内容正文:
第3章 细胞的基本结构
本章内容导览
1.思维导图
2.考点清单(3大考点)
3.素养提升清单(6个易错清单、3个妙招清单)
【考点01】细胞膜的结构和功能★★★★☆
一、对细胞膜成分的探索:
科学家
实验方法或现象
实验结论
欧文顿
溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜
推测细胞膜是由脂质组成的(相似相溶)
-
利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析。
组成细胞膜的脂质有 ,其中 量最多。
问:为什么要选取哺乳动物的红细胞?
答:
戈特、格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的
丹尼利、戴维森
现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
二、细胞膜的成分:
(约50%) 主要是磷脂,动物细胞还有 (在动物细胞细胞膜中)。
(约40%) 与细胞膜的功能主要是 ,功能越复杂的细胞膜,
还有少量 (约2%--10%)主要在细胞膜 ,与蛋白质(脂质)结合形成糖蛋白(糖脂)。
二、细胞膜结构的探索:
1.1959年,罗伯特森——静态的统一结构
(1)方法:在电子显微镜下观察细胞膜。
(2)现象:细胞膜呈现清晰的 的三层结构。
(3)结论:所有的细胞膜都由 三层结构构成,是一种 的统一结构。
2.1970年人鼠细胞融合实验
(1)方法:
(2)现象:开始一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。
(3)结论: ,通过其他实验证据表明,
3.1972年,辛格和尼科尔森提出为大多数人所接受的 。
三、细胞膜结构——流动镶嵌模型(辛格和尼克尔森)
1.细胞膜的组成:
2.细胞膜的基本支架:
3.蛋白质分子的分布:有的 在磷脂双分子层表面,有的部分或全部 磷脂双分子层中,有的
4.生物膜结构特点:
①主要表现:构成膜的 ,膜中的 。
5.生物膜功能特点:
6.糖被分为糖蛋白和糖脂;糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切联系。
7.流动镶嵌模型
四、细胞膜的功能:
1. ;细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定(意义)。
2.
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要的物质不容易进入细胞。
②细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外,细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。
③环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞,说明这种控制作用是相对的。
3.
方式一:化学物质传递; 方式二:接触传递; 方式三:通道传递
【考点02】细胞器之间的分工合作★★★★★
一、细胞质:
细胞质主要由溶胶状的 和分布其中的 组成。分离各种细胞器的常用方法是 法,细胞质中还有细胞骨架,是由 组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着八大细胞器:
。
二、细胞器:
名称
形态结构
功能
分布
线粒体
具有 ,内膜凹陷成嵴, 增大膜的面积。基质中含有 、与有氧呼吸相关的酶
的主要场所
普遍分布于
叶绿体
具有 ,类囊体堆叠形成基粒,增大膜面积。基质中含有 、光合作用暗反应必需的酶
的场所
液泡
,泡状结构
维持细胞形态、调节细胞内PH、渗透压
存在于 细胞
内质网
,分为
和
粗面内质网对蛋白质进行
光面内质网:
普遍分布于
细胞
高尔基体
由许多扁平的囊泡构成,
植物细胞中 的形成有关,动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关
普遍分布于
溶酶体
球状小体,
内含多种 ,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
主要分布于动物细胞
核糖体
,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。成分:
细胞内合成 的场所
普遍分布于
中心体
,每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,
与细胞的 有关
存在于
三、细胞骨架:
由 组成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分类、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.叶绿体①形态:绿色扁平的椭球或球形。②分布:主要在 细胞中。
2.活细胞中的细胞质处于不断流动的状态,观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的 的运动作为标志。
3.选材①藓类叶片:叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可取整个小叶
②取菠菜叶时选取其 :菠菜叶下表皮细胞没有叶绿体,下表皮附近的叶肉细胞排列疏松,易撕取, 。
五、分泌蛋白的合成和运输
1.概念:分泌蛋白:有些蛋白质是在 后,分泌到 ,这类蛋白质叫做分泌蛋白。,如消化酶、抗体和一部分激素。
区分:分泌蛋白:附着在 上合成的;胞内蛋白:在细胞质中 上合成的。
2.研究方法
①方法: ,其中用到的同位素是3H(含放射性)。
3.合成过程:在 的核糖体中,以 为原料合成多肽,这段肽链会与 起转移到
上继续其合成过程,并且边合成边转移到 ,再经过加工、折叠,形成具有一定 的蛋白质。 还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后再运到细胞膜以 方式排出;这些过程主要由
供能;从内质网到高尔基体、从高尔基体到细胞膜均通过 来进行转移,在细胞内 在其中起重要的交通枢纽作用,分泌蛋白的合成和分泌实验中采用了 的方法。
4.分泌蛋白的合成过程中膜面积变化
六、生物膜系统
注意:生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构,所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统
原核生物只有细胞膜,无核膜细胞器膜等结构,故原核生物只有生物膜而无生物膜系统
【考点03】细胞核的结构与功能★★★☆☆
一、细胞核的分布
原核细胞:无细胞核(拟核)
真核细胞:无细胞核 例如 和 无细胞核
有细胞核 大多数只有一个细胞核,但也有例外,小核草履虫和人的骨骼肌细胞有多个细胞核。
二、细胞核的功能探究
三、细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构
1
②
③
④
1.图中①是 ,具有 膜,把 分开;
②是 ,与某种 的合成以及 的形成有关;
③是 ,主要由 组成, 是 载体;
④是 ,实现 之间频繁的 。
2.染色质容易被 染料染成深色。细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度 ,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的
的染色体。细胞分裂结束时,染色体 ,重新成为
的染色质,被包围在新形成的细胞核里。因此,染色质和染色体是 。
3.DNA上储存着遗传信息。在细胞分裂时,DNA携带的遗传信息
,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。细胞依据遗传信息进行 、 和 ,完成 。细胞核是遗传的 ,是细胞 的控制中心。
2.细胞核的功能
细胞核是 ,是细胞 的控制中心
易错01.细胞膜的功能认识不足
(1)细胞是最基本的生命系统结构层次, 是细胞的系统边界,对于植物细胞来说, 不是细胞边界, 是细胞的边界。
(2)细胞膜的控制作用是 ,对细胞有害的物质有可能进入,有些病毒、病菌也可能侵入细胞。
(3) 用台盼蓝染色,台盼蓝为细胞不需要的物质,活细胞不吸收,死细胞膜失去了活性,丧失 的功能,台盼蓝进入细胞,细胞才会被染成蓝色。
易错02.细胞膜的结构认识不足
(1)细胞膜主要是由 和 组成的,还有少量的 。
(2)细胞膜中的组成成分中含量最多的是 ,其次是 。
(3)在组成细胞膜的脂质中, 最丰富,此外还有少量的 。
(4)功能越复杂的细胞膜, 的种类与数量就越多。
(5)研究细胞膜融合实验的方法是 ,而不是放射性同位素标记法。
(6)细胞膜的融合速度受温度影响,在较低温度下细胞膜融合速度 。
(7)实验说明细胞膜的结构特点是具有 。
易错03.流动镶嵌模型结构的混淆
(1)细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成 ,或与脂质结合形成 ,这些糖类分子叫作 。
(2) 与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
易错04.对细胞器分布及功能的认识不足
(1)细胞器分布在细胞质基质中,与细胞质基质共同构成了 。
(2)原核细胞只有 一种细胞器。
(3)叶绿体只分布在绿色植物进行光合作用的部位,如根不进行光合作用,则没有叶绿体。
(4)线粒体不是存在于所有真核细胞中,如哺 、 没有线粒体。
(5)细胞中的内质网分 和 ,核糖体有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中。
(6)细胞器并非漂浮于细胞质中,而是由 支持。
(7)细胞骨架不是细胞器,是由 组成的网架结构,维持着细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器,与
、 、 、 、 、 、 等生命活动有关。
易错05.分泌蛋白合成和运输的认识不足
(1)内质网产生的具膜小泡和高尔基体融合成为高尔基体的一部分,高尔基体产生的具膜小泡和细胞膜融合成为细胞膜的一部分。
(2)高尔基体可完成分泌蛋白的加工,但不能进行蛋白质的合成。高尔基体不能完成分泌蛋白的合成与加工。
(3)在核糖体上合成的消化酶需要经过内质网和高尔基体的加工才具有生物活性。消化酶在粗面内质网上的核糖体合成后还没有生物活性。
易错06.细胞核结构的认识不足
(1)核膜属于 ,具有 ,是不连续的,其上分布着核孔。
(2)核孔的数量是 的,与 水平有关,同时,核孔对进出细胞核的物质具有选择性,如允许
通过, 不能通过。
(3) 是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(4)细胞核功能较为全面的阐述是: 。
妙招01. 三个“决定”解读细胞膜的成分、结构与功能的统一性
妙招02. 真核、原核细胞及动、植物细胞的判断
妙招03. 分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”
1.四类常见的分泌蛋白
消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。
2.常见的胞内蛋白:呼吸酶、血红蛋白等。
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第3章 细胞的基本结构
本章内容导览
1.思维导图
2.考点清单(3大考点)
3.素养提升清单(6个易错清单、3个妙招清单)
【考点01】细胞膜的结构和功能★★★★☆
一、对细胞膜成分的探索:
科学家
实验方法或现象
实验结论
欧文顿
溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜
推测细胞膜是由脂质组成的(相似相溶)
-
利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析。
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
问:为什么要选取哺乳动物的红细胞?
答:①没有细胞壁,能够吸水涨破;②没有细胞核和众多的细胞器,可获得较为纯净的细胞膜。
戈特、格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
丹尼利、戴维森
现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
二、细胞膜的成分:
脂质(约50%) 主要是磷脂,动物细胞还有胆固醇(在动物细胞细胞膜中)。
蛋白质(约40%) 与细胞膜的功能主要是蛋白质决定,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量越多
还有少量糖类(约2%--10%)主要在细胞膜外侧,与蛋白质(脂质)结合形成糖蛋白(糖脂)。
二、细胞膜结构的探索:
1.1959年,罗伯特森——静态的统一结构
(1)方法:在电子显微镜下观察细胞膜。
(2)现象:细胞膜呈现清晰的暗—亮—暗的三层结构。
(3)结论:所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,是一种静态的统一结构。
2.1970年人鼠细胞融合实验
(1)方法:荧光标记法
(2)现象:开始一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。
(3)结论:细胞膜的膜蛋白具有流动性,通过其他实验证据表明,细胞膜具有流动性。
3.1972年,辛格和尼科尔森提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。
三、细胞膜结构——流动镶嵌模型(辛格和尼克尔森)
1.细胞膜的组成:磷脂分子和蛋白质分子
2.细胞膜的基本支架:磷脂双分子层
3.蛋白质分子的分布:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿
4.生物膜结构特点:流动性
①主要表现:构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
5.生物膜功能特点:选择透过性
6.糖被分为糖蛋白和糖脂;糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切联系。
7.流动镶嵌模型
四、细胞膜的功能:
1.将细胞与外界环境分隔开;细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定(意义)。
2.控制物质进出细胞
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要的物质不容易进入细胞。
②细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外,细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。
③环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞,说明这种控制作用是相对的。
3.进行细胞间的信息交流
方式一:化学物质传递; 方式二:接触传递; 方式三:通道传递
【考点02】细胞器之间的分工合作★★★★★
一、细胞质:
细胞质主要由溶胶状的细胞质基质和分布其中的 细胞器组成。分离各种细胞器的常用方法是差速离心法,细胞质中还有细胞骨架,是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着八大细胞器:
叶绿体、线粒体、液泡、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、中心体。
二、细胞器:
名称
形态结构
功能
分布
线粒体
具有双层膜,内膜凹陷成嵴, 增大膜的面积。基质中含有DNA、RNA、与有氧呼吸相关的酶
有氧呼吸的主要场所
普遍分布于动植物细胞
叶绿体
具有双层膜,类囊体堆叠形成基粒,增大膜面积。基质中含有DNA、RNA、光合作用暗反应必需的酶
光合作用的场所
绿色植物叶肉细胞
液泡
单层膜,泡状结构
维持细胞形态、调节细胞内PH、渗透压
存在于成熟植物细胞
内质网
单层膜,分为光面内质网和粗面内质网
粗面内质网对蛋白质进行合成、加工、运输
光面内质网:合成糖类和脂质
普遍分布于动植物细胞
高尔基体
由许多扁平的囊泡构成,单层膜
植物细胞中与植物细胞壁的形成有关,动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关
普遍分布于动植物细胞
溶酶体
球状小体,单层膜
内含多种水解酶,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
主要分布于动物细胞
核糖体
无膜,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。成分:rRNA和蛋白质
细胞内合成蛋白质的场所
普遍分布于动植物细胞
中心体
无膜,每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,
与细胞的有丝分裂有关
存在于动物细胞和低等植物细胞
三、细胞骨架:
由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分类、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.叶绿体①形态:绿色扁平的椭球或球形。②分布:主要在绿色植物叶肉细胞中。
2.活细胞中的细胞质处于不断流动的状态,观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
3.选材①藓类叶片:叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可取整个小叶直接制片
②取菠菜叶时选取其稍带些叶肉的下表皮:菠菜叶下表皮细胞没有叶绿体,下表皮附近的叶肉细胞排列疏松,易撕取,含叶绿体数目少,且个体大。
五、分泌蛋白的合成和运输
1.概念:分泌蛋白:有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,这类蛋白质叫做分泌蛋白。,如消化酶、抗体和一部分激素。
区分:分泌蛋白:附着在内质网上的核糖体上合成的;胞内蛋白:在细胞质中游离的核糖体上合成的。
2.研究方法
①方法:同位素标记法,其中用到的同位素是3H(含放射性)。
3.合成过程:在游离的核糖体中,以氨基酸为原料合成多肽,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。 高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后再运到细胞膜以胞吐方式排出;这些过程主要由线粒体供能;从内质网到高尔基体、从高尔基体到细胞膜均通过囊泡来进行转移,在细胞内高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用,分泌蛋白的合成和分泌实验中采用了同位素标记法的方法。
4.分泌蛋白的合成过程中膜面积变化
六、生物膜系统
注意:生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构,所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统细胞器
信息传递
酶
原核生物只有细胞膜,无核膜细胞器膜等结构,故原核生物只有生物膜而无生物膜系统
【考点03】细胞核的结构与功能★★★☆☆
一、细胞核的分布
原核细胞:无细胞核(拟核)
真核细胞:无细胞核 例如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核
有细胞核 大多数只有一个细胞核,但也有例外,小核草履虫和人的骨骼肌细胞有多个细胞核。
二、细胞核的功能探究
三、细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构
1
②
③
④
1.图中①是核膜,具有双层膜,把核内物质与细胞质分开;
②是核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;
③是染色质,主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体;
④是核孔,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2.染色质容易被碱性染料染成深色。细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在新形成的细胞核里。因此,染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
3.DNA上储存着遗传信息。在细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。细胞依据遗传信息进行物质合成、能量转化和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。细胞核是遗传的信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
2.细胞核的功能
细胞核是_遗传信息库_,是细胞_代谢和遗传 的控制中心
易错01.细胞膜的功能认识不足
(1)细胞是最基本的生命系统结构层次,细胞膜是细胞的系统边界,对于植物细胞来说,细胞壁不是细胞边界,细胞膜是细胞的边界。
(2)细胞膜的控制作用是相对的,对细胞有害的物质有可能进入,有些病毒、病菌也可能侵入细胞。
(3) 用台盼蓝染色,台盼蓝为细胞不需要的物质,活细胞不吸收,死细胞膜失去了活性,丧失控制物质进出细胞的功能,台盼蓝进入细胞,细胞才会被染成蓝色。
易错02.细胞膜的结构认识不足
(1)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的,还有少量的糖类。
(2)细胞膜中的组成成分中含量最多的是脂质,其次是蛋白质。
(3)在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。
(4)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
(5)研究细胞膜融合实验的方法是荧光标记法,而不是放射性同位素标记法。
(6)细胞膜的融合速度受温度影响,在较低温度下细胞膜融合速度减慢。
(7)实验说明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
易错03.流动镶嵌模型结构的混淆
(1)细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。
(2)糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
易错04.对细胞器分布及功能的认识不足
(1)细胞器分布在细胞质基质中,与细胞质基质共同构成了细胞质。
(2)原核细胞只有核糖体一种细胞器。
(3)叶绿体只分布在绿色植物进行光合作用的部位,如根不进行光合作用,则没有叶绿体。
(4)线粒体不是存在于所有真核细胞中,如哺乳动物成熟的红细胞、某些营厌氧生活生物的细胞没有线粒体。
(5)细胞中的内质网分粗面内质网和光面内质网,核糖体有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中。
(6)细胞器并非漂浮于细胞质中,而是由细胞骨架支持。
(7)细胞骨架不是细胞器,是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动有关。
易错05.分泌蛋白合成和运输的认识不足
(1)内质网产生的具膜小泡和高尔基体融合成为高尔基体的一部分,高尔基体产生的具膜小泡和细胞膜融合成为细胞膜的一部分。
(2)高尔基体可完成分泌蛋白的加工,但不能进行蛋白质的合成。高尔基体不能完成分泌蛋白的合成与加工。
(3)在核糖体上合成的消化酶需要经过内质网和高尔基体的加工才具有生物活性。消化酶在粗面内质网上的核糖体合成后还没有生物活性。
易错06.细胞核结构的认识不足
(1)核膜属于生物膜,具有选择透过性,是不连续的,其上分布着核孔。
(2)核孔的数量是可变的,与细胞代谢水平有关,同时,核孔对进出细胞核的物质具有选择性,如允许RNA和蛋白质通过,DNA不能通过。
(3)染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(4)细胞核功能较为全面的阐述是:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
妙招01. 三个“决定”解读细胞膜的成分、结构与功能的统一性
妙招02. 真核、原核细胞及动、植物细胞的判断
妙招03. 分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”
1.四类常见的分泌蛋白
消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。
2.常见的胞内蛋白:呼吸酶、血红蛋白等。
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