細胞專題(新課標)

主動運輸

自由擴散

是否需要蛋白質載體

是否需要能量

不需要

需要

在質膜的運輸方式中，自由擴散與協助擴散的動力來自于膜內外物質的濃度差，分子通過膜的擴散速度與膜內外物質的濃度差有關。但自由擴散與協助擴散有所不同（見圖3-1所示），分子以自由擴散方式通過細胞膜的速度與物質的濃度呈正比例關系；分子以協助擴散方式通過細胞膜的速度與分子的濃度呈正相關，但不是正比例關系，其原因是由于載體數量的限制造成的。主動運輸對物質的運輸速度與細胞提供能量的多少呈正相關，其主要原因也是受細胞膜上載體數量的限制造成的。

圖3-1磷脂雙分子層在電子顯微鏡下觀察，其厚度約為4.5nm，細胞膜在電子顯微鏡下觀察其厚度約為7nm～8nm，為（二）、細胞質    細胞質是指除去細胞質膜和細胞核以外的所有物質。    1.細胞質基質    細胞質基質是細胞質中除去所有細胞器和各種顆粒以外的部分，呈半透明的膠體狀態。細胞質基質不能看作是細胞中的溶液。在細胞質基質中有著極其復雜的成分和擔負著一系列重要的功能，這部分內容在高中生物中不作要求。    2.細胞器    細胞器是指在細胞質中具有一定形態結構和執行一定生理功能的結構單位，懸浮在細胞質基質中。主要是線粒體和葉綠體，此外還具有內質網、核糖體、高爾基體、中心體和液泡等。    (1)線粒體的結構和功能    線粒體是雙層膜結構，內膜向內腔折疊形成嵴，嵴的形成增加了細胞內的膜面積。內膜和嵴上有基粒，基粒線粒體中有合成atp的結構。線粒體的內膜中蛋白質的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三階段過程的所有的酶都分布在內膜上，第二階段的酶在線粒體基質中。    線粒體是動植物細胞中都具有的細胞器，它與細胞的能量代謝有關。但原核生物(細菌和藍藻）中沒有線粒體。線粒體是有氧呼吸的主要場所，它的主要使命是為各種生命活動提供能量，所以在能量代謝旺盛的細胞中，線粒體的數量就比較多，如心肌細胞與骨骼肌細胞相比較，心肌細胞消耗的能量比骨骼肌細胞多，所以心肌細胞中的線粒體數量比骨骼肌多，而且每個線粒體中峪的數量也比骨骼肌中多。在線粒體中有少量的dna和rna，線粒體在細胞中可以進行自我增殖，如細胞從低能量代謝轉到高能量代謝時，線粒體的數量就會增加，所以線粒體在遺傳上不完全依賴于細胞核，有一定獨立性。    （2）葉綠體的結構和功能    葉綠體是雙層膜結構，分為外膜和內膜，但內膜未向內腔折疊，內膜以內是基粒和基質。基粒是由基粒片層結構薄膜組成（線粒體中基粒是一種蛋白質復合體），亦稱類囊體，它有效地增加了葉綠體內的膜面積。葉綠體中基粒的數量及發達程度與其進行光合作用的強度大小有關，光合作用旺盛的細胞中不僅葉綠體的數量多，而且葉綠體中基粒的數量也多，每個基粒中的片層結構薄膜的數量也多，反之亦然。    葉綠體中含有少量的dna和rna，線粒體也一樣，在葉肉細胞也能完成自我增殖，在遺傳上不完全依賴于細胞核，有一定的獨立性。    葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜上，完成光合作用的整個光反應過程的色素和酶也都在片層結構薄膜上，所以光合作用的光反應是在基粒類囊體的薄膜上進行的。完成暗反應過程的酶在葉綠體的基質中，暗反應過程是在葉綠體基質中進行的。    （3）內質網    內質網是指細胞質中一系列囊腔和細管，彼此相通，形成一個隔離于細胞質基質的管道系統。（具有單層膜。）它是細胞質的膜系統，外與細胞膜相連，內與核膜的外膜相通，將細胞中的各種結構連成一個整體，具有承擔細胞內物質運輸的作用。內質網能有效地增加細胞內的膜面積，內質網能將細胞內的各種結構有機地聯結成一個整體。根據內質網膜上有沒有附著核糖體，將內質網分為滑面型內質網和粗面型內質網兩種。滑面內質網上沒有核糖體附著，這種內質網所占比例較少，但功能較復雜，它與脂類、糖類代謝有關。粗面內質網上附著有核糖體，其排列也較滑面內質網規則，功能主要與蛋白質的合成有關。這兩種內質網的比例與細胞的功能有著密切的聯系，如胰腺細胞中粗面型內質網特別發達，這與胰腺細胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有關，在睪丸和卵巢中分泌性激素的細胞中，則滑面型內質網特別發達，這與合成和分泌性激素有關。細胞質中內質網的發達程度與其生命活動的旺盛程度呈正相關。   （4）核糖體    核糖體不是由生物膜構成的，它是由蛋白質和rna構成的復合體。核糖體是蛋白質合成的場所。附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質主要有兩類：一類是分泌蛋白，通過內質網運輸到高爾基體，經加工包裝后被分泌到細胞外；另一類是排列到質膜內的蛋白質。游離的核糖體合成的蛋白質一般是分布到細胞質基質中的蛋白質，如分布于細胞質基質中的酶等。    （5）高爾基體    高爾基體是由光面膜所包圍成的分隔的腔及一些分泌小泡組成。它屬于單層膜結構。在所有動物細胞和植物細胞中都有這種細胞器，但成熟的紅細胞是例外。高爾基體的功能是：在植物細胞中能合成和分泌纖維素，將纖維素分泌到原生質體外形成細胞壁，所以在高中生物教材上講與細胞壁的形成有關；在動物細胞中，高爾基體是細胞分泌物的最后加工和包裝的場所。在分泌旺盛的細胞（如唾液腺細胞、胰腺細胞等）中，高爾基體特別發達，數目也特別多。    （6）中心體    中心體存在于低等植物細胞（如衣藻、團藻等藻類植物）和動物細胞中。中心體不具備膜結構，是由蛋白質組成的。每個中心體是由兩個互相垂直的短棒狀的中心粒排列而成。中心體能在細胞分裂間期進行自我復制，復制后的中心體內含有兩組中心粒，每組有兩個中心粒。中心粒的功能是在有絲分裂或減數分裂過程中參與星射線（紡綞絲）的形成。    （7）液泡    液泡是在細胞質中由單層膜包圍的充滿水液的泡，是普遍存在于植物細胞中的一種細胞器。植物細胞中的液泡有其發生發展的過程，年幼的細胞只有很少的、分散的小液泡，而成熟的植物細胞才有一個或多個大的液泡。液泡內的液體稱為細胞液，溶有很多有機小分子物質和無機鹽。液泡的功能是參與細胞的水分代謝（如質壁分離和質壁分離復原），同時也是植物細胞代謝副產品及廢物（如蔗糖、植物堿、丹寧、多余的無機鹽等）屯集的場所。    （三）、細胞核    一切真核細胞都有細胞核，但在真核生物體內某些高度分化成熟的細胞（如哺乳動物血液中的紅細胞、高等植物細胞體內輸導有機物的篩管細胞等）沒有細胞核，這些細胞在最初也是有細胞核的，后來在發育過程中消失了。細胞核是遺傳物質貯存、復制和轉錄的場所。細胞核的結構包括核膜、核仁、染色質和核液4個部分。（核液不作要求）    核膜是雙層膜結構，外膜常與內質網膜相連續，在核膜上有核孔，是大分子物質（如rna、蛋白質等）的通道，但對大分子物質的運輸也是有選擇性的。    核仁是形成核糖體的場所。    染色質能被堿性染料（如蘇木精、龍膽紫、醋酸洋紅等）染成深色，染色質是由蛋白質和dna組成的在細胞核中成細絲狀的物質。在細胞進入分裂時，染色質高度螺旋化縮短變粗而成為染色體。所以說染色質和染色體是同一種物質在細胞不同時期的兩種不同形態。一條染色體中含有一個dna分子，一根染色質絲也同樣含有一個dna分子，在細胞分裂間期完成復制后，兩根染色質絲通過一個著絲點彼此相連，進入分裂期后就形成一個染色體，這樣的染色體就含有2個dna分子。    （四）、細胞的生物膜系統細胞生物膜系統是指由細胞膜、核膜以及內質網、高爾基體、線粒體等圍繞而成的細胞器，在結構和功能上是緊密聯系的統一整體。根據生物膜系統簡述：蛋白質的合成和分泌過程。    細胞的生物膜系統在細胞的生命活動中的作用：    ①不僅使細胞具有一個相對穩定的內環境，同時在細胞與環境之間進行物質運輸、能量交換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。    ②細胞內的許多重要化學反應都在生物膜上進行，細胞內的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學反應的順利進行創造了有利條件。    ③細胞內的生物膜把細胞分隔成一個個小的區室，如各種細胞器，這樣就使得細胞內能夠同時進行多種化學反應，而不會相互干擾，保證了細胞的生命活動高效、有序地進行。（五）、原核細胞與真核細胞的區別（見表3-1）