真核细胞的结构和功能

第2节真核细胞的结构和功能【知识概要】一、细胞膜 1、细胞膜的化学组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，其中脂类以磷脂为主，既有亲水的极性部分(一般称头部)，又有疏水的非极性部分(一般称尾部).构成膜的蛋白质按其在膜中与磷脂相互作用方式及排列部位不同，可以分为外在性蛋白和内在性蛋白两大类，外在性蛋白与膜的内外表面相连，内在性蛋白嵌在脂质的内部，有的穿过膜的内外表面.2.细胞膜的结构细胞膜的结构有很多假说和模型，广泛被接受的是“液态镶嵌模型”.有两个主要特点：一是膜的结构不是静止的，而是具有一定的流动性；二是膜蛋白质分布的不对称性，即有的镶嵌在脂质中，有的附在脂质表面.3.细胞膜的功能细胞膜的基本功能是：物质运输、细胞膜受体作用、代谢的调节控制、细胞识别、信息传递、保护细胞等.物质运输方面.细胞膜对物质的通过有高度的选择性.物质出入细胞的三种方式见下表：方式自由扩散协助扩散主动运输浓度高低高低低高载体无有有能量不耗能不耗能耗能类例水、脂溶性物质葡萄糖进入红细胞无机离子、氨基酸进入细胞此外，一些大分子物质或物质团块，还可以通过胞吞和胞吐的方式进出细胞.如白细胞吞噬侵入人体的病菌（胞吞）；腺细胞所分泌的酶的过程（胞吐）.胞吞和胞吐需消耗能量.二、细胞质1、基质细胞基质呈胶体状，除含有小分子和离子外，还含有脂类、糖、氨基酸、蛋白质、RNA等.在基质中存在着几千种酶，大多数中间代谢，如糖酵解、氨基酸合成等都在此进行.在基质内分散着具一定结构和功能的小叫细胞器，如线粒体、质体.中心体、内质网、核糖体、溶酶体以及微管和微丝等.2、线粒体(1)线粒体形状、大小和数目线粒体一般呈线状或颗粒状，直径约0.51um，长210um.线粒体数目因细胞类型和生理状况而不同，每个细胞中线粒体的数量可以从1到50万个，在生理活动旺盛的细胞中，线粒体数目多；在衰老或休眠的细胞中线粒体较少.(2)线粒体结构电镜下观察线粒体由内外两层膜所包围.外膜磷脂含量较高，透性较强，有利于线粒体内外物质交换.内膜透性较差，在不同部位向内折叠形成嵴.嵴之间的内部空隙叫嵴间腔，里面充满基质，基质中含有蛋白质和少量DNA内外膜之间的间隙叫膜间腔.里面充满液体.线粒体的内外膜上都附有酶系颗粒，在外膜上牢固附着的是柠檬酸循环所必需的酶系颗粒.柠檬酸循环所产生的NADPH通过膜进入线粒体，使ADP转变成ATP.在内膜内侧附着有许多带柄小颗粒，此颗粒就是可溶性三磷酸腺苷.(3)线粒体功能线粒体是细胞呼吸中心.它通过有呼吸作用的多种酶系颗粒，能将细胞质中的糖酵解，产生丙酮酸，再进一步氧化产生能量，并将能量贮藏在ATP高能磷酸键中.ATP通过膜上的小孔向外扩散到细胞质中，供细胞其他生理活动时能量的需要.3、质体 质体是绿色植物细胞所特有的细胞器.据颜色和功能的不同，可分白色体、有色体和叶绿体三类.1)白色体(也叫无色体) 因所在的组织和功能的不同可分为造粉质体、造蛋白质体和造油体.2)有色体 有色体内含有叶黄素和胡萝卜素，呈红色或橙黄色.它存在于花瓣和果实中，其主要功能是积累淀粉和脂类.3)叶绿体主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内，是光合作用的场所.由内外两层膜包围，叶绿体膜能控制代谢物质进出叶绿体.膜内淡黄色、半流动状态的物质叫基质，主要是可溶性蛋白质(酶)和其他代谢物质.基质中悬浮着浓绿色圆柱状颗粒叫基粒.每个基粒由两个以上类囊体重叠而成基粒片层，类囊体由自身闭合的双层薄膜组成.有些类囊体和基粒中的基粒片层横向连接，使基粒跟基粒相连，这种类囊体叫做基质片层.叶绿体的光合色素主要集中在基粒中，类囊体的内膜和外膜上各附有几十种与光合作用有关的酶.光合作用的光反应在类囊体膜上进行，合成有机物的暗反应，在叶绿体基质中进行.4、内质网和高尔基体内质网是由单层膜组成，有两种类型：粗糙内质网和光滑内质网.粗糙内质网呈扁平囊状，内质网膜的外面附有核糖核蛋白体颗粒，是细胞内合成蛋白质的主要部位.粗糙内质网常与核膜的外膜相连.光滑内质网呈管状，膜上没有颗粒，常与有分泌功能的高尔基体相连.光滑内质网与脂类物质的合成、糖元等的代谢有关.高尔基体是由双层膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡构成，多数扁囊和囊泡集合在一起，又叫高尔基复合体.在植物细胞内，有高尔基体合成的果胶、半纤维和木质素等物质，这些物质参与细胞壁的形成.在动物细胞内，高尔基体参与蛋白质的分泌.在细胞生物学中，把核被膜、内质网、高尔基体、小泡和液泡等看成是在功能上连续统一的细胞内膜，被称为内膜系统.5、液泡系 液泡系是指由内膜包围的小泡和液泡，除线粒体和质体外，都属于液泡系.液泡类型可分为以下几种：高尔基液泡，由高尔基体成熟面高尔基地边缘形成的小泡，其中含有水解酶等.溶酶体，由内质网形成，其中含有水解酶。圆球体，为植物细胞所特有，相当于溶酶体，也是由内质网形成。微体，按其中所含的酶来确定其性质。自噬小体，由一层膜将一小部分细胞质包围而成，其中被消化的物质是细胞质内含有的各种组成，如线粒体、内质网的碎片等。吞噬泡，由质膜的内陷吞噬了营养颗粒而成。胞饮液泡，由质膜的内陷作用吞噬了一些溶液或营养液而成。糊粉粒，种子中产生的一种特异的液泡，其中贮有蛋白质(多为酶)，起源于内质网。收缩泡，为原生动物所含有的，具伸缩性，收缩时可把废液和过量的水分排出体外。动、植物液泡都是由一层单位膜包围而成。具有液泡是植物细胞显著特征之一。液泡里有细胞液，主要成分是水，另外含有糖类、丹宁、有机酸、植物碱、色素、盐类等。液泡既是细胞营养物质的贮藏器，也是废物的排泄器。溶酶体是溶解或消化小体，内含各种水解酶，在动植物细胞中都含有这类细胞器。细菌内没有发现溶酶体。溶酶体的功能有三个方面：正常消化作用、自体吞噬、细胞自溶作用。微体有两种类型：过氧化物酶体和乙醛酸循环体。前者存在于动、植物细胞内，而后者仅存在于植物细胞内。植物细胞内的圆球体和糊粉粒都含有水解酶，具有动物溶酶体同样的功能。6、核糖核蛋白体核糖体颗粒存在于所有类型的活细胞内，游离在细胞质中或附着在粗糙型内质网上，快速增殖的细胞中含量更多。根据核糖体的沉降系数，把不同来源的核糖体分为70S型(具有30S和50S两个亚单位)和80S型(具有40S和60S两个亚单位)两大类。80S分布在真核细胞的细胞质中，而70S则存在于原核细胞与叶绿体内。聚核糖体是蛋白质合成的主要场所。7、中心体中心体是动物和低等植物特有的细胞器，包括两部分：中央有中心粒，周围的致密物质叫中心球。存在的位置较接近细胞中央，在核的一侧，故叫中心体。在电镜下，中心粒由27条很短的微管组成，从横切面看是由9个三体微管盘绕成的环状结构。三体微管之间和其周围有质地比较致密的细粒状物质。中心粒对细胞分裂期纺锤丝的排列方向和染色体的移动方向，起着重要作用。8、微管和微丝微管是细胞的骨骼，微丝是细胞的肌肉系统。微管含有微管蛋白，微丝含有的分子与肌肉中的肌动蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白相同，也有像肌肉一样的收缩功能。微管的功能：支架作用、细胞运动、细胞分裂、细胞内运输、细胞壁结构等。微管是单体到多聚体集合成完整的管子，但经低温、高压、秋水仙素和长春花碱等处理后就会破坏，使细胞变形，也不能运动。微丝担负着细胞内运输、细胞质运动、细胞的移动和肌肉的收缩等功能。一、 细胞核细胞核是细胞内储存、复制和转录遗传信息的主要场所。在真核细胞中，除高等植物成熟的筛管以及哺乳类成熟的红细胞外，都有细胞核。细胞核的核膜由两层膜组成，包在核之外。核膜上有许多穿孔，称核孔，全部核孔占膜面积的8以上。核孔是细胞核和细胞质进行物质交换的通道。核液充满在核膜内，是以核蛋白为主的胶态物质，染色质和核仁悬浮在其中。当这些基质呈液体状态(溶胶)时叫核液，呈半固体状态(凝胶)时叫核质。核仁主要由蛋白质和RNA组成，它与合成核糖体RNA有关。染色质是细胞核的重要成分，是真核细胞间期核中DNA、组蛋白、非组蛋白性蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠状的复合体，是能被碱性染料染色的物质。【解题指导】例1 呈下列对细胞器的叙述中，表明动物细胞正在进行有丝分裂的是：A 线粒体氧化作用加强B高尔基体数量显著增多C纺锤丝收缩变粗D中心粒分向两极移动析 线粒体氧化作用加强，供能增多并非有丝分裂所特需，其他生理代谢活动也可能耗能增多。高尔基体功能与动物有丝分裂并无直接联系。中心粒是动物细胞的细胞器，在有丝分裂的前期、间期已复制的两对中心粒分别移向细胞的两极。因此，它的移动可以表明动物细胞正进行有丝分裂。答案选D。例2 埋在土壤里的马铃薯块茎，其皮层细胞呈白色，在阳光下照射一段时间以后，其浅层的皮层细胞会变成绿色。如何解释这一现象？析 皮层细胞里含有质体，这种质体不含色素叫做白色体，另有一些含色素的质体叫做叶绿体。质体在一定条件是可以相互转化的。在光照射下，质体的原片层则相连成具有基粒的成熟片层系统，同时片层膜上的色素很快形成，先形成叶绿素a，随后叶绿素b大量形成和积累，片层膜垛叠成基粒，这种白色体就转化成叶绿体，浅层表皮细胞呈现绿色。【巩固练习】12、 使磷脂类特别适于形成细胞膜的特性是：A它们是疏水的 B它们是亲水的C它们迅速吸水 D它们既是亲水的又是疏水的13、 物质能逆着它的浓度梯度转运穿过膜是因为:A 某些膜蛋白是依赖于ATP的载体分子B某些膜蛋白起通道作用，经过通道特异分子能进入细胞C脂类双分子层可透入许多小分子D脂类双分子层是疏水的14、 如果植物细胞膜由选择透过性膜变成了全透性膜，则该细胞将: A 缩小 B膨胀C死亡 D生长15、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是：A维生素D和性激素 B水和尿素C氨基酸和葡萄糖 D酶和胰岛素16、 下列物质中必须通过核孔进入核内的是:A 氨基酸 BRNA酶C球蛋白 D葡萄糖17、 下列细胞器中，没有膜包被着的是:A线粒体 B溶酶体C高尔基体D核糖体18、 人工脂质双层膜两侧存在浓度差，离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，钾离子即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其它离子不能通过。对此现象的正确解释是:A 缬氨霉素是钾离子的载体，钾离子协助扩散通过膜B缬氨霉素杀死人工膜，钾离子被动运输通过膜C缬氨霉素改变人工膜的通透性，钾离子自由扩散通过膜D缬氨霉素提供载体和能量，钾离子主动运输通过膜19、关于细胞核膜上的核孔，以下叙述不正确的是:A核孔在核膜上均匀分布B核孔由内、外核膜融合而成C核孔数目多少与细胞核体积大小正相关D核孔是某些大分子物质的运输孔道20、 对线粒体分布数量的下列叙述中，不正确的一项是：A普遍存在于真核细胞和原核细胞的细胞质中 B心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞数目多 C生长和代谢活动旺盛的细胞线粒体数量多 D在细胞内的需能部位线粒体比较集中21、用食醋和蔗糖可以将鲜蒜腌制成糖醋蒜，其原因是：A醋酸与蔗糖分解后被细胞吸收B醋酸与蔗糖分子存在于细胞间隙中C腌制时间长，两种物质缓慢渗入到细胞中D醋酸杀死细胞，两种物质扩散到细胞中22 在某一类型的血细胞中，一种中性物质的浓度比周围血浆中的浓度高得多，然而此物质仍能继续不断地进入细胞。该物质进入细胞的这一方式是：A渗透作用 B简单扩散作用C易化扩散，即进行得较快的扩散作用D主动运输23、 绿色植物细胞中对能量转换直接有关的一组细胞器是：A线粒体和叶绿体B核糖体和高尔基体C中心体和内质网D高尔基体和叶绿体24、下列关于线粒体和叶绿体的共同点叙述中，不正确的是：A都是双层膜结构的细胞器B都有基质和基粒C所含酶的功能都相同D都不存在于原核细胞中25、在胰岛细胞中，与合成胰岛素有关的一组细胞器是A线粒体 中心体 高尔基体 内质网B内质网 核糖体 叶绿体 高尔基体C核糖体 内质网 高尔基体 线粒体D内质网 核糖体 高尔基体 中心体26、线粒体、内质网和叶绿体都具有A基粒 B基质 C膜结构 D少量DNA27、真核细胞细胞质中的核糖体：A与细菌的核糖体大小、组成相同B较细菌的核糖体大，但组成相似C较细菌的核糖体小，组成不同D与细菌核糖体大小相同，但组成完全不同28、 在真核细胞中，产生初级溶酶体的是：细胞质液 B细胞核C高尔基体 D内质网29、粗面内质网上合成的蛋白质需经下列哪种结构加工处理后才具有生物活性？A溶酶体 B线粒体C质体 D高尔基体30、 睾丸间质细胞合成的雄性激素，是在下列哪种细胞器中合成的？A 高尔基体 B细胞质B C核糖体 D滑面内质网31、用某种影响细胞骨架的药水处理体外培养的细胞，群体中出现双核细胞，最可能的原因是A微丝破坏 B微管破坏C染色体畸变 D细胞发生融合32、下列四对名词中，合适的是A叶绿体酶的贮藏处B过氧化(酶)体细胞中的转运作用 C核仁核糖体亚基的组装部位D溶酶体细胞中的发电站33、如果以下的说法对叶绿体和线粒体来说都正确，在括号上标“”，如果不正确则标“”A含有蛋白质( ) B含有可结合氢离子的辅酶( ) C含有钾离子( ) D缺少DNA( ) E能产生ATP( ) F 能产生氧气( )34、 请参考下面资料，回答以下两个问题：直径25nm； 直径810nm；直径7nm； 管状；由各种蛋白质组成；由45条原丝组成的管；由微管蛋白组成，是一种蛋白质；主要由肌动蛋白组成；死亡细胞形成角质保护层；构成中心粒、纺锤体、纤毛的基本单位。(1)真核细胞含有微管和微丝结构，这些结构称为细胞骨架。正确描述微管的是A BC D(2)能描述微丝特点的是A BC D35、对法囊藻(一种海藻)的细胞中各种离子浓度的分析表明，细胞液的成分与海水的成分很不相同(见下图)。(1)K和Cl的细胞内积累，而Na、Ca2等在细胞液中的含量低于海水中的含量。这表明_。(2)K和Cl进入细胞的转运方向是：_，这种吸收方式叫做_ ，这种吸收方式需要的两个基本条件是：_ ，_ 。(3)Na和Ca2进入细胞的转运方向是：_ ，它们的吸收方式属于_ 。(4)法囊藻细胞液中的各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是_ 。36、请指出右图中AF结构名称。分泌的囊泡 微管 核糖体 溶酶体 线粒体 液泡 染色体 高尔基体 中心体核仁 A_ B_C_， D_E_ F_。37、下图是某种生物的细胞亚显微结构示意图，试据图回答：(1)与图中的形成有关的结构是：_。(2)与细胞渗透吸水能力直接有关的结构是：_。(3)对细胞各种生理活动起催化作用的物质是在_处合成。(4)图中能将水分解的场所是：_。(5)CO2主要由图中的_释放，所释放的CO2在充足的光照条件下扩散到_ 处被利用。(6)非生物界的能量通过图中结构_的生理活动后，才能进入生物界。(7)既是细胞营养物质贮藏器，又是细胞废物的排泄器是图中的_。38、科学家在研究家蚕丝腺细胞亚显微结构时，取得这样的数据：粗面内质网的含量为N时，蚕丝产量为P；粗面内质网含量为2N时，蚕丝产量为1.5P；含量为3N时，蚕丝产量为2P。研究结果表明，凡高产品种，丝腺细胞中粗面内质网特别发达。请就以上事实加以解释_