§1—2细胞的结构与功能一、细胞的类型（Ⅰ）（一）细胞学说2．细胞学说：①所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；②细胞是所有生物结构和功能的单位；③所有细胞必定由已存在的活细胞产生。

3．细胞学说建立的意义：①揭示了细胞统一性和细胞生物体结构的统一性②揭示了生物之间存在着一定的亲缘关系。

（二）细胞的种类（三）细胞模式图1、蓝藻细胞模式图1.DNA2.核糖体3.细胞壁4.细胞膜2、细菌细胞模式图3、动物细胞模式图1细胞膜 2 细胞质3 高尔基体4 核基质5 染色质6 核仁7 核膜8 内质网9 线粒体10 核孔11 附着核糖体12 游离核糖体13 中心体14 溶酶体4、植物细胞模式图1细胞膜2细胞壁3细胞质4叶绿体5高尔基体6核仁7核基质8核膜9染色质10核孔11线粒体12内质网13游离核糖体14液泡15附着核糖体二、膜系统的结构与功能（一）细胞膜1．组成成分成分种类与含量位置与功能脂质磷脂、胆固醇约占50% 磷脂分子：构成细胞膜的基本骨架胆固醇：与磷脂尾部一起存在于脂双层内部，维持膜的刚性蛋白质约占40% 镶嵌或贯穿于脂双层，功能越复杂的细胞，膜蛋白的种类与数量越多糖类约占2%—10% 与蛋白质结合形成糖蛋白，完成细胞间信息传递部分与脂质结合形成糖脂注：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）常用于检测体内是否产生癌细胞。

运输蛋白（被动转运）通道蛋白允许水溶性分子或离子通过载体蛋白与物质分子结合→蛋白质改变形状→运送分子进出细胞运输蛋白（主动转运）载体蛋白与物质分子结合→蛋白质改变形状→运送分子进出细胞（消耗能量）受体蛋白激素受体激素受体蛋白质+激素→引发生理反应神经上的受体（类似通道蛋白）开启时允许离子通过辨识蛋白糖蛋白可作为辨认的标志（细胞标志物）和细胞附着位（结合位），如免疫系统可识别外来入侵者的糖蛋白酶蛋白如ATP合成酶具有酶功能，活化位朝向细胞内液体中，催化细胞内化学反应。

2．结构模型：流动镶嵌模型磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。

磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。

蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的贯穿于整个磷脂双分子层。

大多数蛋白质分子也是可以运动的。

细胞膜具有不对称性，有糖蛋白的一侧为细胞外表面，无糖蛋白的一侧为细胞内表面。

特点：（1）具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质，以疏水性的尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成细胞膜的基本结构成分，尚未发现在细胞膜结构中起组织作用的蛋白。

（2）蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白的类型，蛋白分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜具有各自的特性和功能。

（3）细胞膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。

然而膜蛋白与膜脂之间及其于膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作用，在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。

3．细胞膜的结构特点和功能特点项目特点原因实例影响因素结构特点一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的变形虫的变形运动，细胞融合，胞吞、胞吐，主动运输质膜流动性受温度影响。

一定温度范围内，随温度升高，流动性增强，进而影响选择透过性。

温度过高会使膜结构破坏功能特性选择透过性遗传特性决定载体的种类和数量，从而决定选择透过性植物对离子的选择性吸收，神经细胞对K+的吸收的Na+的排出，肾小管的重吸收和分泌内因：细胞膜上载体的种类和数量外因：温度、pH，氧气等影响呼吸作用的阴虚（主动运输）联系流动性是选择透性的基础（只有膜具有流动性，才能表现出选择透性）4．细胞膜的功能（1）将细胞与外界分隔开，保证了细胞内部环境的相对稳定对于原始生命，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与非生命物质分隔开，使其成为相对独立的系统。

对于原生生物，如草履虫，属于单细胞生物，它与外界环境的分界面是细胞膜，由于细胞膜的作用，将细胞与外界环境分隔开。

（2）控制物质进出细胞行使控制物质进出功能的物质主要是细胞膜上的蛋白质。

可“进”的物质：营养物质不易“进”的物质：对细胞有害的物质可“出”的物质：抗体，激素，细胞产生的废物不可“出”的物质：细胞内重要成分，如DNA（3）进行细胞间的信息交流·实行细胞间信息交流的物质基础是细胞膜上的糖蛋白。

·信息交流的类型①信号传导信号分子（如激素、递质）→靶细胞膜受体（糖蛋白等）→胞内信号传导分子沿信号通路传递→细胞产生特定的生物学效应②胞间连接于通讯多细胞生物体内，细胞间通过细胞膜进行相互作用是胞间通讯的结构基础，如动物细胞的间隙连接，在相邻细胞间形成孔道结构；植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。

③胞间识别识别是指细胞对同种或异种细胞，同源或异源细胞以及自己或非己分子的认识和鉴别，是细胞通过其表面的受体与胞外信号分子发生选择性相互作用，从而引起细胞内一系列生理生化的变化，最终使细胞表现出相应的生物学效应的过程，如器官移植时的免疫排斥反应。

·动物细胞间的信息交流方式i 一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞（靶细胞），被靶细胞的细胞膜上的受体（糖蛋白）识别，引起靶细胞的生理反应。

ii 相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一细胞传递给另一细胞如精子和卵细胞之间的识别和结合。

·植物细胞间的识别主要通过植物细胞间的胞间连丝来实现5．细胞膜成分的探究及结构功能特性的实验验证。

（1）细胞膜成分的探究实验①用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜含有脂质成分。

②用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有蛋白质成分。

（2）细胞膜具有识别作用的探究思路大量同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合（3）细胞膜结构特点的实验验证由于构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的，故细胞膜具有一定的流动性。

荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合证明了这一点。

（4）细胞膜的功能特性及实验验证由于不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，细胞所能选择吸收的物质亦不相同，所以细胞膜具有选择透过性，实验验证思路如下：含不同无机盐离子的溶液（如Ca2+，Mg2+，SiO32-）+ 不同植物（如番茄和水稻）↓测定培养液中各离子的初始浓度↓（培养一段时间）测定实验结束时各离子浓度↓比较同一植物吸收不同离子及不同植物吸收同一离子的情况。

6．制备生物膜的原理和方法（1）实验原理：细胞内的物质有一定的浓度，将细胞放到蒸馏水中，细胞就会吸水涨破，细胞内的物质就会流出，从而得到细胞膜。

（2）试验中选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因①哺乳动物成熟的红细胞无细胞壁，无各种细胞器，无细胞核，可提取到纯净的细胞膜②红细胞单个存在，便于制成悬浮液（3）红细胞稀释液的制备：将少量新鲜血液注入生理盐水中，摇匀（4）实验步骤①选材：猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液②制作装片：用滴管取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片③观察：用显微镜观察红细胞形态（低倍镜—高倍镜）④滴蒸馏水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引⑤观察：持续观察细胞的变化⑥结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜。

（二）膜系统1．生物膜系统：细胞中各种细胞器膜和细胞膜、核膜共同构成细胞的生物膜系统2．各种生物膜之间的联系：（1）在化学组成上的联系①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成②各种细胞膜在结构上大致相同，都由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性③差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜的功能的复杂程度有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。

（2）结构上的联系①内质网膜在细胞内是一个庞大的网状膜结构，真核细胞的生物膜中最多的是内质网膜，在各生物膜结构的联系中处于中心地位，是细胞内物质运输的通道。

内质网膜向外与细胞膜相连，向内与核膜相连，有时也与线粒体外膜直接相连。

内质网膜可以通过囊泡（囊泡膜）与高尔基体间接相连。

②相互转化关系膜的组成成分可以从内质网转移到高尔基体，再转移到细胞膜。

（3）功能上的联系（以分泌蛋白的形成为例）3．生物膜系统的功能（1）使细胞具有一个相对稳定的内环境，在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。

（2）细胞中许多重要的反应豆子啊生物膜上进行，广阔的膜面积为酶的附着提供了大量的位点。

（3）细胞膜把细胞分隔成小的区室，如各种细胞器，这样使细胞同时进行多种化学反应，不互相干扰，保证细胞生命活动高效有序地进行。

4．生物膜系统的应用（1）工业：人工模拟生物膜选择透过性，可滤去海水中盐分，从而对海水淡化处理，也可阻挡污水中的重金属离子，净化污水（2）农业：从膜结构的角度研究农作物抗旱、抗旱、耐盐的机理，改善农作物品质。

（3）医学：人工膜材料代替人体病变器官形式正常的生理功能，如血液透析膜，能代替肾脏把病人血液中的代谢废物透析掉。

根据生物膜的特性，将磷脂制成很小的小球，让小球包裹着药物运输的患病部位，通过小球膜和细胞膜融合，将药物送入细胞。

--溶酶体三、细胞器的结构和功能（一）细胞质1．细胞质：在细胞膜以内，细胞核以外的原生质叫细胞质，主要包括细胞溶胶和细胞器2．细胞溶胶：细胞质内呈液态的部分主要成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、各种酶等主要功能：细胞进行新陈代谢的主要场所，为新陈代谢提供必需物质和一定的环境条件。

3．细胞器：细胞质中具有特定功能的各种叶细胞结构的总称。

（二）细胞器1．从细胞中分离各种细胞器的方法：先将细胞膜破坏后，获得各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，再用差速离心的方法获得各种细胞器。

注：进行需要呼吸的细胞不一定有线粒体，如好氧细菌，能进行光合作用的细胞不一定有叶绿体，如蓝藻。

（三）细胞核：遗传物质贮存和复制的场所，细胞的控制中心。

2．细胞核的功能（1）细胞核是遗传物质（DNA）储存和复制的场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性（2）细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，是生物体能够进行正常的细胞代谢。

DNA可控制蛋白质的合成，从而决定生物的性状。

以上实验共同说明了细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。