資源簡介

第二單元 細胞的結構和功能
1.細胞學說的建立者：德國的科學家施萊登、施旺。
2.細胞學生內容
（1）細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物所構成。
（2）細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。
（3）新細胞是由老細胞分裂產生的。
3.細胞學說的建立過程：
4.科學方法——觀察法：
（1）概念：人們在自然發生的條件下，通過感官或借助于儀器，有目的、有計劃地考察研究對象，從而獲得有關經驗性材料的方法。
（2）要求：觀察時要全面、細致和實事求是，并及時記錄下來。
5.歸納法
（1）完全歸納法：把某類事物的全部個體都研究一番，再經歸納得出結論，這種方法實際應用中工作量大，并且有時相當困難。
（2）不完全歸納法：最常用的是最簡單的枚舉法，在進行歸納時不可能窮盡所有的個別，因此歸納出來的結論不一定是正確的，還需要演繹推理進行論證。
6.生命系統的結構層次
結構層次 概念 實例
細胞 生物體結構和功能的基本單位 心肌細胞、葉的表皮細胞
組織 由形態相似，結構、功能相同的細胞聯合在一起形成的細胞群 心肌、葉的保護組織
器官 幾種不同的組織按照一定的次序結合在一起形成的能完成某種特定功能的結構 心臟、葉
系統 能共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起形成的結構 血液循環系統、植物無系統
個體 由若干器官或系統協同完成復雜生命活動的單個生物。單細胞生物一個細胞就構成一個個體 大熊貓、冷箭竹
種群 在一定的空間范圍內，同種生物所有個體的總和 某區域內同種蛙的所有個體（包括蝌蚪）
群落 一定的自然區域內，相互之間有直接或間接聯系的各種生物種群的集合（即該區域內所有的生物） 一片森林中的全部生物
生態系統 由群落及其所生存的無機環境相互作用形成的統一整體 一片森林中的全部生物和無機環境
生物圈 由地球上所有生物和這些生物生活的無機環境通過相互作用而形成的整體，是地球上最大的生態系統 地球上的全部生物及其生存空
7.顯微鏡的結構
高倍顯微鏡操作四部曲：
8.顯微鏡的放大倍數：
含義：物像大小與物體實際大小的比值，放大的是長度或寬度，而不是面積或體積。
計算：顯微鏡的總放大倍數＝目鏡的放大倍數×物鏡的放大倍數。
9.目鏡和物鏡長短與放大倍數的關系：
目鏡越長（如A），放大倍數越小，反之（如B）則放大倍數越大。
物鏡越長（如C），放大倍數越大，與裝片距離越近，如H1；反之（如D）則放大倍數越小，與裝片距離越遠，如H2。
放大倍數的變化與視野范圍內細胞數量變化的關系。
10.常見原核細胞的結構
分類依據：有以核膜為界限的細胞核的為真核細胞，無以核膜為界限的細胞核的為原核細胞。
常見的原核生物有：藍細菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體等；常見的真核生物有動物、植物、真菌等。
兩種原核生物的比較
項目 原核細胞 真核細胞
本質區別 無以核膜為界限的細胞核 有以核膜為界限的真正的細胞核
大小 較小 較大
細胞壁 有（支原體除外） 植物細胞和真菌細胞都有，動物細胞無
細胞質 有核糖體，無其他細胞器 有核糖體和其他細胞器
細胞核 擬核，無核膜，該區域有一個環狀DNA分子，無染色體 有核膜，核內有染色體（質）
11.細胞器之間的分工
（1）分離細胞器的常用方法：差速離心法。
（2）各種細胞器的結構和功能
名稱 分布 形態結構 功能
線粒體 動植物細胞 雙層膜 有氧呼吸的主要場所，“動力車間”
葉綠體 植物細胞 雙層膜 光合作用的場所，“養料制造車間”和“能量轉換站”
內質網 動植物細胞 由膜連接而成的網狀結構 細胞內蛋白質合成、加工以及脂質合成的場所
高爾基體 動植物細胞 單層膜，由扁平囊和小泡組成 對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發送站”
液泡 主要在植物 細胞中 單層膜 調節植物細胞內的環境，使植物細胞保持堅挺
溶酶體 主要在動物細胞中 內部含有多種水解酶，“消化車間”
核糖體 動植物細胞 不具有膜結構顆粒狀，附著在內質網上或游離在細胞質基質中 氨基酸合成蛋白質的場所
中心體 動物細胞和某些低等植物細胞 不具有膜結構，由兩個互相垂直的中心粒及周圍物質構成 與細胞的有絲分裂有關
細胞骨架：是由蛋白質纖維組成的網架結構，維持著細胞的形態，錨定并支撐著許多細胞器，與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關。
12.用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動：
實驗原理：
（1）觀察葉綠體
形態：扁平的橢球形或球形。
分布：主要在綠色植物葉肉細胞中。
顏色：綠色。
（2）觀察細胞質的流動：活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態。觀察細胞質的流動，可用細胞質基質中的葉綠體的運動作為標志。
實驗選材：蘚類葉（或菠菜葉、番薯葉）、新鮮的黑藻
實驗流程
觀察葉綠體
觀察細胞質的流動
取材：將黑藻先放在光下、25 ℃左右的水中培養（生成足量葉綠體）
觀察：先用低倍鏡找到黑藻葉肉細胞，后用高倍鏡觀察到細胞內的葉綠體隨細胞質定向呈環形流動
13.分泌蛋白：
（1）概念：在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質。
（2）舉例：消化酶、抗體和一部分激素等。
14.分泌蛋白的合成與運輸：
（1）研究方法：同位素標記法。
（2）分泌蛋白合成和分泌的過程
核糖體：氨基酸經過脫水縮合形成一段肽鏈，這段肽鏈會與核糖體一起轉移到粗面內質網上，繼續其合成過程。
粗面內質網：肽鏈邊合成邊轉移到內質網腔內，再經過加工、折疊，形成有一定空間結構的蛋白質。
囊泡：內質網膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質離開內質網，到達高爾基體。
高爾基體：離開內質網的囊泡，與高爾基體膜融合，囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。高爾基體對蛋白質做進一步的修飾加工。
囊泡：由高爾基體膜形成包裹著蛋白質的囊泡。囊泡轉運到細胞膜。
細胞膜：來自高爾基體的囊泡，與細胞膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。
線粒體：在分泌蛋白的合成、加工、運輸的過程中，需要消耗能量。這些能量主要來自線粒體。
提供能量的細胞器：線粒體。
15.細胞的生物膜系統的組成：細胞器膜、細胞膜和核膜等結構。
16特點：（1）各種生物膜的組成成分和結構很相似。
（2）在結構和功能上緊密聯系，進一步體現了細胞內各種結構之間的協調配合。
17.功能
（1）細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩定的內部環境，同時在細胞的物質運輸、能量轉化和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。
（2）廣闊的膜面積為多種酶提供附著位點，有利于許多化學反應的進行。
（3）把各種細胞器分隔開，使細胞內能同時進行多種化學反應，不會互相干擾，保證細胞生命活動高效、有序地進行。
18.實驗——黑白美西螈核移植實驗：
（1）該實驗中，黑美西螈提供細胞核，白美西螈提供細胞質、細胞膜等結構，結果后代全部發育成黑色的。
（2）實驗一說明美西螈皮膚顏色是由細胞核控制的。
19.實驗——蠑螈受精卵橫縊實驗：
（1）甲組實驗中，A部分無細胞核，不會分裂；B部分有細胞核，會分裂。
（2）乙組實驗中，從B部分向A部分擠入一個細胞核后，A部分有細胞核，細胞會分裂，但會慢一些；B部分有細胞核，會分裂。
（3）經對照分析可以看出，細胞核控制著細胞的分裂、分化。蠑螈受精卵的橫縊實驗說明：沒有細胞核，細胞就不能分裂、分化。
20.實驗——變形蟲切割實驗：
（1）由實驗三可知，變形蟲的攝食、應激性及生長和分裂等各項生命活動都離不開細胞核。
（2）通過變形蟲的切割實驗得出：細胞核是細胞生命活動的控制中心。
21.實驗——傘藻嫁接、核移植實驗：
實驗四中，不論在嫁接實驗還是在核移植實驗中，新長出的傘帽都跟提供細胞核的傘藻的傘帽相同。所以生物體形態結構的構建主要與細胞核有關。
※細胞核與細胞質的關系：
存活時間 原因分析
單獨的細胞核 很快死亡 缺乏細胞質提供的營養和能量
單獨的細胞質 存活一段時間后死亡 細胞質中由細胞核控制合成的物質在一段時間內仍可發揮作用
細胞核＋細胞質 正常生活 細胞核與細胞質是相互依存的統一整體
22.細胞核分布：
（1）除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞外，真核細胞都有細胞核。
（2）原核細胞無細胞核。
23.細胞核的結構：
（1）核膜：雙層膜，把核內物質與細胞質分開。
（2）核孔：實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流。
（3）核仁：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。
（4）染色質
①物質組成：主要由DNA和蛋白質組成，其中DNA是遺傳信息的載體。
②形態及特點：極細的絲狀物，易被堿性染料染成深色。
③與染色體的關系：是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。
24.細胞核的功能：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。
25.細胞在生命系統中的地位
（1）結構特點：
細胞作為基本的生命系統，其結構復雜而精巧。
各組分之間分工合作成為一個統一的整體。
（2）地位：細胞既是生物體結構的基本單位，也是生物體代謝和遺傳的基本單位。
26.模型構建：
（1）概念：模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種概括性的描述。
（2）類型：物理模型、概念模型、數學模型等。
（3）舉例：沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型，它形象而概括地反映了所有DNA分子結構的共同特征。
27.細胞膜的功能
（1）將細胞與外界環境分隔開，保障細胞內部環境的相對穩定。
（2）控制物質進出細胞。
（3）細胞間的信息交流
28.細胞間信息交流的三種方式：
（1）一些細胞如分泌細胞分泌一些物質如激素，通過血液的傳遞運送到作用部位的細胞（靶細胞），被靶細胞的細胞膜上的受體（成分為糖蛋白）識別，引起靶細胞的生理反應。
相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。
植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現的。
※細胞膜的功能圖解：
29.對細胞膜成分的探索：
（1）1895年歐文頓發現細胞膜對不同物質的通透性不一樣：溶于脂質的物質更容易穿過細胞膜，據此推測細胞膜是由脂質組成的。
（2）科學家利用哺乳動物的紅細胞制備出細胞膜，得知組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。
（3）1925年，荷蘭科學家發現，細胞膜中的磷脂分子排列為連續的兩層。
（4）1935年，英國學者丹尼利和戴維森研究細胞膜的張力，發現細胞表面張力明顯低于油－水界面的表面張力，據此推測細胞膜中除含有脂質分子外，可能還含有蛋白質。
30.細胞膜的成分：
（1）細胞膜主要由脂質和蛋白質組成，此外，還有少量的糖類。在組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富，此外還有少量的膽固醇。
（2）蛋白質在細胞膜行使功能方面起重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類與數量就越多。
31.對細胞膜結構的探索歷程：
時間 實例（實驗） 結論（假說）
1959年 電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三層結構 羅伯特森認為所有的細胞膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成
1970年 人、鼠細胞融合實驗 細胞膜具有流動性
1972年 流動鑲嵌模型 辛格和尼科爾森提出了細胞膜的流動鑲嵌模型
32.流動鑲嵌模型的基本內容
（1）基本骨架：磷脂雙分子層。
（2）蛋白質的分布：以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中。
33.結構特點：具有一定的流動性。
34.功能特性：選擇透過性。（蛋白質在細胞膜上的分布是不均勻的。）
※三層結構模型與流動鑲嵌模型的比較：
項目 三層結構模型 流動鑲嵌模型
不同點 認為蛋白質分子均勻分布在脂質分子的兩側 認為蛋白質分子在生物膜中的分布是不均勻的
認為生物膜是靜止結構 強調組成生物膜的分子是可以運動的
相同點 都認為組成生物膜的主要物質是蛋白質和脂質

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