細胞的結(jié)構和功能

學習目標1.說出細胞的基本結(jié)構。2.簡述細胞膜的化學組成和結(jié)構特點。5.簡述細胞核的主要結(jié)構和功能3.說出細胞膜物質(zhì)交換的主要方式和特點。4.說出各種細胞器的主要功能。7.解釋單位膜、主動運輸、染色質(zhì)、染色體的概念。6.說出染色體和染色質(zhì)的化學組成。細胞的基本結(jié)構有：細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核：一、細胞膜

（一）細胞膜的概念生物膜：細胞的所有膜的統(tǒng)稱。細胞膜：把細胞質(zhì)包被起來的一層薄膜，又稱為質(zhì)膜。單位膜：在電鏡下觀察細胞膜的切面，可以看到有內(nèi)外兩層深色的致密層和中間一層淺色的疏松層，一般把具有這三層結(jié)構的膜稱為單位膜。

（二）細胞膜的化學成分細胞膜的主要化學成分是類脂和蛋白質(zhì)，此外還有少量糖類。不同種類的細胞，其細胞膜的各種成分，特別是類脂和蛋白質(zhì)的比例有所差異。類脂分子蛋白質(zhì)糖蛋白（三）細胞膜的結(jié)構

1、液態(tài)鑲嵌模型學說：類脂分子：由類脂雙分子層構成細胞膜的基本骨架，每層類脂分子的排列都很整齊：每個類脂分子親水性的頭端都向著膜的內(nèi)外兩側(cè)；疏水性的尾端都向著膜的中央。蛋白質(zhì)分子：膜上的蛋白質(zhì)分子多為球形蛋白，它們有的嵌入類脂雙分子層中，稱為鑲嵌蛋白質(zhì)，有的附著在類脂雙分子層的表面，稱為周圍蛋白質(zhì)。糖類：糖類的含量較少，它們主要與細胞膜外表面的蛋白質(zhì)結(jié)合為糖蛋白，或與類脂結(jié)合為糖脂。伸展在細胞膜外表面的糖蛋白、糖脂，稱為細胞外被。2、細胞膜的特性：不對稱性：由于細胞膜的各種化學成分在膜上的分布不均勻，導致了膜內(nèi)外兩側(cè)的結(jié)構和功能的不對稱，這稱為膜的不對稱性。流動性：在一般體溫條件下類脂分子是呈液態(tài)的，能在同一分子層內(nèi)作橫向運動，同時蛋白質(zhì)分子也可以在類脂雙分子層中移動，故細胞膜具有流動性。

細胞膜的主要特性有不對稱性和流動性膜外膜膜內(nèi)（四）細胞膜的功能

細胞膜物質(zhì)交換的主要方式有：1、單純擴散物質(zhì)依靠膜兩側(cè)的濃度差，不消耗細胞的代謝能，也不需要膜上蛋白的幫助，由高濃度的一側(cè)向低濃度的一側(cè)運輸?shù)倪^程稱為單純擴散(圖3-)。氣體分子和脂溶性小分子物質(zhì)主要通過這種方式擴散，例如Ｏ２、ＣＯ２和臨床上使用的麻醉劑乙醚、氯仿等物質(zhì)的運輸。（四）細胞膜的功能

2、易化擴散

非脂溶性物質(zhì)在細胞膜上一些特殊蛋白質(zhì)的幫助下（如同把貨物裝在船上一樣），由高濃度的一側(cè)向低濃度的一側(cè)運輸?shù)倪^程稱為易化擴散(圖3-)。如葡萄糖、氨基酸、Ｎa+、Ｋ+等的運輸。膜外膜膜內(nèi)（四）細胞膜的功能

3、主動運輸細胞通過消耗能量，在膜上特殊蛋白質(zhì)的幫助下，主動將某種物質(zhì)由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運輸?shù)倪^程稱為主動運輸。ATP膜外膜膜內(nèi)

這種方式是人體最重要的物質(zhì)運輸方式，對于維持細胞的生命活動具有十分重要的作用。例如，人的神經(jīng)細胞在正常時，膜內(nèi)Ｋ+的濃度約為膜外的30倍，而膜外Ｎa+的濃度約為膜內(nèi)的12倍。這種離子濃度差的維持，要依靠細胞膜上普遍存在的鈉－鉀“泵”（一種特殊蛋白質(zhì)分子）通過主動運輸來實現(xiàn)。（四）細胞膜的功能

4、胞吞和胞吐作用大分子或物質(zhì)團塊則通過胞吞作用和胞吐作用進出細胞。（1）胞吞作用是指細胞通過消耗能量把大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊從細胞外吞入細胞內(nèi)的過程。如侵入人體內(nèi)的細菌、病毒、異物、大分子營養(yǎng)物質(zhì)等。（2）胞吐作用是指細胞通過消耗能量把大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊從細胞內(nèi)排出細胞外的過程。胞吐作用主要見于細胞的分泌活動，如細胞分泌激素、酶類等。二、細胞質(zhì)細胞質(zhì)包括細胞基質(zhì)和細胞器。細胞基質(zhì)是細胞內(nèi)呈液態(tài)的部分。細胞器是細胞質(zhì)中具有一定化學組成、形態(tài)結(jié)構和特殊功能的小結(jié)構，主要有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、溶酶體、中心體等。細胞器線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體高爾基體溶酶體中心體(一)線粒體1.結(jié)構:是由雙層單位膜圍成的封閉的囊狀結(jié)構外膜：平滑內(nèi)膜：向內(nèi)折疊形成嵴基粒：附著內(nèi)膜上的球狀小體線粒體內(nèi)含有多種參與生物氧化的酶系

基粒2.功能：細胞內(nèi)能源物質(zhì)氧化分解的場所，是細胞的供能中心，比喻為細胞的“動力工廠”。(二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)1、結(jié)構：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜構成的扁平囊狀、管狀或泡狀結(jié)構特點：其管道互相連通，縱橫交織成網(wǎng)狀，其膜可以與核膜的外膜相通，也可以與細胞膜相連通。(二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：2、分類與功能

指表面附著核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。其上附著的核糖體，是蛋白質(zhì)合成的場所，它主要合成外輸性蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)合成后進入到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的管道，經(jīng)管道運輸?shù)礁郀柣鶑秃象w。指表面光滑、無核糖體附著的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。它的主要功能是合成脂質(zhì)和膽固醇等物質(zhì)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)：（三）高爾基復合體1、結(jié)構:是由一層單位膜構成的圓盤狀結(jié)構扁平囊小囊泡大囊泡結(jié)構特點：三個部分并不是固定不變的，而是處于不斷形成、不斷更新的動態(tài)變化中：由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成小囊泡，小囊泡不斷并入扁平囊，扁平囊不斷形成大囊泡，大囊泡不斷脫離形成分泌泡。（三）高爾基復合體2、功能：高爾基復合體的主要功能是在細胞的分泌活動中起主要作用，它對外輸性蛋白質(zhì)等分泌物進行加工、包裝、運輸，并分泌到細胞外。顯微鏡下的高爾基復合體（四）核糖體

1、結(jié)構：核糖體是由rRNA和蛋白質(zhì)組成的橢圓形小體，由大、小兩個亞基構成，屬于非膜性結(jié)構。

2、種類游離核糖體（附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上）（游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中）3、功能：細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所。固著核糖體固著核糖體（五）溶酶體1、結(jié)構：溶酶體是由一層單位膜圍成的球形囊狀結(jié)構，內(nèi)含多種水解酶。（五）溶酶體2、功能：

溶酶體與疾病有密切的關系，溶酶體受損或其某些酶的缺乏會引起一些相應的疾病。矽肺是一種職業(yè)病，它是由于肺部細胞吸入過多的矽塵（SiO２），將溶酶體的膜破壞，溶酶體中的水解酶進入細胞質(zhì)中將細胞自身殺死，而死亡細胞釋放的矽塵又對其它細胞產(chǎn)生同樣的破壞作用，從而使肺的功能受損形成矽肺。（1）自溶作用指溶酶體對細胞自身結(jié)構的消化和分解作用，如溶酶體對細胞中衰老細胞器的分解。（2）異溶作用指溶酶體對從細胞外進入細胞內(nèi)的物質(zhì)的消化分解作用，如溶酶體對被細胞吞噬的有害異物和病菌的分解。（六）中心體1、結(jié)構：中心體是位于細胞核附近的一種非膜相結(jié)構，它由2個相互垂直的中心粒和周圍比較致密的細胞質(zhì)基質(zhì)即中心球共同構成。2、功能：主要與細胞分裂和運動有關。

中心粒切面圖（七）細胞骨架1、結(jié)構：由微管、微絲和中間纖維等纖維狀蛋白交織構成的網(wǎng)狀結(jié)構。2、功能：細胞骨架對維持細胞的形狀、細胞器的定位和細胞的運動等具有重要有作用。三、細胞核結(jié)構核膜核仁核基質(zhì)染色質(zhì)和染色體（一）核膜1、結(jié)構：核膜是包圍在核表面的膜，由兩層單位膜構成。外膜的外表面上附著有核糖體，某些部位的外膜與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。核膜上分布有核孔。

2、功能：核膜的主要功能是保護核內(nèi)物質(zhì)，并使核物質(zhì)能在特定的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行它的功能而不受干擾；同時控制著核與細胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換。（二）核仁1、結(jié)構：核仁是一個表面無膜的海綿球狀結(jié)構，主要成分是蛋白質(zhì)和RNA，還有少量的DNA。它在有絲分裂期消失，在新的細胞核形成后又重新出現(xiàn)。2、功能：核仁的主要功能是合成rRNA，并與核糖體的形成有關。核仁的大小與該細胞合成蛋白質(zhì)的旺盛程度有明顯的關系。核仁（三）染色質(zhì)與染色體1、染色質(zhì)（1）定義：在間期細胞核內(nèi)易被堿性染料染色的細絲狀物質(zhì)常染色質(zhì)：結(jié)構疏松，染色較淺，功能活躍，進行著DNA的復制和RNA的合成。（3）種類：

（2）主要成分：DNA和組蛋白異染色質(zhì)：卷曲緊密，染色較深，功能不活躍，處于抑制狀態(tài)，常靠近核的邊緣。

1、染色質(zhì)（4）基本單位：核小體每個核小體由顆粒部和連接部組成，顆粒部由一段DNA鏈在八聚體（由8個組蛋白分子聚合而成）表面纏繞1.75圈而成，連接部是顆粒部外圍DNA分子的延伸部分，它把相鄰的兩個核小體連接起來，在連接部結(jié)合著一個組蛋白分子核小體結(jié)構要點：2、染色體定義：在細胞有絲分裂時，染色質(zhì)纖絲高度螺旋化，形成具有特定形態(tài)結(jié)構的染色體。

染色體的形態(tài)和數(shù)目有種的特異性。如人的細胞染色體數(shù)為46條；水稻24條；玉米20條；豌豆14條；狗的78條；馬是64條、兔的是44條等。染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細胞周期的不同時期的兩種表現(xiàn)形式。(如水和冰一樣)

每種生物細胞中的染色體數(shù)目是恒定的。如人類體細胞有46條染色體，即23對。如果染色體數(shù)目發(fā)生異常，則會引起相應的染色體病，例如21三體綜合征（先天愚型）就是一種常見的常染色體病，這種患者的體細胞有47條染色體，比正常人多了一條21號染色體，其核型為47，XX（XY）+21。DNA、染色質(zhì)與染色體之間的關系（四）核基質(zhì)

核基質(zhì)又稱為核液，是液態(tài)膠體狀物質(zhì)，它的化學成分與細胞質(zhì)基質(zhì)相似。細胞核的主要功能是遺傳信息貯存和復制的場所，通過遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯指導和控制蛋白質(zhì)的合成，從而控制著細胞的代謝、生長、分化和繁殖等活動。小結(jié)細胞的基本結(jié)構包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核三個部分。細胞膜由類脂雙分子層構成膜的骨架，各種蛋白質(zhì)鑲嵌其中或附在表面。細胞膜對物質(zhì)運輸?shù)闹饕绞接袉渭償U散、易化擴散、主動運輸和胞吞胞吐作用。細胞質(zhì)中具有一定的化學組成、形態(tài)結(jié)構和特殊功能的小結(jié)構稱為細胞器。線粒體常被喻為細胞的“動力工廠”，是細胞的供能中心。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成和運輸外輸性蛋白質(zhì)，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂質(zhì)和膽固醇等物質(zhì)的合成有關。高爾基復合體主要對分泌物進行合成、加工、運輸?shù)取Ｈ苊阁w能消化分解細胞衰老結(jié)構和一些外來物質(zhì)，對細胞起營養(yǎng)和保護作用。核糖體是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所。中心體與細胞分裂及運動有關。細胞核是細胞內(nèi)一個極其重要的結(jié)構，染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細胞周期的不同時期的兩種表現(xiàn)形式，主要成份是ＤＮＡ和組蛋白。

目標檢測一、A1型題（以下每一道題下面有A、B、C、D、E五個備選答案。請從中選擇一個最佳答案）１、構成細胞膜的主要骨架成分是：（）A．蛋白質(zhì)B．糖類C．類脂分子D．DNAE．RNA

2、組成染色質(zhì)和染色體的主要物質(zhì)是:（）A．DNA和RNAB．蛋白質(zhì)和DNAC．蛋白質(zhì)和RNAD．DNA和脂類E．DNA和糖類3、染色質(zhì)和染色體的關系是：（）A．兩種物質(zhì)不同時期的兩種表現(xiàn)B．兩種物質(zhì)同一時期的兩種表現(xiàn)C．同種物質(zhì)不同時期的兩種表現(xiàn)D．同種物質(zhì)同一時期的兩種表現(xiàn)E．兩種物質(zhì)不同時期的同種表現(xiàn)CBCBECE二、B1型題（從每組考題共同使用的備選答案中選擇一個與問題密切相關的答案，每個備選答案可能被選擇一次，多次或不被選擇）A.單純擴散B.易化擴散C.主動運輸D.胞吞作用E.胞吐作用1、人體最重要的物質(zhì)運輸方式是:（）2、病菌侵入細胞的方式是:（）

3、分泌酶分泌到細胞外的方式是:（）

4、細胞膜對Ｏ２的運輸方式是:（）5、小腸上皮細胞含有大量的線粒體，與這一結(jié)構特征相適應的細胞膜功能是:（）6、直接影響蛋白質(zhì)合成的藥物，具體影響的細胞器是:()7、體液中的Ｋ+進入神經(jīng)細胞內(nèi)與下列哪種細胞器關系最密切:()8、與形成矽肺密切相關的細胞器是:()A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)B．線粒體C．溶酶體D．高爾基復合體E．核糖體CDAC三、X型題（以下每一題下面有A、B、C、D、E五個備選答案，請從中選擇備選答案中所有正確答案）1、與唾液淀粉酶的合成、運輸、分泌有直接關系的細胞器有()A．核糖體B．線粒體C．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D．高爾基復合體