温故知新(生物笔记):细胞结构与功能
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
(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
(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
(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著差异，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
（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
(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)：
(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
(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。
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。
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名称 |
化学组成 |
存在位置 |
膜结构 |
主要功能 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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溶酶体 |
蛋白质、脂质、酶 |
细胞内消化 |
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核糖体 |
蛋白质、RNA、酶 |
无膜 |
合成蛋白质 |
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中心体 |
蛋白质 |
动物细胞、低等植物细胞 |
与有丝分裂有关 |
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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。
细胞亚显微结构
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。