高中生物 思维导图在生物中的应用 3.细胞的基本结构知识点.doc

3.细胞的基本结构3.1细胞膜系统的边界1、 细胞壁1 构成及分布：动物、支原体、病毒无细胞壁（1） 植物：纤维素、果胶（2） 细菌：肽聚糖（3） 低等真菌：纤维素（4） 酵母菌：葡聚糖（5） 高等真菌：几丁质2 特点：全透性（无选择性）3 作用：支持、保护（在低等植物、原核生物中，细胞壁外可能含有胶质层或荚膜）2、 细胞膜1 地位：系统的边界2 成分：（1） 实验：体验细胞膜的制备1 取材：哺乳动物成熟的红细胞（与植物相比，没有细胞壁；去除细胞壁，形成原生质体也可）（与其他细胞相比，没有细胞核，没有众多的细胞器，数量大，材料易得）2 用生理盐水稀释：因为新鲜的血液非常黏稠，使红细胞分散开；且为了保持细胞的形态3 原理：吸水涨破4 操作：引流法：在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水同时在另一侧用吸水纸小心吸引（吸走细胞内流出的物质，注意不要吸走细胞，在载物台上操作）5 现象：吸水前，双面凹的圆饼状，前后自身对照，观察再次；吸水后，凹陷消失，体积增大，细胞破裂，内容物流出6 提纯：差速离心法和密度梯度离心法、过滤3 元素：c h o n p4 脂质：（1） 鉴定方法1 溶脂法：脂溶剂处理后，细胞膜被溶解2 酶解法：磷脂酶处理后，细胞膜被破坏3 透过实验：脂溶性物质优先通过细胞膜（2） 化学分析表明：含量最丰富，主要是磷脂，动物细胞中还含有少量的胆固醇（3） 比例：大约占50%（4） 作用：磷脂是构成细胞膜的重要成分，决定细胞膜的形态5 蛋白质：（1） 鉴定方法1 酶解法：蛋白酶处理后，细胞膜被破坏2 试剂法：双缩脲试剂（先a后b），呈紫色（2） 比例：大约占40%（3） 作用：细胞膜功能的主要承担者；运输物质的载体；识别作用的糖蛋白；接受信号（激素、淋巴因子、神经递质）的受体；体现病原体特异性的抗原；细胞膜功能复杂程度和蛋白质种类、数量有关6 糖类（1） 鉴定方法：斐林试剂（2） 比例：大约占2%10%（3） 作用：与膜上蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂；糖蛋白：细胞识别作用（只分布在动物的细胞膜外侧，区分细胞膜及内外侧），实现膜功能之细胞间信息交流；保护润滑（消化道、呼吸道上皮细胞）7 功能（1） 将细胞与外界环境分隔开：保障了细胞内环境的相对稳定（2） 控制物质进出细胞：1 活细胞特性实验组：正常种子+台盼蓝（清水冲洗后）胚细胞无蓝色；对照组：煮熟种子+台盼蓝（清水冲洗后）胚细胞呈蓝色2 选择性/普遍性1） 进：细胞需要的营养物质2） 出：分泌物，抗体、激素，代谢废物3） 不易进：有害物质不易进4） 不出：核酸等重要成分3 相对性1） 不易进：有害物质，病毒，病菌4 方式：被动运输（自由扩散、协助扩散）、主动运输、胞吞、胞吐（3） 进行细胞间的信息交流1 间接接触/物质传递，示例分泌蛋白的分泌运输识别、激素与受体结合、神经递质的传递、t淋巴细胞通过淋巴因子传递给b淋巴细胞；过程：内分泌细胞分泌化学物质血液运输靶细胞细胞膜表面的受体（细胞表面的蛋白质或糖蛋白）2 直接接触：示例精卵结合、靶细胞与效应t细胞结合、抗原传递；实验，正常情况下，同种生物的精子和卵细胞才能结合；过程：相邻两细胞膜接触发出信号的细胞（与膜结合的信号分子）靶细胞（细胞膜表面的受体，细胞表面的蛋白质或糖蛋白）3 胞间连丝：示例高等植物；过程：相邻细胞间形成通道物质从通道交流8 不同生理状态下细胞膜的变化（1） 衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，物质运输功能下降（2） 代谢旺盛的细胞物质运输速度快，需要的载体种类和数目多，细胞膜上蛋白质的种类和含量较多（3） 癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，易于扩散和转移（4） 死亡细胞的细胞膜没有选择透过性9 应用（1） 鉴定细胞死活1 方案11） 实验组：正常种子+台盼蓝（清水冲洗后）胚细胞无蓝色2） 对照组：煮熟种子+台盼蓝（清水冲洗后）胚细胞呈蓝色2 方案21） 放入清水中观察：活细胞会吸水膨胀2） 放入红墨水等大分子溶液中：活细胞不染色3） 强酸/碱、高温处理后，再放入红墨水中：细胞被染色（2） 验证膜的功能：上述实验及精卵结合实验（3） 癌细胞的检测：不同时期，细胞膜的成分和含量发生变化；癌细胞膜上会产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，使糖蛋白减少3.2细胞器系统内的分工合作1、 细胞质1 区域：膜内核外2 组成：（1） 细胞质基质1 成分：水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶2 功能：进行许多化学反应的主要场所；为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件，如提供atp、核苷酸、氨基酸等3 胶质状态：流动性（2） 细胞器系统内的分工合作（3） 细胞骨架2、 细胞器：细胞质中具有特定的结构和功能和亚细胞结构（只有在电子显微镜下观察到细胞器的内部结构），悬浮在细胞质基质中1 分离细胞器：差速离心法，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，细胞各组分质量大小不同进行分层2 细胞器之间的分工（1） 双层膜1 线粒体1） 分布：存在于动物细胞和植物细胞中；新陈代谢旺盛的细胞（或部位）含量多；不具有线粒体的真核细胞，厌氧呼吸的生物，如蛔虫，哺乳动物成熟的红细胞2） 形态：短棒状、圆球状、线形、哑铃状a 外膜：磷脂所占比例大，光滑b 内膜：蛋白质所占比例大；向内折叠为嵴，附着有呼吸氧化酶（扩大内膜的面积）c 基质：含有大量的呼吸氧化酶；少量的dna、rna、核糖体（半自主细胞器，自主合成部分蛋白质）3） 功能：有氧呼吸的主要场所；细胞生命活动占95%的能量来自线粒体4） 角色：“动力车间”2 叶绿体1） 分布：绿色植物的叶肉细胞、幼茎的皮层细胞中、保卫细胞；不具有叶绿体的绿色植物细胞：根细胞等2） 形态：a 双层膜，两层膜均表面平滑b 基粒，由多个类囊体垛叠而成（扩大膜面积），上有光合作用色素和有关的酶c 基质：内含大量的光合作用酶；少量dna、rna、核糖体（半自主细胞器）3） 功能：绿色植物光合作用的场所4） 角色：“养料制造车间”，无机物转化成有机物；“能量转换站”，光能转化成化学能，化学能再储存于有机物，有机物供呼吸作用3 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（1） 取材：1 叶绿体：藓类小叶，叶片薄，细胞层次少，易观察叶绿体；菠菜叶稍带叶肉的下表皮，叶绿体大、少，易观察；不用染色；临时装片随时保持有水状态；保持细胞活性2 线粒体：人口腔上皮细胞等，无颜色，便于观察；易取材。染色剂：健那绿染液：活细胞中线粒体染色的专一性染料；活细胞中的线粒体呈蓝绿色，细胞质无色（不用植物，叶绿体干扰）（染色后的细胞能维持活性数小时）。3 注意：用高倍镜可观察到叶绿体和线粒体的形态和分布，但不能观察到叶绿体和线粒体的亚显微结构。叶绿体不仅随细胞质的流动而流动，还随光照方向的改变而旋转，一般叶绿体以正面朝向光源，以利于接受更多光照。（2） 单层膜1 内质网1） 分布：存在于动、植物细胞中；细胞核附近较多，内连核膜外连细胞膜2） 形态：由单层膜连接而成的网状物，增加膜面积；表面积最大；滑面内质网，糖类、脂质的合成、运输，含有多种酶；粗面内质网，上附有核糖体，蛋白的合成、加工、运输，含有多种酶3） 功能：蛋白质合成和加工，以及脂质合成及运输通道4） 角色：蛋白质的合成、加工及脂质的合成“车间”2 高尔基体1） 分布：普遍存在于动植物细胞中2） 形态：由单层膜形成的囊泡和扁平囊组成，增加膜面积，含有多种酶3） 功能：动物细胞，主要是对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装及发送；植物细胞，参与纤维素的合成，与细胞壁的形成有关4） 角色：“蛋白质的加工、分类包装车间”和“发送站”3 液泡1） 分布：主要存在于植物细胞中；部分低等动物，如食物泡、收缩泡；根尖分生区没有液泡2） 形态：内有细胞液，细胞液中有糖类、无机盐、色素、蛋白质等3） 功能：调节植物细胞内的环境，使细胞保持一定的渗透压，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺；与细胞吸水有关；与代谢产物贮存有关，与花、果等颜色有关4 溶酶体1） 分布：动、植物细胞2） 形态：圆球形；含有多种水解酶；其内部的理化性质与细胞质基质不同，从而保证酶的专一性（因ph不同，溶酶体中的酶一般在细胞质基质中失活）3） 功能：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；溶酶体一旦受损破裂，会使细胞自溶；溶酶体的膜形成特异性，自身不被消化；其形成与高尔基体的囊泡（形成其膜）、内质网上的核糖体（合成各种水解酶）有关4） 角色：“消化车间”5） 病变：矽肺、硅肺，二氧化硅破坏吞噬细胞中的溶酶体膜，使水解酶释放出而破坏其他结构（3） 无膜1 中心体1） 分布：动物细胞；部分低等植物细胞，如衣藻、绿藻、水绵、团藻等2） 形态：由蛋白质构成，由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成3） 功能：与细胞有丝分裂有关；自我复制，形成纺锤体2 核糖体1） 分布：细胞结构的生物；原核细胞唯一具有的细胞器；真核生物中，可分布于细胞质基质、内质网、核膜的外膜、线粒体中、叶绿体中2） 形态：呈颗粒状；蛋白质和rna构成，核仁与核糖体的形成有关，自我复制3） 功能：游离的核糖体，合成胞内蛋白，如呼吸酶、血红蛋白、膜蛋白；内质网上的核糖体，合成分泌蛋白，即胞外蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素4） 角色：“生产蛋白质的机器”3、 细胞器分类1 含dna：线粒体、叶绿体2 含rna：线粒体、叶绿体、核糖体3 碱基互补配对：线粒体、叶绿体、核糖体4 含色素：叶绿体、液泡5 自我复制：线粒体、叶绿体、中心体、核糖体6 代谢过程产生水：线粒体、叶绿体、核糖体7 能量转换：线粒体、叶绿体含dna、蛋白质、脂质（膜）：线粒体、叶绿体8 含rna、蛋白质：核糖体，线粒体、叶绿体9 只含rna、蛋白质：核糖体10 含蛋白质、脂质：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡11 只含蛋白质：中心体12 所有细胞器都有蛋白质4、 细胞分类5、 细胞器之间的协调配合：分泌蛋白的合成与运输1 蛋白质的产生（1） 分泌蛋白，在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质；合成场所：内质网上的核糖体，如：消化酶、抗体及蛋白质类激素；运输方式：通过囊泡运输，不需要载体蛋白的参与，但消耗能量（2） 胞内蛋白：在细胞内合成后，在细胞内起作用的一类蛋白质；合成场所，游离的核糖体，如呼吸酶2 同位素标记法：物质的运行和变化规律；注意先后、顺序问题3 过程45 顺序（1） 相关结构中：核糖体内质网高尔基体细胞膜细胞外（2） 细胞器上：核糖体内质网高尔基体（3） 膜结构上：内质网高尔基体细胞膜细胞外（4） 一看标记氨基酸出现的先后顺序：示意图中观察箭头；曲线图中注意曲线的起点（5） 二看膜面积变化的结果：内质网膜变小，细胞膜变大，高尔基体膜基本不变（6） 三看与分泌蛋白的形成相关的细胞器6、 细胞器的结构与功能相适应1 线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多2 叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中3 在分泌旺盛的腺体细胞中，高尔基体的数量比一般细胞多4 蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量多5 高尔基体一般与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运功能，在植物细胞中与细胞壁的形成有关7、 特殊细胞1 植物细胞（1） 根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，在见光的部位都无叶绿体（2） 叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞一般不含叶绿体2 动物细胞（1） 肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体数量多（2） 肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、内质网、高尔基体数量多（3） 蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸（4） 人的成熟红细胞无细胞核，不再进行分裂（5） 癌细胞因能无限增殖，需要不断合成蛋白质，故核糖体的数量多而且代谢旺盛3 没有细胞核的生物：多为原核生物，此外还有病毒（非细胞结构的生物）、哺乳动物成熟的红细胞（真核生物）4 具有细胞壁的生物：真核生物中：植物细胞、几乎全部的真菌；原核生物中的蓝藻、细菌（不包括支原体）5 具有中心体的生物：动物和低等植物（有叶绿体和细胞壁的一定是植物细胞）6 具有液泡的生物：大多数成熟的植物细胞（根尖分生区无）；部分低等动物的食物泡、收缩泡7 具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，如真菌、细菌细胞8 具有分裂能力的细胞（包括癌细胞），核糖体的数量较多9 分泌腺细胞，高尔基体数量较多10 没有叶绿体或中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞11 没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用，如蓝藻、光合细菌12 没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸，如需氧型的原核生物，有相应的呼吸酶8、 细胞的生物膜系统1 构成：细胞膜、细胞器膜、核膜2 联系结构上：各种生物膜之间具有直接或间接的联系，保持一定的连续性；直接联系，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间与细胞器膜相连，内质网腔与内外两层核膜之间的腔连通；间接联系，高尔基体膜与细胞膜和内质网膜之间通过囊泡间接联系，通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新，囊泡来源于高尔基体（分泌蛋白的转运）或细胞膜（细菌被胞吞后，被溶酶体水解）；特点：流动性；实例：细胞生长，细胞分裂，分泌蛋白的合成加工，细胞融合，胞吐（大分子的输出），胞吞（吞噬细胞的吞噬），细菌进入血管内，溶酶体的自噬、自溶，质壁分离与复原，变形虫的捕食和运动，物质运输，细胞识别（1） 功能上：各种生物膜之间分工协作，共同完成细胞的各项生命活动，如分泌蛋白；成分上，各种生物膜的成分相似，决定了功能的相似（蛋白质比例不同，决定具体功能）；特点，选择透过性；实例：物质运输，主动运输和协助扩散，植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对钾的吸收，对钠的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收；信息传递，激素、递质、淋巴因子的识别作用3 功能（1） 细胞膜：使细胞具有相对稳定的内部环境；在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用（2） 胞内膜：广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点，利于各种生物化学反应的进行；把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行4 区别：（1） 原核生物只有细胞膜，无膜系统（无含膜细胞器、核膜）（2） 病毒，全生物膜无膜系统（3） 膜结构：生物体内的，如口腔黏膜、胃黏膜等，不属于细胞内的生物膜系统9、 细胞骨架1 分布：真核细胞2 构成：由蛋白质纤维组成的网架结构3 功能：（1） 维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性（2） 与细胞运动、分裂、分化，以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关3.3细胞核系统的控制中心1、 细胞核的数目1 一个：绝大多数真核细胞只有一个细胞核2 多个：骨骼肌细胞数百个；双小核草履虫3 0个：高等植物成熟的筛管细胞；哺乳动物成熟的红细胞2、 细胞核的功能1 实验（1） 核移植实验1 核质分离：a核、质分离；b核、质分离2 组成新细胞：c=a核+b质；d=a质+b核3 培养：适宜外界条件：温度，光照，空气等；适宜营养：水，无机盐，葡萄糖等；激素4 结果：子代表现核的性状(第一代可能表现中间性状，残留的质基因作用)（2） 核质隔离1 方法：切割、横缢2 结果1） 无核部分：不能生长、分裂、分化、再生；只能消化和利用已有的物质；死亡。若植入细胞核，恢复生命：细胞核在细胞生命活动中起着决定作用2） 有核部分：能生长、分裂、分化、再生3） 单独的核：不能生存，无营养物质和能量供应（3） 结论：正常情况下，核质相互依存、不可分割，组成一个统一整体2 遗传信