高二生物奥赛辅导资料 细胞生物学Word文档下载推荐.docx
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一般无微管、微丝、
有微管、微丝
细胞壁
主要由胞质壁组成
主要由纤维素组成
实例
细菌、蓝藻、放线菌、枝原体等
真菌、衣藻、绿藻、动植物细胞等
（四）真核细胞的亚显微结构
1、细胞膜（细胞质膜）
生物膜：
细胞膜和内膜系统（包括核被膜、内质网、高尔基体、溶酶体以及各种小泡和液泡）以及线粒体膜、叶绿体膜等。
（1）质膜的化学成分
蛋白质（占干重的20~70%，）：
种类很多外在性蛋白（只与膜的内表面相连，易分离）；
内在性蛋白（嵌入双脂质内部，不易分离）。
脂类（30~80%）磷脂：
主要由脂肪酸、磷酸和甘油组成，是兼性分子。
糖质：
类固醇：
糖类：
少量多糖主要以糖蛋白和糖脂的形式分布于膜和外侧，不对称。
（2）质膜的分子结构——“流动镶嵌模型”
主要特点：
1）流动性——实验：
细胞融合。
2）不对称性。
（3）细胞膜的生物学功能
①将细胞与外环境相隔开来，以维持细胞内微环境的相对稳定；
②积极参与细胞膜与外环境间的物质、能量和信息的交流。
物质通过质膜进出细胞的方式（跨膜运输）：
种类
浓度梯度
载体
耗能
物质特点
被动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
协同
运送
同向
反向
其他
内吞
作用
吞噬
胞饮
外排作用
（4）细胞识别
1.细胞识别：
指生物细胞对同种和异种细胞的认识，对自己和异物质的识别。
如抗原和抗体的识别，主要取决于细胞膜上表面的某些受体。
2.信号跨膜传递——细胞通讯
1）
cAMP信号通道
2）
肌醇脂信号通路
（5）细胞连接
细胞连接：
在多细胞生物中体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关、彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。
种类
细胞间隙
特点
分布
动物细胞之间
紧密连接
无
细胞膜紧靠在一起
防止物质在细胞间隙自由扩散，起到封闭作用。
上皮细胞及内皮细胞之间
间隙连接
2~4nm
有连接子
为细胞间的物质交换、化学信息传递提供了直接通道。
上皮组织、平滑肌和心肌组织中。
粘合带
15~20nm
一般为于紧密连接下方。
具有机械支持作用。
上皮组织细胞间。
桥粒
25nm
钮扣样连接，有胞质斑和中间纤维。
起支持作用，使组织具有更强的抗张力和抗拉能力。
主要存在于上皮细胞之间。
植物细胞之间
胞间连丝
直径为20~40nm的管状结构
胞间连丝之间的细胞壁是不连续的。
物质与信息交流的通道，对于调节植物体的生长和发育具有重要作用。
2.细胞质：
细胞质包括细胞基质和细胞器。
（1）细胞质的基质：
半透明的胶状物质。
I.
化学成分：
小分子：
水、无机离子等
中等分子：
资料、氨基酸、核苷酸等
大分子：
蛋白质、核酸、脂蛋白、多糖。
II.
生物学功能：
代谢的场所；
2）维护正常环境，提供代谢底物。
（2）细胞器
①线粒体：
半自主性细胞器。
能以分裂的方式繁殖自己，有自己的连续性。
蛋白质和脂类、少量DNA和RNA。
标志酶有单胺氧化酶（外膜）、细胞色素氧化酶（内膜）、腺苷酸氧化酶（膜间隙）、苹果酸脱氢酶（线粒体基质）。
结构：
外膜：
通透性大
内膜：
对物质有高度的选择通透性。
存在电子传递链（呼吸链）。
膜间隙：
充满可溶性糖、反应底物以及辅酶因子等。
基粒：
包括头部、膜部和柄部。
基质：
含脂类、蛋白质、核糖体、DNA和RNA。
Ⅲ功能：
是糖、脂肪和氨基酸最终氧化放能的场所。
关于ATP的形成机制，目前公认的是“化学渗透假说”。
催化DANH氧化呼吸链产生3个ATP/传递2个电子
催化FADH氧化呼吸链产生2个ATP/传递2个电子
Ⅳ、复制：
半保留方式，复制时间与核DNA不同，在核分裂前期（G2），与线粒体分裂增殖有关。
Ⅴ、起源：
内共生假说：
来源于细菌，在细菌与前真核生物长期的共生过程中提供演化而成。
分化假说：
质膜内陷后分化形成。
②叶绿体：
含脂类、蛋白质、核糖体、少量DNA和RNA。
两层膜，扁平状，分基粒类囊体和基质类囊体。
类囊体膜称光合膜（表面有ATP合成酶），是光能向化学能转化的场所。
有油滴和核糖体。
存在DNA纤维（双链环状）、可溶性蛋白（酶）等。
III.
功能：
光合作用的场所。
光反应在叶绿体的类囊体上进行，暗反应在叶绿体的基质中完成。
IV.
起源：
内共生说（祖先是蓝藻或光合细菌）和分化假说。
③内质网（ER）
脂类、蛋白质和RNA。
由一个单位膜组成的性状、大小不等的扁平囊、小囊及小管连接而成的一个的网状结构。
种类：
粗面型内质网和滑面型内质网
*蛋白质的合成与运输——粗面型内质网；
*蛋白质的加工——糖基化；
*脂类代谢与糖类代谢——滑面型内质网
*解毒功能——滑面型内质网的酶，对有毒物质进行氧化、羟化。
④核糖体
主要成分：
蛋白质（40%）和RNA（60%）。
由大亚基和小亚基组成。
蛋白质合成的场所。
分类：
根据沉降系数分为两种，列表比较如下：
存在
小亚基
大亚基
70S型
原核细胞和线粒体、叶绿体基质
30S
（16S、rRNA、蛋白质）
50S
（23S、5S、rRNA、蛋白质）
80S型
40S
（18S、rRNA、蛋白质）
60S
（28S、5.8S、5S、rRNA、蛋白质）
⑤高尔基复合体
脂类、蛋白质和多糖。
标志酶是糖基转化酶。
有极性，呈弓形。
*为细胞提供一个内部的运输系统；
*O-连接糖基化作用，对蛋白质和脂类物质进行加工、修饰；
*参与细胞壁的形成。
⑥溶酶体
脂类和蛋白质。
标志酶是酸性磷酸酶。
一个单位膜围成的球状体。
3）
根据发育程度分为
初级溶酶体：
次级溶酶体：
三级溶酶体：
4）
*参与细胞内的正常消化作用；
*自体吞噬作用；
*自溶作用。
⑦圆球体和糊粉粒
1）形态、结构：
有一个单位膜围成的球状体。
2）功能：
都具有消化作用；
圆球体能贮存脂肪，糊粉粒是蛋白质贮存的场所。
3）存在：
植物细胞内。
⑧微体
单位膜维持的圆球状、椭球形、卵圆形或哑铃形的结构。
2）分类和功能：
根据酶的活性分过氧化物酶体：
分解过氧化物，执行光呼吸功能；
乙醛酸循环体：
分解过氧化物，参与糖异生作用。
⑨液泡与液泡系
一层单位膜围成的泡状结构。
植物细胞中大，动物细胞中小。
2）化学成分：
无机盐、糖类、脂类、蛋白质、酶、树胶、丹宁、生物碱等。
3）功能：
✧
维持细胞紧张度；
贮藏各种物质；
吞噬和消化细胞内破坏的成分（植物细胞自溶）。
各种细胞器的功能比较
形态结构
主要成分
在细胞中的功能
①
线粒体
棒状、粒状，有嵴、基质和基粒的双膜细胞器
磷脂、蛋白质、酶，少量的DNA和RNA
呼吸作用的主要场所
动植细胞
②
叶绿体
椭球状、球状，无嵴，有基质和基粒的双膜细胞器
基粒的片层结构薄膜上有色素，其余同上
光合作用的场所
植物细胞
③
核糖体
颗粒状的非膜细胞器
rRNA、蛋白质和酶
合成蛋白质的场所
④
内质网
单膜组成的性状、大小不等的扁平囊、小囊及小管连接而成的网状结构。
脂类、蛋白质和RNA
蛋白质合成与运输、加工的场所；
脂类代谢与糖类代谢场所；
解毒。
动植
细胞
囊状、泡状的单膜细胞器
磷脂、蛋白质、酶
与植物细胞细胞壁和动物细胞分泌物有关
⑥
溶酶体
单膜围成的球状体
脂类和蛋白质
参与细胞内的正常消化作用；
自体吞噬作用；
自溶作用。
动物细胞
⑦圆球体
糊粉粒
有一个单位膜围成的球状体
圆球体能贮存脂肪，
糊粉粒是蛋白质贮存的场所。
一层单位膜围成的泡状结构
⑨液泡
成熟植物细胞质中的大型泡状单膜结构
液泡膜由磷脂、蛋白质组，细胞液富含有机酸、生物碱、色素糖类、蛋白质等
保持细胞一定的紧张度，与细胞渗透吸水有关。
能使植物细胞自溶。
⑩中心体
由位于细胞核附近的两个互相垂直的中心粒组成的非膜细胞器
微管蛋白、酶
与细胞有丝分裂时纺锤体的形成有关
动物低等植物细胞
内膜系统：
真核细胞内结构、功能或彼此相关的膜围绕的细胞器或细胞结构。
包括内质网、高尔基复合体、溶酶体和细胞核。
生物膜系统：
细胞膜、核膜以及内质网、高尔基复合体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系称为细胞的生物膜系统。
主要作用如下：
维持细胞内环境的相对稳定，在细胞与环境之间进行的物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起决定作用；
为各种化学反应的顺利进行创造了有力条件（膜面积大、酶附着点多）；
生物膜将细胞分隔成小区室（如细胞器），使多种反应同时进行而互相不干扰，保证了生命活动的高效性、有序性。
3.细胞核
（1）核膜：
也称核被膜，有核膜孔。
（2）染色质（体）：
易被碱性物质染成深色的物质。
真核细胞中的核小体上构成染色质的基本单位，主要DNA和组蛋白组成，此外还有少量的RNA和非组蛋白。
（3）核仁：
球状小体。
结构：
颗粒成分、纤维成分、染色质和基质。
功能：
是核糖体RNA火车及核糖体亚单位前体组装的场所，与核糖体的生物发生密切有关。
（4）核基质（核液）：
间期核内非染色或染色很浅的基质称核内质。
成分：
蛋白质、RNA、酶。
4.细胞骨架：
真核细胞中，由蛋白质和纤维构成的网架体系。
主要包括：
细胞膜骨架、细胞质骨架和细胞核骨架。
主要功能：
对维持细胞形态、细胞运动、物质运输、细胞增殖及分化等具有重要作用。
（1）细胞膜骨架：
指细胞膜下由蛋白质纤维组成的网架结构。
结构特点：
一方面与膜蛋白质结合，另一方面又与细胞质骨架相连。
参与维持细胞膜的形态，并协助细胞膜维持某些生理功能。
（2）细胞质骨架：
存在于细胞质中。
主要包括：
微管、微丝和中间纤维。
功能
微管
中空的圆筒状，直径18-25nm
微管蛋白
对细胞的支架作用（神经细胞中的微管与支持和神经递质的运输有关）；
参与细胞内的运输；
参与鞭毛和纤毛的运动（组成纤毛、鞭毛）；
构成有丝分裂器，参与染色体运动。
微管、纤毛、鞭毛、中心粒等
微丝
细小的纤维，直径约7nm，呈网状排列在细胞膜下。
肌动蛋白（肌动蛋白纤维）
与肌肉的收缩密切有关（肌原纤维是肌细胞收缩的单位）；
参与细胞质运动和细胞移动（与变形运动有关，如巨噬细胞、变形虫等）；
形成胞质分裂环（动物细胞分裂时的缢裂有关）；
维持微绒毛的形状（微丝起支架和维持细胞的形状有关）。
中间纤维
粗细介于微管和微丝之间，平均直径约10nm。
蛋白质
与微管、微丝一起形成完整的骨架系统，对细胞起支撑作用；
参与桥粒的形成，对细胞内外的信息传递可能起作用作用；
在不同的组织这中间纤维的蛋白质成分不同，功能各异，中间纤维蛋白的表达与细胞分化有关。
（3）细胞核骨架：
以蛋白质为主要结构成分的网架系统。
定义：
狭义的核骨架指核基质；
广义的核骨架包括核基质、核纤层和核孔复合体。
包括：
核基质、核纤层、核孔复合体。
为DNA复制提供空间支架；
对DNA超螺旋化的稳定起重要作用。
化学成分
核基质
非组蛋白性的纤维蛋白、少量DNA。
对DNA复制提供空间支架，在基因表达调控方面也有作用。
核纤层
核纤层蛋白（与中间纤维同源）
与核被膜、染色质密切相连，为核被膜和染色质提供支架。
（4）鞭毛和纤毛：
是动物或低等植物细胞表面的特化结构。
形态结构：
鞭杆：
9+2（二联体微管）
基体：
9+0（与中心粒相同）
运动。
五、细胞增殖
1.有丝分裂
（1）分裂间期：
为分裂期作物质准备。
包括G1期：
合成DNA前身物质、DNA聚合酶和合成DNA必须的其他酶系。
S期：
DNA的复制，是细胞增殖的关键时期。
G2期：
DNA的合成终止，但还有RNA和蛋白质的合成，为分裂期纺锤体微管的组装提供原料。
（2）分裂期（M期）：
是一个连续的过程，保证了将S期复制的DNA分子平均分配。
分为前期：
两现两消一散乱。
中期：
赤道板上着丝点，染色体形、数最明显。
后期：
点裂，单体分开移两极。
末期：
两消两消，胞质分裂。
动植物细胞有丝分裂的区别：
前期：
动物细胞的两对中心粒周围出现星体，开始形成纺锤体微管（纺锤丝）。
动物细胞在核分裂后期形成中体，赤道板处出现环状缢裂，细胞一分为二。
植物细胞核分裂后期赤道板周围的微管增多，形成膜体、膜质，而后形成细胞板，发育为细胞壁。
2.减数分裂
减数分裂前间期：
与有丝分裂基本相同，但S期时间较长。
（1）第一次分裂
①前期Ⅰ：
细线期：
还看不出两条染色单体。
（时间长）偶线期：
同源染色体配对。
粗线期：
非姐妹染色单体交叉互换。
双线期：
同源染色体分离。
终变期：
核仁消失、核膜解体。
②中期Ⅰ：
配对的同源染色体（二价体）排列在赤道板上。
③后期Ⅰ：
二价体中两条染色体随机组合后分别移向细胞的两级。
④末期Ⅰ：
核膜、核仁重新出现，胞质分裂后形成两子细胞。
减数分裂间期：
时间短（或无间期），无DNA的复制。
（2）第二次分裂
①前期Ⅱ：
时间短。
②中期Ⅱ：
染色体排列在赤道板上。
③后期Ⅱ：
两条染色单体分开移向细胞的两级。
④末期Ⅱ：
染色体解螺旋，核膜、核仁出现，胞质分裂。
3.无丝分裂（略）
六、细胞分化
1.概念：
在个体发育中相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上方式稳定性差异过程称细胞分化。
2.细胞分化的原理
（1）细胞的全能性：
指已分化的细胞仍然具有发育的潜能。
高度分化的植物组织具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。
如：
组织培养——1958年美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，由于分化而最终发育成完整的新植株。
2）动物细胞的分化程度提高，它的细胞全能性受限制，但是细胞核仍保持着全能性，这是因为细胞核那含有保持物种遗传性所须要的全套遗传物质。
动物克隆——1997年英国科学家首次用A羊去核的卵细胞与B羊的乳腺上皮细胞核融合后，移入C羊的子宫发育，能成功的得到了科隆羊“多莉”。
3.细胞质、细胞核及外界环境对细胞分化的影响
（1）细胞质在细胞分化中的作用
细胞质的分裂是不均等的，在一定程度上决定了细胞的早期分化。
（2）细胞核在细胞分化中的作用
细胞核是真核细胞遗传信息贮藏场所，它可以通过控制细胞质的生理代谢活动来控制细胞的分化。
（3）外界环境对细胞分化中的影响
在多细胞生物幼体的富裕过程中，环境中的激素作用能引发和促进细胞分化。
4.癌细胞：
由于受到致癌基因的作用，不能正常完成细胞分化，而变成了不受机体控制的、连续进行分化的恶性增殖细胞。
癌细胞是由于致癌基因激活，细胞发生转化引起的。
（1）癌细胞的主要特征：
1）无限增殖；
接触抑制现象丧失；
细胞间的粘着性降低，易分散和转移；
易于被凝集素凝集；
5）
粘壁性下降；
6）
细胞骨架结构紊乱；
7）
产生新的膜抗原；
8）
对生长因子需要量降低。
（2）致癌因子及癌基因学说
致癌因子：
凡能引起细胞发生癌变的因子。
分三类：
物理致癌因子：
主要指辐射致癌。
化学致癌因子：
如砷、苯、煤焦油等。
病毒致癌因子：
已发现150多种病毒。
癌基因学说认为：
病毒对细胞的致癌作用是由于病毒基因组中的癌基因引起的。
如果细胞癌基因受阻，则细胞能正常发育；
在各种致癌因子的作用下，细胞癌基因被激活而使细胞发生癌变。
5.细胞的衰老：
细胞衰老过程是在细胞生理和生化发生复杂变化的过程。
细胞衰老的主要特征是：
在衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢减慢。
衰老的细胞内酪氨酸酶活性降低，导致头发变白。
细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累；
细胞内脂褐素占的面积增大，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，影响到细胞的正常功能，最后导致细胞衰老和死亡。
衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞体积增大，染色质固缩、染色加深。
细胞膜通透功能改变，使物质运输功能降低。
6.基因的选择表达
基因结构：
包括非编码区（启动子、终止子）
编码区（转录区）
真核细胞基因结构比原核细胞复杂：
编码区是间隔、不连续的；
编码区能编码蛋白质的序列称外显子，不能编码蛋白质的序列称内含子。
基因表达的调控
原核生物基因表达的调控——1965年法国科学家雅克布和莫若提出的“乳糖代谢基因表达学说”。
真核生物基因表达的调控
编码基因分类：
官家基因——维持细胞生存必需的基因，在各类细胞中处于活动状态。
奢侈基因——在不同的组织中选择表达的基因，与与分化细胞的特殊性状有关，对细胞的生存没有直接影响。
细胞生物学竞赛训练题
一、选择题
1．用秋水仙素处理细胞后，细胞的哪项活动会发生变化？
A变形运动B胞质分裂C染色体向极移动D吞噬作用
2．核仁增大的情况一般会发生在哪类细胞中？
A分裂的细胞B需要能量较多的细胞
C卵原细胞或精原细胞D蛋白质合成旺盛的细胞
3．为了显示细胞骨架，选用什么作染色剂较好？
A中性红B苏木精C考马斯亮蓝D瑞氏染液
4．苹果和番茄等果实成熟后都会变红，从细胞学上看，变红分别是由于细胞内的什么物质在起作用？
A花青素和有色体B叶黄素和细胞液
C细胞质和细胞液D有色体和细胞液
5．生物膜的脂类分子是靠什么键聚集在一起形成磷脂双结构的？
A氢键B二硫键C疏水键D离子键
6．如果把一朵红色的花放在溶有洗衣粉的水中，花的颜色会发生什么变化？
A红色变得更深B由红变紫C由红变蓝D没有任何变化
7．植物细胞的细胞液中哪类化合物可以应用于制革工业方面？
A有机酸B植物碱C单宁D色素
8．水的哪种特性最有利于体内的生物化学反应？
A水的流动性大B水分子极性强
C水分子比热大D水有润滑作用
9．生长因子通常是指机体不同组织细胞产生的一类
A多肽类B糖脂类C糖类D脂类
10．胰岛素的合成是靠
A滑面内质网与高尔基复合体B高尔基复合体与溶酶体
CrER与高尔基复合体D游离核糖体与高尔基复合体
11．细胞膜有能量交换、物质运动、信息传递等几种主要功能，上述功能与哪种物质有关？
A磷脂B糖类C蛋白质D固醇
12．具有独立遗传系统的细胞器是
A叶绿体B溶酶体C核糖体D内质网
13．不具有膜结构的细胞器是
A染色体与核糖体B中心体与核糖体
C中心体与线粒体D高尔基体与线粒体
14．与人体内月经周期中黄体退化有关的作用是
A异溶作用B自溶作用C粒溶作用D吞噬作用
15．进行有丝分裂的细胞中，RNA的合成主要发生在
AG1期BG2期CS期DM期
16．皮肤癌一般发生于
A表皮细胞有丝分裂期B生发层细胞有丝分裂S期
C真皮细胞有丝分裂G1期D生发层细胞有丝分裂G2期
17．实验表明，K＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如在人工膜中加入少量缬氨霉素（含12个氨基酸的脂溶性抗生素）时，K＋则可以通过膜从高浓度处移向低浓度处。
这种物质通过膜的方式是
A自由扩散B协助扩散C主动运输D胞饮作用
18．有关多聚核糖体的叙述，错误的是
A由一个mRNA分子与一定数目的核糖体结合而成
B多聚核糖体的每个核糖体可独立合成一条多肽链
C多聚核糖体只能合成一条多肽链
D多聚核糖体可在一
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