（1）分布：动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近
（2）结构：由两个互相垂直的中心粒和周围物质组成
（3）功能：与动物细胞和低等植物细胞的有丝分裂有关
参与形成纺锤体、决定细胞分裂的方向
7．液泡（单层膜结构）
（1）分布：成熟的植物细胞中 90%
（2）结构
液泡膜
细胞液：含有糖类、无机盐、
色素和蛋白质等物质
（3）功能
①调节细胞的内环境
②使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。
二、要点点拨
1、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）的形成和核糖体、内质网、高尔基体和线粒体有关。
2、注意细胞器结构和第三章新陈代谢的联系。
例如：在叶绿体的基粒和基质上进行的反应；
在线粒体基质中的进行的反应。
3、学会判断某物质在细胞器之间交换时需要穿过膜的层数
4、熟悉植物细胞和动物细胞的结构特点，解决好相关的填图题。
三、典型例题
例1：（2003年江苏高考第1题）叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
例2：研究人员对分别取自3种不同的生物的部分细胞(甲、乙、丙、)进行观察和分析，获得实验结果如下表。（表中“√”表示有，“×”表示无）
细胞 核仁 叶绿素等光合色素 叶绿体 线粒体 中心体 核糖体 纤维素酶处理
甲 × √ × × × √ 无变化
乙 √ × × × √ √ 无变化
丙 √ √ √ √ × √ 外层结构被破坏
则：甲、乙、丙三种细胞分别最可能取自下列哪类生物？
光合细菌 蛔虫 水稻
A
（蛔虫 光合细菌 水稻 ）
例3：菠菜、海绵组织细胞和人的骨骼肌细胞内有，而蓝藻细胞没有的结构是 （ ）
A．线粒体和核糖体
B．染色体和质体
C．RNA和叶绿体
D．高尔基体和线粒体
D
三 细胞核的结构和功能
（一）细胞核的结构
一、知识结构
（二）染色体和染色质
（四）原核细胞与真核细胞的区别
细胞
比较项目 原核细胞 真核细胞
大小 1~10um 20~100um
细胞壁
核结构
细胞器
生物种类
（三）细胞核的功能
1．细胞核是遗传物质储存和复制的场所；
2．是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心；
主要成分为肽聚糖
主要成分为纤维素、果胶
①无核膜、核仁，有核区
②DNA单独存在，没有蛋白质
①有核膜、核仁，典型的细胞核
②DNA和蛋白质结合形成染色体
只有游离的核糖体
各种细胞器基本都有
支原体、细菌、蓝藻、放线菌
绝大多数生物
二、要点点拨
1、细胞是一个统一的整体：
（1）从结构上看：①细胞核与细胞质通过核孔互相沟通；②核膜与内质网膜、细胞膜、高尔基体膜等互相连接，构成细胞完整的“生物膜系统”。
（2）从功能上看：细胞各部分的结构、功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致的共同完成各项生命活动。
（3）从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体的调控系统。
（4）从与外界的关系看：细胞的整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，而与外界环境直接接触的细胞都可与外界进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界之间形成一个统一整体。
3、细胞核和细胞质之间的关系
（1）人的红细胞和精子的寿命都较短
（2）变形虫的实验
例2：用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常。
细胞的分化、癌变和衰老
一、知识结构
1．细胞分化：
（1）特点：
（2）实质：
（3）结果：
（4）意义：
2、细胞的癌变
（1）癌细胞：一类不能正常地完成细胞分化，不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（2）特征
无限增殖（正常细胞能够分裂50-60次，而癌细胞却不受限制）
改变形态结构
易转移、扩散（细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性减少）
持久性（发生在整个生命过程中）；稳定性（一般不可逆转）。
细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
形成了各种不同的细胞、组织
细胞的分裂和分化是生物正常生长发育的基础。
（3）癌变的原理
3、细胞的衰老
（1）正常生命现象：发生→分化→衰老→死亡
（2）主要特征：
①水分减少，体积变小，代谢减缓
②酶活性降低，导致白发等
③色素积累，如老年斑
④呼吸减慢，核增大，染色质固缩
⑤膜通透性改变
二、要点点拨
1、理解细胞分裂和细胞分化的过程、差别和意义。
2、细胞分化的实质是细胞中的基因在一定时间和空间内选择表达的结果，并不是遗传物质的改变。
3、理解细胞分化的特征，尤其是细胞分化一般是不可逆转的，但有特例组织培养中的“脱分化”。
4、学会判断癌细胞的特征和细胞衰老的特征。
5、理解细胞全能性的概念。
三、典型例题
例1：（2001年上海高考）人胰岛细胞产生胰岛素，肝脏细胞能合成大量谷丙转氨酶，胰岛细胞中 （ ）
A．只有胰岛素基因 B．比人受精卵的基因要少
C．既有胰岛素基因，也有谷丙转氨酶基因和其他基因
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有谷丙转氨酶基因
例2：细胞分化过程中，不会出现的是 （ ）
A．细胞表面结构改变 B．细胞器的种类和数量改变
C．蛋白质种类和数量的改变 D．细胞核遗传物质的改变
例3：与生物体正常生长发育密切相关的生理过程是（ ）
A．细胞分裂 B．细胞分化
C．细胞生长 D．A、B、C均是
C
D
D