全国生物奥林匹克竞赛辅导专题二：生命的结构基础

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1、全国生物奥林匹克竞赛辅导专题二：生命的结构基础[竞赛要求]1．细胞是生命活动的基本单位2．细胞膜：理化性质、分子结构与物质运输等3．细胞内膜系统：内质网、高尔基体、溶酶体、液泡的结构与功能4．线粒体结构、功能5．质体的类型和叶绿体的结构功能6．核糖体7．过氧化氢体、过氧化物酶体的结构功能8．细胞核（核膜、染色体、核仁、核基质）和核功能9．细胞壁成分与结构10．细胞骨架系统（包括：微丝、微管、中等纤维、微梁）的功能11．原核细胞与真核细胞12．动物细胞与植物细胞的比较13．细胞分化和组织形成[知识梳理]一、细胞的发现与细胞学说1．细胞的发现1665年英国物理学家罗伯特·虎克首次观察

2、到细胞，是植物细胞死亡后留下死细胞的细胞壁。1667年，列文虎克首次观察到了活细胞。2．细胞学说的建立德国植物学家施莱登于1838年提出了细胞学说的主要论点，1939年德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。细胞学说的主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的基本单位。二、细胞的形态与大小1．细胞的形状游离细胞常呈球形或近于球形。动物的卵细胞、植物的花粉母细胞是球状或近于球状的细胞，人的红细胞呈扁圆状，某些细菌呈螺旋状，精子和许多原生动物具有鞭毛或纤毛，变形虫和白血球等为不定形细胞。2．细胞的大小细胞的直径多在10μm～100μm之间。有的很小，如枝原体

3、，其直径为0.1μm～0.2μm，是最小的细胞。细菌的直径一般只有1μm～2μm。有的细胞较大，如番茄、西瓜的果肉细胞直径可达1mm；棉花纤维细胞长约1cm～5cm；最大的细胞是鸟类的卵（鸟类的蛋只有其中的蛋黄才是它的细胞，卵白是供发育用的营养物质，不屑于细胞部分），如鸵鸟蛋卵黄的直径可达5cm。细胞的大小受细胞核所能控制的范围制约，较小的细胞有相对较大的表面积，较大的细胞则相反。三、原核细胞和真核细胞构成生物体的细胞可以分成两类：原核细胞和真核细胞。原核细胞如细菌、蓝藻、放线菌、枝原体等是由原核细胞构成的。真核细胞结构复杂，大多数生物都是由真核细胞所构成。1．原核细胞原核细胞壁

4、的化学组成主要由是蛋白多糖（肽聚糖）所组成，少数原核细胞的壁还含有其他多糖和类脂，有的原核细胞壁外还有胶质层。藻细胞模式图11．DNA2．核糖体3．细胞壁4．细胞膜原核细胞内有一个含DNA的区域，称类核或拟核。类核外面没有核膜，只由一条DNA构成。这种DNA不与蛋白质结合形成核蛋白。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有小泡和细管样结构。有些原核细胞含有类囊体等结构。类囊体具有光合作用功能。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物。2．真核细胞真核细胞中，

5、动物细胞和植物细胞也有重要区别。动物细胞质膜外无细胞壁，无明显的液泡。此外，在细胞核的附近有中心粒，在细胞有丝分裂时，发出星状细丝，称为星体。植物细胞和动物细胞的主要区别是：植物细胞具有质体；其次，植物细胞的质膜外被细胞壁，相邻细胞间有一层胶状物粘合作用，称中层或胞间层。在两个相邻细胞间的壁上，有原生质丝相连，称胞间连丝，使细胞间互相沟通。最后在植物的分化细胞中往往有大液泡。原核细胞和真核细胞的主要区别比较如下：原核细胞与真核细胞结构的主要区别原核细胞真核细胞细胞大小很小（1～10微米）较大（10～100微米）细胞核无膜（称“类核”）有膜遗传系统DNA不与蛋白质结合一个细胞只有一

6、条DNA核内的DNA与蛋白质结合，形成染色质（染色体）一个细胞有两条以上染色体细胞质无内质网无高尔基体无溶酶体无线粒体仅有功能上相近的中间体无叶绿体，但有的原核细胞有类囊体一般无微管、无微丝无中心粒有内质网有高尔基体有溶酸体有线粒体有叶绿体（植物细胞）有微管、微丝在中心粒（动物细胞）细胞壁主要由胞壁质组成主要由纤维素组成四、真核细胞的亚显微结构光镜下看到的结构称为细胞的显微结构。电子显微镜下看到的结构，一般称为亚显微结构。亚显微结构水平能将分辨率提高到甚至几个埃，放大倍数可达到几十万倍。1．细胞膜（1）质膜的化学组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，蛋白质约占膜干重的20%～70%，

7、脂类约占30%～80%，此外还有少量的糖类。（2）质膜的分子结构模型“流动镶嵌模型”主要特点：一是强调了膜的流动性，二是显示了膜脂和膜蛋白分布的不对称性。多糖只分布于膜和外侧，表现出不对称性。脂质在膜中的分布也是不完全对称的。流动镶嵌模型认为质膜的结构成分不是静止的，而是可以流动的。一般认为膜脂所含脂肪酸的碳链愈长或不饱和度愈高，流动性愈大。环境温度下降膜脂的流动性减弱，相反，在一定限度内温度升高则脂质的流动性增加。（3）物质通过质膜进出细胞物质进出细胞必须通过质膜，质膜对物质的