第二节 细胞的类型和结构
从容说课
本节教材主要包括：原核细胞与真核细胞，细胞膜和细胞壁的化学组成、结构和功能，细胞质和细胞器的种类、结构和功能，细胞核的结构和功能。
学生在学习了细胞的化学组成之后，对细胞的化学成分及其作用有了较全面的认识，但各种化学成分并不能单独表现出生命活动，只有当这些化学成分有机地组合在一起，形成细胞的各种结构，彼此分工合作，形成基本的生命系统——细胞，才能正常地完成各种生命活动。因此，本节内容的学习对学生认识细胞是生物体结构和功能的基本单位有重要意义。
本节教材中设置了1个“积极思维”、2个“边做边学”、1个“继续探究”和1个“拓展视野”学习栏目。细胞膜在结构上具有一定的流动性，这个特点比较抽象，学生没有感性认识，理解上是有困难的。教材利用科学家所做的人细胞和鼠细胞融合实验，引发学生去积极思维，从而深刻理解细胞膜具有流动性的特点。细胞的结构十分微观，肉眼看不到，让学生利用已具备的高倍显微镜使用的技能，通过观察黑藻叶片细胞、大白鼠胰腺细胞等动植物细胞玻片标本，进一步认识叶绿体、线粒体以及动植物细胞结构的异同。学生不仅在边做边学中掌握了知识，更能提高学生的科学素养。以制作真核细胞模型为内容的边做边学活动，以小组合作的形式，让学生尝试制作真核细胞的三维结构模型，体验建构细胞的过程，加深对细胞结构和功能的认识，同时活动本身也是一项富有创造性的思维活动，它可以培养学生的想象力、构造思维能力。以“验证某种植物叶片的颜色究竟是由液泡中的色素还是由叶绿体中的色素决定的”为课题的继续探究活动，不仅能在探究中学到有关知识，为后面学习光合作用等打下基础，更让学生能体验探究的过程，激发探究的乐趣，学会通过探究获得知识的学习能力。
教学重点
1.细胞膜的结构和功能。
2.几种主要细胞器的结构和功能。
3.细胞核的结构和功能。
4.制作真核细胞模型。
教学难点
1.细胞膜的结构特点。
2.使用高倍显微镜观察细胞结构。
3.制作真核细胞模型。
教具准备
水绵细胞的显微结构图和细菌的亚显微结构图，原核细胞、动物、植物细胞亚显微结构模式图，人鼠细胞融合的动画课件，大白鼠胰腺的铁苏木精染色玻片，黑藻，显微镜，载玻片等。
课时安排
4课时
三维目标
1.说出原核细胞与真核细胞的区别。
2.概述细胞膜与细胞核的结构和功能。
3.举例说出主要细胞器的结构和功能。
4.培养制作用于观察叶绿体和线粒体的生物材料临时装片的技能，培养使用高倍显微镜的技能。
5.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
6.通过探究植物叶片颜色是由什么色素决定的活动，培养学生的科学探究能力。
7.通过建构真核细胞模型活动，培养学生的创造性思维能力、想象能力。
8.通过引导学生阅读植物细胞和动物细胞显微结构模式图与图群，培养学生的图文信息转换处理能力。
9.通过学习细胞的结构和功能，初步形成生物体结构与功能、局部与整体相统一的观点。
10.通过分析科学家所做的人、鼠细胞融合实验，感悟科学家在探索生命奥秘时所采用的巧妙的科学方法和所具有的科学创新精神。
第1课时 原核细胞和真核细胞、细胞膜和细胞壁
教学过程
导入新课
利用多媒体显示一台普通光学显微镜，接着显示光学显微镜下所观察到的水绵细胞结构图像。显示我国生产的电子显微镜，接着显示电镜下杆菌、螺旋菌和球菌的形态结构图像。
生
判断所观察到的是什么生物的细胞形态结构图片？
（水绵、细菌）
师
随着显微技术的发展，人们能更深入地认识细胞的结构和功能。
推进新课
板 书：一、细胞的类型
师
（1）请同学们阅读本节教材的开头一段文字，判断刚才所看到的水绵细胞结构和杆菌、螺旋菌、球菌的结构分别属于细胞的显微结构还是亚显微结构？为什么？
（2）水绵细胞和细菌细胞是否属于同一类型？
生
（1）水绵细胞结构属于显微结构，因为它是利用光学显微镜所观察的细胞结构，杆菌、螺旋菌、球菌的细胞结构是属于细胞的亚显微结构，因为它是利用电子显微镜所观察的细胞结构。
（2）水绵细胞和细菌细胞不属于同一类型。
师
按照细胞结构的复杂程度和进化顺序，全部细胞可分为原核细胞和真核细胞两类，水绵细胞和细菌细胞分别属于真核细胞和原核细胞。
学生活动：阅读原核细胞一段文字并观察图3-6。
教师活动：利用多媒体显示大肠杆菌、乳酸菌、根瘤菌等几种细菌图像，再显示蓝藻和放线菌图像，并作适当说明。
师
（1）显示原核细胞结构模式图，要求学生能识别出各种细胞结构名称。
（2）原核细胞结构一般是由哪几部分构成？
生
（1）（略）
（2）原核细胞结构一般是由细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核等组成的。
师
哪些生物是由真核细胞构成的？
学生讨论后师生归纳：动物、植物、真菌是由真核细胞构成的。
教师活动：显示动物细胞和植物细胞的显微结构，并指导学生从外向内认识细胞的基本结构：细胞壁、细胞模、细胞质和细胞核。
板 书：二、细胞的结构（一）细胞壁（二）细胞膜
师
位于植物细胞最外层的结构是细胞壁，请同学阅读教材P33有关内容，思考细胞壁的主要化学成分是什么？有什么功能？
生
细胞壁的主要化学成分主要是纤维素等，它具有支持和保持细胞的功能。
师
细胞膜是位于细胞表面的一层生物膜，它使细胞与周围环境分隔开来，它对细胞具有重要功能。人们常采用动物细胞如红细胞来研究细胞膜的化学组成。科学研究表明，细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成。
师
为了研究细胞膜的结构和功能，首先要分离出细胞膜。分离的方法是：先培养制备一定量的细胞，如红细胞，再进行匀浆处理，如用高速打碎机破碎、低渗等方法，使细胞裂解，将匀浆进行差速离心，分离出细胞膜。
教师活动：显示以下资料：1925年科学家用有机溶剂抽提人红细胞的细胞膜的脂质成分，并测定脂质单层分子在水面的铺展面积，发现铺展面积为红细胞表面积的两倍。
分析以上材料，你能得到什么结论？
生
这说明细胞膜可能是由双层脂质分子构成的。
教师活动；显示细胞膜亚显微结构模式图并要求学生阅读教材有关文字、图形，思考下列问题：
（1）构成细胞膜的化学物质有哪几种？
（2）蛋白质和磷脂分子是如何构成细胞膜的？
（3）糖蛋白在细胞膜上的分布有何特点？有何功能？
生
（1）构成细胞膜的化学物质有磷脂、蛋白质和糖类。
（2）磷脂分子形成磷脂双分子层，构成细胞膜的基本骨架，蛋白质排布在磷脂双分子层两侧或贯穿、嵌插于磷脂双分子层中。
（3）糖蛋白分布在细胞膜外侧。糖蛋白与细胞识别、免疫反应等有关。
教师活动：利用多媒体动画演示人、鼠细胞融合的实验过程。
生
（1）细胞融合时，一半呈红色的细胞膜是来自什么细胞？一半呈绿色的细胞膜是来自什么细胞？
（2）40 min后两种颜色均匀分布说明什么？
（3）该实验说明细胞膜结构有什么特点？
生
（1）呈红色的细胞膜是来自人细胞，呈绿色的细胞膜是来自鼠细胞。
（2）说明两种细胞膜上的蛋白质分子可以通过运动而均匀分布。
（3）该实验反映了细胞膜结构具有一定的流动性的特点。
师
联系细胞膜的结构思考，它具有什么功能？
生
使细胞与周围环境分开，维持细胞自身内环境的相对稳定，具保护作用，与周围环境进行物质交换，与细胞各种代谢活动有关。
板书设计
第二节 细胞的类型和结构
一、细胞的类型
二、细胞的结构
第2课时 细胞质和细胞器
教学过程
导入新课
利用多媒体先显示一幅普通光学显微镜下所看到的人口腔上皮细胞和植物叶肉细胞显微图像。
师
（1）在人的口腔上皮细胞细胞膜以内是哪几部分细胞结构？从图像中能看到什么现象？
（2）植物叶肉细胞和人的口腔上皮细胞结构相同吗？
生
（1）人的口腔上皮细胞细胞膜以内是细胞质和细胞核，细胞核似球形，细胞质呈无色透明。
（2）植物叶肉细胞和人的口腔上皮细胞结构不相同。
师
人的口腔上皮细胞细胞质呈无色透明，细胞质是否就是由水及溶解其中的各种物质组成的无色溶液呢？它是否含有其他细胞结构？它有什么功能呢？
推进新课
板 书：（三）细胞质
教师活动：利用多媒体显示植物细胞亚显微结构图。
师
细胞质是指哪部分？它又包括哪几个部分？
生
细胞质是指细胞膜以内、细胞核以外的部分。它主要包括细胞质基质和细胞器。
学生活动：阅读教材P33细胞质基质部分内容，思考下列问题：
（1）细胞质基质的组成物质是什么？
（2）细胞质基质的主要功能是什么？
生
（1）细胞质基质含有水、无机盐、脂质、糖类、蛋白质、氨基酸等。
（2）主要功能是为生命活动提供场所和物质以及一定的环境条件。
师
在细胞质基质中，存在着多种细胞器。每一种细胞器都有特定的形态结构，完成各自特定的功能。
学生活动：阅读教材P34～P35植物细胞和动物细胞亚显微结构模式图和图群。
师
读图时注意从分布、形态、结构、功能等方面去认识各种细胞器。
教师活动：利用多媒体分别显示植物细胞和动物细胞亚显微结构图形，并让学生从图中逐一识别指认出各种细胞器，说出其名称。
教师活动：展示线粒体模型，让学生观察模型及教材中的插图，说出线粒体形态和结构。
课件展示：
线粒体形态：球形或棒状
师
线粒体的主要生理功能是什么？
生
是生活细胞有氧呼吸和形成ATP的主要场所。
师
（1）线粒体结构与其功能之间有什么关系？
（2）动物细胞与植物细胞相比，线粒体数量有何区别？
（3）人体的心肌细胞与皮肤组织细胞相比，线粒体数量有何区别？
（4）从上述情况中可以看出不同组织细胞中线粒体数量与组织细胞的功能有何联系？
生
（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴，增大内膜表面积，在内膜和基质中有许多与有氧呼吸有关的酶，所以，其结构与功能是相适应的。
（2）动物细胞中线粒体数量一般比植物细胞中多。
（3）心肌细胞中线粒体数量比皮肤组织细胞中多。
（4）线粒体是有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动所需的能量。组织细胞的生命活动越旺盛，细胞中线粒体也越多。
教师活动：多媒体显示植物细胞亚显微结构图，展示叶绿体教学模型。引导学生仔细观察叶绿体的形态和结构，并注意与教材中的图形比较。
学生活动：观察并说出叶绿体的形态、结构和功能。
课件展示：
形态：一般呈扁平的椭球形或球形。
师
根据叶绿体的功能，请同学讨论叶绿体一般分布于哪些植物细胞中？
生
分布于绿色植物的叶肉细胞和嫩茎皮层细胞。
师
（1）叶绿体基粒上含有与光合作用有关的色素和酶，在基质中也含有与光合作用有关的酶，这体现了叶绿体的结构与其作为光合作用的场所的功能相适应。
（2）通过光合作用，叶绿体能利用光能，把CO2和水合成为有机物，并把光能转变为化学能储存在有机物中，因此，叶绿体被比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站”。
学生活动：请学生结合阅读教材中的图群，并与多媒体显示的动植物细胞亚显微结构图进行比较，说出液泡、核糖体、内质网、中心体、高尔基体的分布、类型、结构和功能等内容。
课件展示：
师
（1）上述细胞器中具有膜结构的细胞器是哪些？具有双层膜的细胞器是哪些？
（2）与能量转换有关的细胞器是哪些？
生
（1）具有膜结构的细胞器是线粒体、叶绿体、液泡、内质网、高尔基体，具有双层膜的细胞器有线粒体和叶绿体。
（2）与能量转换有关的细胞器是线粒体和叶绿体。
板书设计
（三）细胞质
1.细胞质基质
2.细胞器
第3课时 细胞核
教学过程
导入新课
利用多媒体介绍英国科学家维尔莫特首次用羊的乳腺细胞核注入到另一个已吸出细胞核的卵细胞中，形成的融合后的卵细胞分裂形成早期胚胎，把这个胚胎移植到第三只母羊子宫内，140多天后，生下了一只小母羊多利，它与原来提供细胞核的母羊几乎相同，这就是世界上第一只克隆羊。显示多利羊及提供细胞核的母羊的图片。
教师设疑导入新课：为什么克隆羊多利与提供细胞核的母羊几乎相同呢？
推进新课
板 书：（四）细胞核
教师活动：展示动植物细胞亚显微结构图。
学生活动：阅读教材P37图3-11，认真观察动植物细胞亚显微结构图。从中指认出细胞核。
教师活动：多媒体显示细胞结构模式图，要清晰显示出核膜（双层膜）、核孔、核仁、染色质等结构。并让学生指认出核膜、核孔、核仁、染色质等。
师
（1）核膜由几层膜构成？核孔有什么功能？
（2）核仁有什么功能？
（3）染色质的化学成分是什么？它与染色体是什么关系？
学生阅读教材P36细胞核部分内容，讨论后回答：
（1）核膜由两层膜组成，核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道，如蛋白质和DNA等。
（2）核仁与核糖体形成有关。
（3）染色质主要由DNA和蛋白质组成。染色质与染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种表现形态。
教师活动：利用多媒体动画演示在细胞分裂过程中染色质和染色体周期性动态变化过程。并指出DNA主要分布于细胞核中，它能通过复制传给后代，从而使生物能保持遗传特性的稳定。
课件展示：
遗传物质储存和复制的场所，细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
教师活动：利用多媒体显示变形虫，并讲述。变形虫是一种单细胞原生动物，生物学家将变形虫细胞核取出，分别单独培养无细胞核部分和只含细胞核部分。结果：无细胞核部分培养一段时间后死亡，若重新植入细胞核后，又恢复生命活动；而只含有细胞核的部分不能培养。
学生观察分析讨论：以上现象说明了什么？
课件展示：
细胞是一个有机的统一的整体，细胞只有保持完整性，才能正常地完成各种生命活动。
边做边学：使用高倍显微镜观察细胞结构
教师演示并写出：
（1）制作黑藻临时玻片标本：黑藻植株镊取一片小叶展放于载玻片加盖玻片。
（2）高倍镜的使用：先用低倍镜观察，使观察物像在视野中央，转动转换器，换上高倍物镜，调节细准焦螺旋。
学生实验：按操作程序，认真操作，并绘图。
教师巡回指导:指导学生注意规范操作并强调：
（1）先使用低倍镜观察时应：对光放片低倍镜观察。
（2）镜筒下降时，眼睛要看着物镜，注意物镜与装片间的距离。
（3）切不可直接使用高倍镜。
学生讨论:
（1）细胞质中的叶绿体是不是静止不动的，为什么？
（2）实验前为什么要将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2天？
师生讨论归纳:
（1）细胞质中叶绿体是不断运动的，因为活细胞中细胞质不停运动。
（2）在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2天是为了黑藻代谢旺盛，细胞质流动较快，易观察。
学生实验：观察大白鼠胰腺的铁苏木精染色玻片标本，并绘图。
教师指导：注意识别线粒体的形态。
师
通过观察动植物的细胞结构及比较教材图3-10，比较动植物细胞结构有什么异同点。
课堂小结
动植物细胞结构的比较表
项 目 动物细胞 植物细胞
不同点 无细胞壁、叶绿体，有中心体 有细胞壁、叶绿体、大液泡，低等植物有中心体
相同点 都有细胞膜、细胞质、细胞核，细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、核糖体、高尔基体等
课后作业：每2人一组，利用安全废旧物品，尝试制作动植物细胞模型。
教师活动：投影显示细菌结构模式图和动植物细胞亚显微结构模式图。
学生活动：观察、比较和讨论原核细胞与真核细胞有何区别？
师生共同归纳：
原核细胞与真核细胞的区别
项 目 原核细胞 真核细胞
细胞大小 较 小 较 大
细胞核 没有成形的细胞核，无核膜，无核仁，有拟核 有成形的细胞核，有核膜和核仁
细胞器 只有核糖体 含线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、中心体、液泡、核糖体等多种细胞器
细胞壁成分 糖类和蛋白质组成 纤维素、果胶组成
板书设计(共18张PPT)
第2课时 细胞质和细胞器
真核细胞的结构
知识回顾
1、细胞膜的主要化学成分和结构是什么？
2、细胞膜的结构特点和功能特点是什么？
3、细胞膜的主要功能有哪些？
4、细胞壁的主要成分及功能是什么？
预习任务：
构建真核细胞亚显微结构模型
分工细则：
各组确定做植物细胞模型或动物细胞模型
模型制作注重科学性（阅读教材自我学习）
建议小组中由一人负责细胞的整体构建
由两人负责各种细胞器的构建
组长负责给全班展示模型，并介绍模型各组分的名称
模型展示
用模型共同学习
模型中留空的地方代表的是什么？是不是水？有什么作用？
用我们自己的模型来学习
模型中耗费我们最多精力的都有哪些组分？
细胞质基质
成分：
功能：
为生命活动提供代谢反应的场所和所需要的物质，也提供一定的环境条件
还能影响细胞的形状，分裂和运动，以及细胞器的转运等
水、无机盐、脂质、糖类、蛋白质、氨基酸、核苷酸等，还有多种酶
线粒体
外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）
功能：
结构：
有氧呼吸和形成ATP的主要场所
分布：
形态：
真核细胞中，如动、植物细胞
短棒状、椭球型，线型或颗粒型
叶绿体
结构：
功能：
外膜、内膜、类囊体（色素和光合作用酶）、基质（少量DNA和有关酶）
光合作用的场所
多个类囊体叠合成基粒
分布：
形态：
主要分布在绿色植物叶肉细胞
椭球型、球型
线粒体和叶绿体比较表
线粒体 叶绿体
主要分布
形态
结构
成分
功能
共同点
扁平的椭球形或球形
真核细胞中，如动植物细胞
绿色植物叶肉细胞
短棒状、椭球型、线型或颗粒型
双层膜、内膜向内折成嵴、基质
双层膜、类囊体（叠合成基粒）、基质
基质含有氧呼吸酶、DNA
类囊体薄膜上有色素和酶
基质中含光合作用酶、DNA
有氧呼吸和形成ATP的主要场所（分解有机物）
光合作用的场所（合成有机物）
都是双层膜，都与能量转换有关，都含DNA
内质网
分布：
类型
光面内质网：
形态结构：
绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多
由单层膜构成的复杂结构
粗面内质网：上面附着有核糖体
功能：
1、增大细胞内膜面积有利于化学反应进行。
2、与蛋白质、脂质合成有关。
3、储存和运输物质
核糖体
分布：
形态结构：
主要功能：
附着在内质网上或游离在细胞质基质中
椭球形的粒状小体，无膜结构
细胞内合成蛋白质（多肽）的场所
高尔基体
主要分布：
动植物细胞中，细胞核附近
形态结构：
扁平囊状结构，有大小囊泡
主要功能：
与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运功能
2. 与植物细胞壁的形成有关
液泡
维持渗透压，保持细胞形态
存 在：
形态结构：
主要功能：
植物细胞
单层膜围成的泡状结构；内有细胞液
调节细胞的内部环境
植物细胞都有液泡吗？
成分：
糖类、无机盐、色素、氨基酸等
与花、果实的颜色有关
中心体
功能：
动物细胞内和有些低等植物细胞中
与细胞有丝分裂有关
分布：
结构：
由两个相互垂直的中心粒及周围的物质组成，无膜结构
具双层膜的细胞器：
具单层膜的细胞器：
不具膜结构的细胞器：
高等植物细胞特有的结构：
动物细胞特有的细胞器：
原核细胞和真核细胞共有的细胞器是：
1.按结构归纳：
梳理与归纳
线粒体、叶绿体
内质网、高尔基体、液泡
核糖体、中心体
叶绿体、液泡、细胞壁
中心体
核糖体
2.按成分归纳：
植物细胞中含有色素的细胞器：
含有DNA的细胞器：
与能量转换有关的细胞器:
动植物细胞都有，但功能不同的细胞器是：
叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体
3.按功能归纳：
高尔基体
线粒体、叶绿体
细胞器的比较
名称 主要分布 形态 结构 成分 功能
线粒体 短棒状、圆球状、线形、哑铃形 双层膜、嵴、
基质 有氧呼吸酶、少量DNA
叶绿体 扁平、椭球形或球形 双层膜、基粒、基质 光合作用酶、色素、少量DNA
内质网 网状 单层膜 - (1)增大细胞内膜的面积，有利于化学反应的进行(2)与蛋白质、脂质、糖类的合成有关(3)储存和运输物质(蛋白质等)
核糖体 椭球形 无膜结构 -
高尔基体 扁平小囊和小泡 单层膜 -
中心体 动物和某些低等植物细胞 无膜结构 -
液泡 植物细胞 泡状 单层膜 色素等 维持细胞渗透压，保持细胞形态
真核细胞如：动植物细胞
真核细胞如：动植物细胞
原核、真核细胞
真核细胞
绿色植物叶肉细胞
进行有氧呼吸
和形成ATP的主要场所
光合作用的场所
合成蛋白质的场所
(1)与细胞分泌物的形成有关(2)与植物细胞壁的形成有关
两个中心粒互相垂直
与细胞有丝分裂有关第二节 细胞的类型和结构
TOC \o "1-3" \h \z \u 第二节 细胞的类型和结构 1
HYPERLINK \l "_Toc107819370" 3-2-1 原核细胞和真核细胞 1
3-2-2 原核细胞向真核细胞的转变 1
HYPERLINK \l "_Toc107819372" 3-2-3 蓝藻 2
3-2-4 原核细胞与真核细胞的比较 3
HYPERLINK \l "_Toc107819374" 3-2-5 细胞膜与信道 3
3-2-6 人工细胞膜 4
HYPERLINK \l "_Toc107819376" 3-2-7 细胞膜系统 5
3-2-8 几种主要的生物膜结构模型 5
HYPERLINK \l "_Toc107819378" 3-2-9 细胞器的比较 6
3-2-10 细胞质 6
HYPERLINK \l "_Toc107819380" 3-2-11 真核细胞 7
3-2-12 细胞壁的结构和功能 8
HYPERLINK \l "_Toc107819382" 3-2-13 细胞器的分离提出方法 8
3-2-14 细胞膜成分与分析方法 9
HYPERLINK \l "_Toc107819384" 3-2-15 细胞核与线粒体的分级分离 9
3-2-16 植物的颜色 10
HYPERLINK \l "_Toc107819386" 3-2-17 液泡 11
3-2-1 原核细胞和真核细胞
细胞分原核细胞和真核细胞两大类。
细菌、蓝藻属于原核细胞，它们的结构简单，种类不多。原核细胞的外部由质膜包围，质膜外有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞内脱氧核糖核酸（DNA）的区域没有被膜包围，只有一条DNA。这就是说，它没有一个像样的细胞核。原核细胞因此而命名。
真核细胞里具有真正的细胞核，核内有染色质、核仁和核液。真核细胞的细胞质里有核糖体、内质网、叶绿体、高尔基体等细胞器。
从原生动物到人类，从低等植物到高等植物，绝大多数动植物都是由真核细胞构成的。动物细胞和植物细胞既相似又稍有区别。
3-2-2 原核细胞向真核细胞的转变
原核细胞 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )与真核细胞 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )的差别如此巨大，以至于过去人们认为原核细胞是由真核细胞退化而来的。解决由原核细胞向真核细胞的演化问题是细胞演化的关键。人们在这个问题上争论颇多，较具代表性的是以下两个观点：
(1)细胞内共生学说 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
这个学说认为，真核细胞是通过若干不同种类的原核细胞生物结合共生而造成的，这些共生的原核生物与宿主细胞建立了紧密的相互依存的关系，同时在复制和遗传上建立了统一的协调的体系，这样的共生的组合就成为真核生物的祖先。
最早提出内生说的是A. F. Schimper，他在1883年发现绿藻和高等植物的叶绿体能够自行繁殖分裂，并发现它们在形态上与自由生活的蓝藻很相似，从而提出质体来自寄生的蓝藻的假说。这时的共生说还没有受到多少重视，主要是由于证据太少。20世纪60年代以后，随着细胞超微结构和细胞生物化学研究的发展，共生说又逐渐流行起来。在电子显微镜下，植物的叶绿体与蓝藻（蓝菌）极其相似，叶绿体本身也含有DNA 的核质（nucleoid）区，都有片层状结构。人们还发现细胞器与细胞整体的关系与自然界的内共生现象非常相似。共生现象在自然界很普遍。
(2)直接演化学说
3-2-3 蓝藻
蓝藻（图3-20）又称蓝细菌，能进行与高等植物类似的光合作用（以水为电子供体，放出O２），与光合细菌的光合作用的机制不一样，因此被认为是最简单的植物。蓝藻没有叶绿体，仅有十分简单的光合作用结构装置。蓝藻细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样，是一个环状DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。蓝藻细胞的体积比其它原核细胞大得多，直径一般在士10um，甚至可达70μm（颤藻）。蓝藻属单细胞生物，有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜就是蓝藻的丝状体；做绿肥的红萍实际上是一种固氮蓝藻与水生蕨类满江红的共生体。
图 项圈藻图片
3-2-4 原核细胞与真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
大小 较小 较大
细胞核 没有核膜没有成型的细胞核,遗传物质集中在核区 有成形的真正的细胞核,有核膜核仁
细胞器 有分散的核糖体,无其它细胞器 有复杂细胞器
细胞壁 不含纤维素主要成分是肽聚糖 主要成分是纤维素和果胶
细胞分裂 无有丝分裂 能进行有丝分裂
转录和翻译 出现在同一时间与地点 转录在核内,翻译在细胞质内,转录在前翻译在后
举例 细菌、蓝藻等 真菌绝大多数动植物的细胞
3-2-5 细胞膜与信道
包括人类在内的各种生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来的微小城镇，有用的物质不断被运进来，废物被不断运出去。早在100多年前，人们就猜测细胞这一微小城镇的城墙中存在着很多"城门"，它们只允许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔化学奖表彰的就是有关这些"城门"的研究成果。
瑞典皇家科学家10月8日宣布，将2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献。
生物体的主要组成部分是水溶液，水溶液占人体重量的70％。生物体内的水溶液主要由水分子和各种离子组成。它们在细胞膜通道中进进出出以实现细胞的多种功能。
20世纪50年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着一种只允许水分子出入的水通道。因为水对于生命至关重要，所以水通道是细胞膜的一种重要通道。尽管科学家发现存在水通道，但水通道到底是什么却一直是个谜。
20世纪80年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，一种含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子的功能，就是水通道。
2000年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了只允许水分子通过的蛋白的特殊结构。
水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体就有11种。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用。通常一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约1升的尿液排出人体。
早在1890年，威廉·奥斯特瓦尔德（1909年诺贝尔化学奖获得者）就推测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代，科学家证实存在一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初，阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发现，离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。为此，他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过，那时科学家并不知道离子通道的结构和工作原理。
1988年，罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片，并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌，也是一种蛋白。麦金农的方法可以让科学家观测到离子在进入离子通道前的状态、在通道中的状态以及穿过通道后的状态。
对水通道和离子通道的研究意义重大。很多疾病，比如一些神经系统疾病和心血管疾病，就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的，对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应药物。另外，利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗疾病的目的。中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度，这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家认为，对细胞膜通道的研究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的途径。
3-2-6 人工细胞膜
据报道，加拿大研究人员用相当简单的聚合物生成了细胞大小的囊，它像细胞膜一样柔韧，但比细胞膜强度高得多。研究人员称该囊可能为运送药物提供新的方法。他们将由乙基乙烯和环氧乙烷制得的聚合物涂覆在铂电极上，并将其浸在糖溶液中，然后迅速改变电极间的电流方向，使带微量电荷的聚合物分子向离开电极的方向形成双分子层，最终与电极断开形成囊。
其中一些囊的直径有50微米大小。研究小组发现制得的囊几乎如细胞膜一样可弯曲和伸展，但强度是细胞膜的20倍。专家说,用化合物来增强聚合物分子间的键合力还可使囊的强度更高。他还说，强度如此之高的囊可能做包裹药物的人工细胞。药物或其基因可能通过一个专用的孔装到人工细胞里，细胞外面再附加其它分子，使载药细胞能聚集到需要它们的地方，如肿瘤.
3-2-7 细胞膜系统
细胞质膜系统是指细胞内那些在生物发生上与质膜相关的细胞器, 显然不包括线粒体、叶绿体和过氧化物酶体,因为这几种细胞器的膜是逐步长大的,而不直接利用质膜
3-2-8 几种主要的生物膜结构模型
迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多，现仅介绍几种较为重要的模型。随着研究的深入，人们对膜结构的认识将会不断趋向全面与合理。
1.双分子片层模型
这是1935年由J.Danielli和H.Davson提出的，以后的研究者又做了些修改和补充。此模型的主要内容为：细胞膜是由双层脂分子及内外表面附着的蛋白质所构成的。脂质分子平行排列并垂直于膜平面。双层脂质分子的非极性端相对，极性端向着膜的内外表面，在内外表面各有一层蛋白质。这一模型缺少必要的细节，是对膜结构的一个较粗浅的认识。
2.单位膜模型
此模型是由J.D.Robertson于1959年提出的。这一模型主要强调：连续的脂双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，以β折叠形式通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不足在于：把膜结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。其次，不同膜的厚度差异明显，变化范围为5～10 nm。此外，认为蛋白质分子在脂分子表面呈伸展构型，也与蛋白质发挥其功能时的构象要求不相符。
3.流动镶嵌模型
这一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通过对已有的模型进行修正而提出的。它的主要特点是：（1）强调了膜结构的不对称性和不均匀性。将膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白，并且指出蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。（2）强调了膜结构的流动性。认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。（3）膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。
4.晶格镶嵌与板块镶嵌模型
Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型。他在流动镶嵌模型的基础上，进一步强调：生物膜中流动性脂质的可逆性变化。这种变化区域呈点状分布在膜上。相变表现为膜脂分子的一种协同效益，即几十个以上的脂分子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜中其他组分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响。板块镶嵌模型是Jain和White于1977年提出的，其内容本质上与晶格镶嵌模型相同。他们认为：在流动的脂双分子层中存在许多大小不同的刚度较大的彼此独立运动的脂质“板块”（有序结构区），板块之间被无序的流动的脂质区所分割，这两种区域处于一种连续的动态平衡之中。
生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成和结构特征。
3-2-9 细胞器的比较
分布 形态 结构 成分 功能
线粒体 普遍存在于动植物细胞 多呈椭球形 内外膜(双层)嵴、基质、基粒 蛋白质、磷脂、有氧呼吸的酶、少量DNA、RNA 有氧呼吸、动力工厂
叶绿体 主要存在渔叶肉细胞和幼茎皮层内 球形椭球形 内外膜(双层)嵴、基质、基粒 蛋白质、磷脂、光合作用的酶、色素、少量DNA、RNA 光合作用的场所—养料制造工厂、能量转换器
内质网 绝大多数动植物细胞 网状 单层膜 蛋白质、磷脂、 增大了膜面积，有机物合成车间，运输通道
核糖体 普遍存在于动植物细胞 椭球形粒状小体 游离于基质附在内质网核膜上 蛋白质、RNA、 蛋白质的装配机器
高尔基体 普遍存在于动植物细胞 囊状 单层膜 蛋白质、磷脂的等 与动物细胞分泌物的形成有关，浓缩加工蛋白质，与植物细胞壁形成有关
中心体 动物细胞低等植物细胞 T形 两个互相垂直的中心粒及其周围物质构成 微管蛋白、鸟苷酸等、 动物细胞里的中心体与有丝分裂有关
液泡 植物细胞，动物细胞不明显 泡状 叶泡膜、细胞液 蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等 调节细胞的内环境，使细胞保持一定的渗透压，保持膨压状态
3-2-10 细胞质
细胞质为透明的胶态原生质，其内含有颗粒状或膜状的构造，共计有内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、溶体、中心体、叶绿体及微粒体等几种胞器。这些细胞器的构造和功能各不相同，各种细胞器各司其所负责的生理功能。
3-2-11 真核细胞
一、质膜
细胞表面的一层单位膜，特称为质膜。真核细胞除了具有质膜、核膜外，发达的细胞内膜形成了许多功能区隔。由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔化。区隔化是细胞的高等性状，它不仅使细胞内表面积增加了数十倍，各种生化反应能够有条不紊地进行，而且细胞代谢能力也比原核细胞大为提高。
二、细胞核
细胞核是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被膜，核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体。间期染色体结构疏松，称为染色质；有丝分裂过程中染色体凝缩变短，称为染色体。其实染色质与染色体只是同一物质在不同细胞周期的表现。染色体的数目因物种而异，有的如蕨类植物的染色体数多达1260个；有的如马蛔虫只有两条染色体。核内1至数个小球形结构，称为核仁。
三、细胞质
存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质，细胞之中具有可辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细胞器。除细胞器外，细胞质的其余部分称为细胞质基质或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一半。细胞质基质并不是均一的溶胶结构，其中还含有由微管、微丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。
（一）细胞质基质的功能：
1、具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。
2、多代谢过程是在细胞基质中完成的，如①蛋白质的合成、②核酸的合成、③脂肪酸合成、④糖酵解、⑤磷酸戊糖途径、⑥糖原代谢、⑦信号转导。
3、供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。
4、细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并与细胞运动、物质运输和信号转导有关。
5、控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化，如卵母细胞中不同的mRNA定位于细胞质不同部位，卵裂是不均等的。
6、参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。
（二）主要细胞器
1. 内质网：由膜围成一个连续的管道系统。；粗面内质网，表面附有核糖体，参与蛋白质的合成和加工；光面内质网表面没有核糖体，参与脂类合成。
2.高尔基体：由成摞的扁囊和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成有关。
3.溶酶体：动物细胞中行细胞内消化作用的细胞器，含有多种酸性水解酶。
4. 线粒体：由双层膜围成的与能量代谢有关的细胞器，主要作用是通过氧化磷酸化合成ATP。
5.叶绿体：植物细胞中与光合作用有关的细胞器，由双层膜围成。
6. 细胞骨架：由微管、微丝和中间丝构成与细胞运动和维持细胞形态有关。
7. 中心粒：位于动物细胞的中心部位，故名，由相互垂直的两组9+0三联微管组成。中心粒加中心粒周物质称为中心体。
8. 微体）：由单层单位膜围成的小泡状结构，含有多种氧化酶，与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。
3-2-12 细胞壁的结构和功能
细胞壁是在植物细胞外层形成的一种较坚硬的结构，它包围着内部的原生质体。植物体的分生组织区如茎尖和根尖，其组成的细胞具有较强的增殖能力，所产生的新细胞一般比较小，其外层具有一圈细胞壁，称为初生细胞壁。初生细胞壁比较薄，具有一定的弹性，以适应细胞的生长。高等植物的初生细胞壁在不同植物、不同器官组织和不同发育时期，成分和结构都有很大差异，但基本组成和结构是相似的，即以纤维素微纤丝为骨架，以半纤维素和果胶以及糖蛋白为基质，通过共价键和非共价键的结合，交叉形成一种高度复杂的、抗张力强的网状结构。细胞壁中存在多种酶，如过氧化物酶、磷酸酯酶、苹果酸脱氢酶等，在衰老和果实成熟时，还产生自溶酶，如纤维素酶、果胶酶等。
随着细胞的分化，植物体产生各类具有特殊功能的细胞、组织和器官，为适应其特殊生理功能的需要，其细胞壁也发生各种不同的次生修饰，如木质部中的导管和管胞，以及纤维和木纤维细胞的细胞壁都发生次生加厚。
植物细胞壁的形成，首先对细胞具有保护作用，还由于细胞壁具有较坚韧的支撑性，因此它对植物体起着骨架作用。细胞壁虽是细胞外层的一种坚韧的结构，但它并未将相邻细胞完全隔离，细胞间存在着一种穿过细胞壁的特殊结构，即胞间连丝，它使细胞间能进行物质和信息的交流。同时细胞壁还具有运输功能。特化的细胞一般都产生具有某种相应功能的细胞壁。
3-2-13 细胞器的分离提出方法
细胞中的膜结构是整个细胞及多种细胞器的界膜，对于保持细胞和细胞器的独立性是必不可少的，同时很多重要的功能是在膜结构上完成的。为了研究细胞膜和细胞器的结构与功能，首先要分离出形态与结构完整的、具有生物活性的、纯度高的样品。在研究工作中，分离细胞膜和细胞器可以用以下方法。
首先是制备一定量的细胞，细胞的来源可以是培养细胞，也可以是某种组织。培养细胞的收集相对简单一些，直接用胰酶将细胞从培养瓶上消化下来，制成细胞悬浮液。比较易碎的组织细胞的收集如肝、脾等，可采用匀浆的方法，稍加研磨就可制成细胞悬液。有些结缔组织，直接研磨不易分离出细胞，可先用适量的胶原酶处理。
细胞制备出来后，进行匀浆处理。匀浆的方法有多种，如用高速打碎机破碎，低渗，玻璃珠与细胞共振荡，冻融法，超声波打碎等。可根据实验需要和实验室条件来选择。无论选择哪种方法，都要尽可能保持膜的完整性。整个操作过程要避免过于激烈，pH、离子强度和渗透压等条件要适中，一般常用中性和等渗溶液。
匀浆产生的细胞裂解物，可通过一系列差速离心再加上一个梯度离心来分离细胞膜与细胞器，梯度是根据细胞器的大小、密度和沉降特性来设计的。匀浆分步分离的第一步是差速离心，在一系列的离心过程中离心力逐渐加大，并且将细胞器加入到具有密度梯度的介质中离心，常用的分离介质有蔗糖、甘油、葡聚糖等。由于每种细胞器的大小和沉降特性不同，因此可被分离出来。如果只是分离细胞中的某种细胞器，可直接根据那种细胞器所对应的相对离心力，在细胞匀浆后进行离心分离。哺乳动物红细胞的结构比较简单，其细胞膜可用低渗离心的方法分离出来。如果是独特的细胞膜，可根据表面电荷的密度采用电泳的方法分离，也可根据大小采用凝胶过滤的方法分离。
3-2-14 细胞膜成分与分析方法
组成细胞膜的成分可分为三大类，即膜脂、膜蛋白和糖类。几种成分所占的比例，依据膜类型的不同，细胞类型的不同，生物类型的不同以及细胞不同的发育时期而发生变化，如肝细胞膜中蛋白质与脂质的比例明显高于红细胞。
膜脂是细胞膜的基本成分，约占膜成分的50%，它又包括三大类脂质分子，即磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂含有极性的磷酸基团，以及非极性的烃链，即包括极性的头部和非极性的尾部，属双型性分子。糖脂也是双型性分子，它的结构与鞘磷脂很相似，仅由一个或多个糖基代替了磷脂酰胆碱。胆固醇分子包括三部分：作为极性头部的羟基、类固醇环和一个非极性的碳氢尾部。
膜蛋白是构成细胞膜的重要组分，膜的大部分功能主要由膜蛋白完成。膜蛋白约占膜成分的40%。根据膜蛋白与膜脂的结合方式，膜蛋白可分为内在蛋白（或称跨膜蛋白）和外周蛋白。
膜中的糖类约占膜成分的2%～10%，它们通常与膜脂结合形成糖脂，或与蛋白结合形成糖蛋白。其中的糖类分子有单糖，也有多糖。
对于组成细胞膜的基本成分，最初是通过用脂质溶剂和蛋白酶处理细胞膜来确定的。用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解，脂质分子进入到溶剂中，说明膜中含有脂质分子；用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构，说明细胞膜的化学组成中除了脂质还有蛋白质。对于一些具体的组成成分，可采用相应酶的处理来确定。例如，用卵磷脂酶处理细胞，可破坏细胞膜，证明膜中有卵磷脂的存在。对于膜中某种蛋白质功能的分析，有很多方法，其中一种是将这种蛋白质分离纯化出来，将它掺入到磷脂小泡中，形成只含一种蛋白质的磷脂小泡，然后检测蛋白质的功能。
3-2-15 细胞核与线粒体的分级分离
一、原理
细胞内不同结构的比重和大小都不相同，在同一离心场内的沉降速度也不相同，根据这一原理，常用不同转速的离心法，将细胞内各种组分分级分离出来。
分离细胞器最常用的方法是将组织制成匀浆，在均匀的悬浮介质中用差速离心法进行分离，其过程包括组织细胞匀浆、分级分离和分析三步，这种方法已成为研究亚细胞成分的化学组成、理化特性及其功能的主要手段。
匀浆低温条件下，将组织放在匀浆器中，加入等渗匀浆介质(即0.25mol／L蔗糖一0.003mol／L氯化钙)进行破碎细胞使之成为各种细胞器及其包含物的匀浆。
分级分离由低速到高速离心逐渐沉降。先用低速使较大的颗粒沉淀，再用较高的转速，将浮在上清液中的颗粒沉淀下来，从而使各种细胞结构，如细胞核、线粒体等得以分离。由于样品中各种大小和密度不同的颗粒在离心开始时均匀分布在整个离心管中，所以每级离心得到的第一次沈淀必然不是纯的最重的颗粒，须经反复悬浮和离心加以纯化。
分析 分级分离得到的组分，可用细胞化学和生化方法进行形态和功能鉴定。
二、细胞核的分离提取
(一)操作步骤
1．用颈椎脱位的方法处死小白鼠后，迅速剖开腹部取出肝脏，剪成小块(去除结缔组织)尽快置于盛有0.9％NaCl的烧杯中，反复洗涤，尽量除去血污，用滤纸吸去表面的液体。
2．将湿重约1g的肝组织放在小平皿中，用量筒量取8ml预冷的0.25mol／L蔗糖一0.003mol／L氯化钙溶液，先加少量该溶液于平皿中，尽量剪碎肝组织后，再全部加入。
3．剪碎的肝组织倒入匀浆管中，使匀浆器下端浸入盛有冰块的器皿中，左手持之，右手将匀浆捣杆垂直插入管中，上下转动研磨3～5次，用3层纱布过滤匀浆液于离心管中，然后制备一张涂片①，做好标记，自然干燥。
4．将装有滤液的离心管配平后，放入普通离心机，以2500rpm，离心15分钟；(1)缓缓取上清液，移入高速离心管中，保存于有冰块的烧杯中，待分离线粒体用；(2)同时涂一张上清液片②做好标记，自然干燥；(3)余下的沉淀物进行下一步骤。
5．用6ml0.25mol/L蔗糖一0.003mol／L氯化钙溶液悬浮沉淀物，以2500rpm离心15分钟弃上清，将残留液体用吸管吹打成悬液，滴一滴于干净的载玻片上，涂片③，自然干燥。
6．将①、②、③涂片用l％甲苯胺兰染色后盖片即可观察。
(二)结果
分别于高倍镜下观察三张涂片，描述镜下所见。
三、高速离心分离提取线粒体
(一)操作步骤
1．将装有上清液的高速离心管，从装有冰块的烧杯中取出，配平后，以17000rpm离心20分钟，弃上清，留取沉淀物。
2．加入0．25mol／L蔗糖一0．003mol／L氯化钙液lml，用吸管吹打成悬液，以17000rpm离心20分钟，将上清吸入另一试管中，留取沉淀物，加入0.1ml 0．25mol／L蔗糖一0.003mol／L氯化钙溶液混匀成悬液(可用牙签)。
3．取上清液和沉淀物悬液，分别滴一滴于干净载玻片上(分别标记④、⑤涂片)，各滴一滴0.02％詹纳斯绿B染液盖上盖片染20分钟。
(二)结果
油镜下观察，颗粒状的线粒体被詹纳斯绿B染成蓝绿色。
3-2-16 植物的颜色
植物是绿色的，能够进行光合作用的生物，这依赖于它们细胞内含有能捕获能量的色素，叫做叶绿素，在化学结构上，它由4个连在一起的卟啉环组成，中央络合一个镁原子，这构成了它的头部，它的尾部是几乎完全饱和的炭氢叶绿醇，两部分构成完整的叶绿素分子。叶绿素是这类光合色素的总称，依据它们化学结构上的细微区别，叶绿素分为三种，分别是叶绿素a 、叶绿素b和叶绿素c。其中叶绿素a是主要的光合色素，存在于所有的光合放氧植物中，其它两种是辅助色素，分别存在于不同的植物门类中。
除了叶绿素外，还有其它类型的光合色素，如胡萝卜素、藻胆素等，它们也是植物光合作用的辅助色素，植物的颜色取决于几种色素的组合。
在所有的光合放氧生物中，都有叶绿素a 的存在，叶绿素a对太阳光有两个吸收高峰，分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区，一个位于蓝光区域，一个位于紫光区域，而对于处在500－600纳米之间的绿光吸收的甚少，所以我们看到的植物基本上都是绿色。
植物界中，占主导地位的是绿色植物，包括所有的被子植物、裸子植物、蕨类植物、苔藓植物和藻类植物中的绿藻。它们叶绿体中除含有叶绿素a外，还含有叶绿素b。 叶绿素b的吸收高峰也是在蓝区和红区，分别为470纳米和650纳米，而对于处在500－600纳米的绿光同样很少吸收，绝大部分被反射回来，所以我们在自然界中到处都能看到的这些绿色植物。
当然，绿色植物的颜色也不是一成不变地毫无变化，先不说五颜六色的花和果实，它们的着色是因为含量丰富的胡萝卜素、花青素和类黄酮等色素以不同的比例组合，以及与复杂的环境条件相互影响的结果，即使绿色植物叶片本身也会表现出不同的颜色，在市场上，我们能经常能看到紫色的甘蓝，这是它们细胞中紫色色素占优势，掩盖住了叶绿素的颜色。在晚秋初冬，很多种植物的叶片变黄或变红，这是因为叶绿素的合成受阻，并且开始分解，而原来在叶片中的叶黄素和叶红素显现出来的缘故。
植物界中，确有些植物看起来不是纯粹的绿色，拿我们最熟悉的两种海藻―紫菜和海带来说，它们分别代表红藻门和褐藻门，前者是紫色的，后者是褐色的，这是它们含有不同的光合色素造成的。
褐藻门、硅藻门、甲藻门等都含有叶绿素c, 它的吸收高峰是460纳米和640纳米，以及特有的岩藻黄质和甲藻素，它们的吸收高峰是490纳米，这样就使得很大一部分绿光被吸收，所以植物体的颜色就不是纯粹的绿色，而是呈现出褐色和黄色。
红藻中含有一种特殊的辅助色素，这就是藻胆素，它是一种水溶性的辅助色素，可以与藻红蛋白和藻青蛋白结合，分别叫做藻红素和藻蓝素，藻红素分别在500纳米、540纳米和566纳米处有3个吸收高峰，结果几乎所有的绿光都被吸收，所以很多红藻毫无绿色可言。红藻能够吸收绿光，对环境的适应有重要的意义，当阳光中的蓝光和红光大部分被海水滤掉后，生活在海洋深处的红藻依旧可以利用绿光进行光合作用，美国科学家曾经在水深260多米的海洋中采集到生长良好的红藻，那里光的强度只相当于海面光强度的万分之五。在浅海地方，藻蓝素的含量要高得多，红藻光合作用吸收的绿光也就少得多，这里生长的红藻有时仍呈现出淡淡的绿色。
光合放氧生物中还有一类是蓝藻，同红藻相同，蓝藻中也含有藻胆素，但是以藻蓝素为主，藻蓝素的光谱吸收高峰主要在620纳米附近的黄光，因此蓝藻的颜色表现出来的是蓝绿色。当然，蓝藻中也有含藻红素为主的个别种类，这时，蓝藻的颜色就是红色的，红海中就生长着大量的红色蓝藻，而使得海水呈现红色，红海也因此而得名。
3-2-17 液泡
液泡是植物细胞的显著特征之一。幼小的分生组织细胞中具有很小的液泡，随着细胞的生长，代谢产物的增多，细胞从外界吸收大量水分，于是小液泡增大，彼此合并，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡，占据整个细胞体积的90%以上；此时，细胞质连同细胞核等细胞器被中央液泡挤到紧贴细胞壁。中央液泡的形成，标志着细胞已发育到成熟阶段。
图 液泡的形成
A—C 液泡形成的各个时期1.细胞壁；2.细胞质；3.细胞核；4.液泡
液泡被一层液泡膜包被，膜内充满细胞液，它是很复杂的溶液，主要成分是水及溶于水中的细胞生命活动过程中的各种代谢产物，如碳水化合物、脂肪、蛋白质、无机盐、有机酸、植物碱、花青素等。细胞液的成分随着植物种类、发育时期以及不同的代谢产物而异。由于细胞液中富集各类物质，使细胞液保持相当的浓度，以维持细胞的渗透压和膨压，有利于细胞保持一定的形状和进行正常的活动。此外，高浓度的细胞液对植物抗旱、抗寒、抗盐碱能力的提高具有一定的作用。
细胞学家将细胞质中由单层膜包围的小泡称为液泡系，包括液泡、溶酶体、微体、糊粉粒等。因此把液泡也认为是一种细胞器。电镜观察结合酶定位研究证实，液泡不仅仅是被动地积聚代谢产物，而且也积极地参与细胞中物质的生化循环，参与细胞分化和细胞衰老等重要的生命过程。液泡中有多种酶类，包括多种水解酶，在一定条件下，它们能破坏、消化细胞中的组成物质，如线粒体、质体和内质网片段，或分解液泡中的储藏物质，重新动用来参加各种代谢活动。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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返回目录第2节 细胞的类型和结构
一、选择题(每小题2分, 共80分。请将答案填入题后答案栏内)
1．最能表明细胞间功能差异的是 ( )
(A)细胞核的大小 (B)细胞体积的大小
(C)细胞器的种类和数量 (D)细胞膜的结构和功能
2．在家兔细胞和小麦细胞中都可找到的细胞器是 ( )
(A)核糖体和线粒体 (B)线粒体和叶绿体
(C)内质网和中心体 (D)叶绿体和高尔基体
3．下列细胞中, 没有液泡、中心体和叶绿体的是 ( )
(A)幼嫩茎皮层细胞 (B)根毛细胞
(C)正在分裂的根尖分生区细胞 (D)正在分裂的草履虫细胞
4．人体内的红细胞和洋葱根尖细胞，两者相似的是 ( )
(A)都有细胞壁 (B)都有大型液泡 (C)都没有叶绿体 (D)都没有细胞核
5．下列物质中，在核糖体内合成的是 ( )
①性激素 ②纤维素 ③淀粉 ④脂肪酶 ⑤血红蛋白 ⑥胰岛素
(A)①②③ (B)②③④ (C)②③⑥ (D)④⑤⑥
6．下列有关细胞器的叙述错误的是 ( )
(A)核糖体是细胞中数量最多的细胞器
(B)具有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体
(C)真核细胞中均有中心体，与细胞的有丝分裂有关
(D)线粒体和叶绿体内所含有的酶是不同的
7．下面对溶酶体功能的描述，哪一项是不正确的 ( )
(A)分解消化来自细胞外的物质
(B)溶解细胞内由于生理或病理原因破损的细胞器
(C)自身膜破裂，导致细胞自溶而死亡 (D)溶酶体形态变化多样
8．不能在内质网上合成或加工的生物分子是 ( )
(A)抗体 (B)胆固醇 (C)维生素D (D)核酸
9．下列有关膜的叙述，错误的是 ( )
(A)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成
(B)核膜和内质网膜在结构上有密切联系
(C)线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
(D)细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的
10．右图是用显微镜观察物像时，镜头的组合情况。
1、2代表物镜；3、4代表目镜；5、6是观察时，
物镜与载玻片之间的距离。使用下列哪组组合，在视野内看到的细胞数目最多( )
(A)1、3、6 (B)2、3、5 (C)1、4、6 (D)2、4、5
11．蛔虫细胞和大肠杆菌细胞中都没有的结构是 ( )
(A)线粒体 (B)核膜 (C)染色体 (D)核糖体
12．生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信号传导中有重要的功能。下列生物膜结构中，糖蛋白含量最高的可能是 ( )
(A)细胞膜 (B)线粒体膜 (C)叶绿体膜 (D)内质网膜
13．糖蛋白(含有寡糖侧链的蛋白质分子)普遍存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药品X的培养基中，发现细胞无法制造糖蛋白的糖侧链。则此药品X可能作用在蛋白质合成及运输过程中哪一个细胞器上 ( )
(A)核糖体 (B)线粒体 (C)内质网 (D)溶酶体
14．动物合成的蛋白质可分为分泌性蛋白质和内用性蛋白质，与分泌性蛋白质的合成、分泌有直接或间接关系的细胞器和细胞结构有 ( )
(A)核糖体、中心体、内质网 (B)核糖体、线粒体、高尔基体、细胞膜
(C)核糖体、线粒体、质体、高尔基体
(D)细胞核、核糖体、内质网、线粒体、高尔基体、细胞膜
15．某种毒素因妨碍细胞呼吸而影响生物体的生活,这种毒素可能作用于细胞的 ( )
(A)核糖体 (B)细胞核 (C)线粒体 (D)细胞膜
16．在下列结构中，能形成淀粉的是 ( )
(A)线粒体 (B)叶绿体 (C)高尔基体 (D)中心体
17．在动物分泌细胞结构的示意图上，识别高尔基体的主要依据是 ( )
(A)位于核附近和细胞的分泌端 (B)基本结构是膜围成的扁囊
(C)由4～8个扁囊重叠而成 (D)扁囊边缘有分支小管和小泡
18．内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是 ( )
(A)扩展细胞内膜面积，有利于酶的附着 (B)提供细胞内物质运输的通道
(C)提供核糖体附着的支架 (D)参与细胞内某些代谢反应
19．下列关于使用高倍物镜的叙述中，正确的是 ( )
(A)因为藓类的叶片大，在高倍镜下容易找到，所以可以直接使用高倍物镜观察
(B)在低倍镜下找到叶片细胞，即可换高倍物镜观察
(C)换用高倍物镜后，必须先用粗准焦螺旋调焦，再用细准焦螺旋调至物像最清晰
(D)为了使高倍镜下的视野亮一些，可使用较大的光圈或凹面反光镜
20．细胞核中易被碱性染料染成深色的结构是 ( )
(A)核膜 (B)核仁 (C)染色质 (D)核基质
21．细胞核行使遗传功能的重要结构是 ( )
(A)核膜及核膜孔 (B)球状结构的核仁
(C)网状的染色质丝 (D)染色体中的蛋白质
22．细胞内脂质合成的车间 ( )
(A)中心体 (B)高尔基体 (C)内质网 (D)线粒体
23．人的唾液腺细胞中，比汗腺细胞中显著增多的细胞器是 ( )
(A)中心体 (B)高尔基体 (C)内质网 (D)核糖体
24．平菇一般用棉子壳栽培，根据这一特点可以推知平菇细胞不可能含有的 ( )
(A)线粒体 (B)核糖体 (C)中心体 (D)叶绿体
25．关于染色质和染色体的叙述中，错误的是 ( )
(A)都由RNA和蛋白质组成 (B)分布在细胞核中
(C)是同一种物质在不同时期的两种形态 (D)间期称染色质，分裂期称染色体
26．烟草中含有尼古丁,它主要存在于烟草细胞的 ( )
(A)细胞质 (B)叶绿体 (C)液泡 (D)细胞核
27．将用放射性同位素标记的某种物质注人金丝雀体内后，经检测，新生细胞的细胞核具有放射性。注入的物质可能是 ( )
(A)脱氧核苷酸 (B)脱氧核糖核酸 (C)氨基酸 (D)核糖核酸
28．科学家将棕鼠卵丘细胞的核物质注入内部已经抽空的黑鼠卵细胞内，激活以后，移入白鼠的子宫，白鼠最后产下一只克隆鼠。这只克隆鼠的体色和性别是 ( )
(A)黑、雄 (B)棕、雌 (C)白、雄 (D)灰、雌
29．在洋葱根尖细胞中,DNA存在于 ( )
(A)细胞核、线粒体和叶绿体 (B)细胞核和叶绿体
(C)线粒体和叶绿体 (D)细胞核和线粒体
30．下列细胞结构中，在普通光学显微镜下分辨不出的是 ( )
(A)染色体 (B)液泡 (C)核糖体 (D)叶绿体
31．蓝细菌是原核生物，过去把它作为一类植物，因为它具有 ( )
(A)蛋白质 (B)核酸 (C)糖类 (D)光合作用色素
32．下列关于蓝细菌的叙述中，不正确的是 ( )
(A)其细胞壁的主要成分是纤维素 (B)DNA分子不与蛋白质结合
(C)其核物质没有核膜包被着 (D)细胞质内只有核糖体这种细胞器
33．下列属于原核生物的一组是 ( )
(A)痢疾杆菌和衣藻 (B)酵母菌和疟原虫
(C)链球菌和乳酸菌 (D)病毒和蓝细菌
34．一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质中，共穿越过的生物膜层数是 ( )
(A)5 (B)6 (C)7 (D)4
35．炭疽杆菌与人成熟的红细胞最明显的区别是 ( )
(A)有无细胞结构 (B)是否具有成形的细胞核
(C)有无核膜、核糖体 (D)二者分别为原核细胞、真核细胞
36．细菌和蓝细菌的细胞在生理或结构上的统一性表现在 ( )
(A)都属于自养型原核生物
(B)都属于异养型原核生物
(C)都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核
(D)都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核
37．右图为在光学显微镜视野中看到的一个细胞，其细胞核位于细胞的左侧，细胞质流动方向为顺时针。则在观察的材料中，细胞核的实际位置及细胞质流动方向分别是( )
(A)位于左侧；顺时针 (B)位于左侧；逆时针
(C)位于右侧；顺时针 (D)位于右侧；逆时针
38．下列四组生物中，都属于真核生物的一组是 ( )
(A)水绵和草履虫 (B)大肠杆菌和酵母菌
(C)破伤风杆菌和疟原虫 (D)“非典”病毒和衣藻
39．所有的原核细胞都具有 ( )
(A)核糖体和线粒体 (B)细胞膜和叶绿体
(C)内质网和中心体 (D)细胞膜和核糖体
40．下列关于细胞结构的说法中，正确的是 ( )
(A)细胞的细胞壁都可以通过纤维素酶把它分解掉
(B)同时具有中心体和叶绿体的细胞一般是低等植物细胞
(C)蓝细菌在生物进化中起着重要的作用是因为它具有叶绿体能进行光合作用
(D)细胞中具双层膜结构的细胞器是叶绿体、线粒体
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案
题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
答案
二、简答题(本大题有2小题，共20分)
41．右图是某种生物的细胞亚显微结构示意图，试据图回答：
(1)图中[1]结构的主要成分是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)可分解图中[2]结构的酶是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
(3)太阳光能通过图中结构[ ]＿＿＿＿＿＿的光合作用后,才能被生物利用。
(4)细胞进行生命活动所需的能量主要是由[ ]＿＿＿＿供给，该结构的主要功能是进行＿＿＿＿＿＿＿。完成上述生理过程所需的酶是由[ ]＿＿＿＿＿＿合成的。
(5)若该细胞是西瓜红色果肉细胞，则色素主要存在于[ ]＿＿＿＿＿＿＿。如果是植物的根毛细胞，则图中不应有的结构是[ ]＿＿＿＿＿＿＿。
(6)细胞内具有双层膜结构的除有[4]、[11]外，还有[ ]＿＿＿＿＿＿＿也是双层膜结构；其内部存在的行使遗传功能的重要结构是[ ]＿＿＿＿＿＿＿。
(7)如果该细胞是低等植物细胞，则图中还应该有＿＿＿＿＿＿＿。
42．请根据所学知识，完成有关“生物体的结构”相关的概念图。
①＿＿＿＿＿＿＿＿ ②＿＿＿＿＿＿＿ ③＿＿＿＿＿＿＿＿
④＿＿＿＿＿＿＿＿ ⑤＿＿＿＿＿＿＿ ⑥＿＿＿＿＿＿＿＿
参考答案：
一、 1.C A C C D 6.C D D C C 11.A A C D C 16.B D B D C
21.C C D D A 26.C A B D C 31.D A C B D 36.C D A D B
二、41. (1)脂质、蛋白质和糖类 (2)纤维素酶 果胶酶 (3)[4]叶绿体
(4)[11]线粒体 有氧呼吸 [13]核糖体 (5)[14]液泡 [4]叶绿体
(6)[8]核膜 [7]染色体(质) (7)中心体
42．①病毒 ②原核细胞 ③细胞膜 ④线粒体 ⑤叶绿体 ⑥蛋白质合成场所
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
细胞组成
有无
细胞核
非细胞组成
如： ①
功 能
②
没有核膜
主要结构特点
真核细胞
细胞壁（植物特有）
由膜构成的细胞器
非膜构成的细胞器
细胞质
细胞质基质
细胞器
③
系统的边界
细胞核
系统的控制中心
功能
双层膜结构
④
⑤
功能
功能
动力车间
养料制造车间
单层膜结构
内质网
高尔基体
溶酶体
液泡（植物）
功能
消化车间
中心体
（动物和某些低等植物）
核糖体
⑥
生物体的结构
