专题 细胞的结构与功能

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1、专题三细胞的结构与功能【知识联系框架】【重点知识联系与剖析】一、细胞膜的结构与功能细胞膜也称生物膜或质膜。是由类脂、蛋白质和糖类组成。质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者。质膜中的糖类是少量的，主要与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白质或糖脂，是质膜上的标记物，与细胞的识别有关，如红细胞膜上的凝集原即为糖蛋白，这些内容在高中生物中不作要求。类脂种类很多，但最主要的是磷脂，超过膜脂总量的50％。有些磷脂分子中的两条脂肪酸链，一条链是饱和的，另一条链是不饱和的。不饱和的脂肪酸链对于维持质膜的流动性是非常重要的

2、。质膜的流动性对细胞正常的生命活动是至关重要的。质膜流动性的大小与温度有一定的关系，一般而言，温度高流动性大，温度低流动性小，如果流动性下降过多，质膜黏度增加，附着在其上的酶将会失去活性，质膜的各种活动如主动运输、协助扩散等过程将难于进行。而质膜中的不饱和脂肪酸对维持质膜流动性的稳定，特别是低温下的流动性是非常重要的。在动物细胞细胞膜中还有胆固醇，但在原核生物和植物细胞中没有。胆固醇是一种极性分子，在动物细胞的质膜中占有一定的比例，它可以稳定膜的流动性，使膜的流动性不会因温度的变化而发生较大的波动，以维持细胞正常的生理功能。质膜

3、中的蛋白质是膜功能的主要体现者，其中有的与物质的运输有关，如载体，在主动运输过程中，载体还兼有ATP水解酶的作用；有的是酶，能催化与膜有关的生化反应；有的是激素或其他有生物活性物质的受体。不同膜上的蛋白质的具体种类是不同的，所以其生理功能也不同，如叶绿体膜。线粒体膜、内质网膜等。细胞膜对物质的运输具有选择性是由其上的蛋白质——载体决定的，载体蛋白具有专一性。在质膜的运输方式中，自由扩散与协助扩散的动力来自于膜内外物质的浓度差，分子通过膜的扩散速度与膜内外物质的浓度差有关。但自由扩散与协助扩散有所不同（见图3-1所示），分子以自由

4、扩散方式通过细胞膜的速度与物质的浓度呈正比例关系；分子以协助扩散方式通过细胞膜的速度与分子的浓度呈正相关，但不是正比例关系，其原因是由于载体数量的限制造成的。主动运输对物质的运输速度与细胞提供能量的多少呈正相关，其主要原因也是受细胞膜上载体数量的限制造成的。图3-1磷脂双分子层在电子显微镜下观察，其厚度约为4．5nm，细胞膜在电子显微镜下观察其厚度约为7nm～8nm；，为什么磷脂双分子层的厚度与细胞膜的厚度有此差异呢？这与膜蛋白有关，在磷双分子层的两侧覆盖着许多膜蛋白，因些在电子显微镜下观察到的细胞膜的结构是三合板式的结构，如图

5、3－2所示。图3-2二、细胞质细胞质是指除去细胞质膜和细胞核以外的所有物质。1．细胞质基质细胞质基质是细胞质中除去所有细胞器和各种颗粒以外的部分，呈半透明的胶体状态。细胞质基质不能看作是细胞中的溶液。在细胞质基质中有着极其复杂的成分和担负着一系列重要的功能，这部分内容在高中生物中不作要求。2．细胞器 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，悬浮在细胞质基质中。主要是线粒体和叶绿体，此外还具有内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡等。(1)线粒体的结构和功能线粒体是双层膜结构，内膜向内腔折叠形成嵴，嵴的形

6、成增加了细胞内的膜面积。内膜和嵴上有基粒，基粒线粒体中有合成ATP的结构。线粒体的内膜中蛋白质的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三阶段过程的所有的酶都分布在内膜上。第二阶段的酶在线粒体基质中。线粒体是动植物细胞中都具有的细胞器，它与细胞的能量代谢有关。但原核生物(细菌和蓝藻）中没有线粒体。线粒体是有氧呼吸的主要场所，它的主要使命是为各种生命活动提供能量，所以在能量代谢旺盛的细胞中，线粒体的数量就比较多，如心肌细胞与骨骼肌细胞相比较，心肌细胞消耗的能量比骨骼肌细胞多，所以心肌细胞中的线粒体数量比骨骼肌多，而且每个线粒体中峪的数量也

7、比骨骼肌中多。在线粒体中有少量的DNA和RNA，线粒体在细胞中可以进行自我增殖，如细胞从低能量代谢转到高能量代谢时，线粒体的数量就会增加，所以线粒体在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定独立性。（2）叶绿体的结构和功能叶绿体是双层膜结构，分为外膜和内膜，但内膜未向内腔折叠，内膜以内是基粒和基质。基粒是由基粒片层结构薄膜组成（线粒体中基粒是一种蛋白质复合体），亦称类囊体，它有效地增加了叶绿体内的膜面积。叶绿体中基粒的数量及发达程度与其进行光合作用的强度大小有关，光合作用旺盛的细胞中不仅叶绿体的数量多，而且叶绿体中基粒的数量也多，每个基

8、粒中的片层结构薄膜的数量也多，反之亦然。叶绿体中含有少量的DNA和RNA，线粒体也一样，在叶肉细胞也能完成自我增殖，在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定的独立性。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，完成光合作用的整个光反应过程的色素和酶也都在片层结构薄膜上，所以光合