專題細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能

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1、專題三 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 【知識(shí)聯(lián)系框架】 【重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)系與剖析】 一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞膜也稱生物膜或質(zhì)膜。是由類脂、蛋白質(zhì)和糖類組成。質(zhì)膜中的類脂也稱膜脂，是質(zhì)膜的基本骨架，膜蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者。 質(zhì)膜中的糖類是少量的，主要與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合形成糖蛋白質(zhì)或糖脂，是質(zhì)膜上的標(biāo)記物，與細(xì)胞的識(shí)別有關(guān)，如紅細(xì)胞膜上的凝集原即為糖蛋白，這些內(nèi)容在高中生物中不作要求。 類脂種類很多，但最主要的是磷脂，超過膜脂總量的50％。有些磷脂分子中的兩條脂肪酸鏈，一條鏈?zhǔn)秋柡偷?，另一條鏈?zhǔn)遣伙柡偷?。不飽和的脂肪酸鏈?duì)于維持質(zhì)膜的流動(dòng)性是非常重要

2、的。質(zhì)膜的流動(dòng)性對(duì)細(xì)胞正常的生命活動(dòng)是至關(guān)重要的。質(zhì)膜流動(dòng)性的大小與溫度有一定的關(guān)系，一般而言，溫度高流動(dòng)性大，溫度低流動(dòng)性小，如果流動(dòng)性下降過多，質(zhì)膜黏度增加，附著在其上的酶將會(huì)失去活性，質(zhì)膜的各種活動(dòng)如主動(dòng)運(yùn)輸、協(xié)助擴(kuò)散等過程將難于進(jìn)行。而質(zhì)膜中的不飽和脂肪酸對(duì)維持質(zhì)膜流動(dòng)性的穩(wěn)定，特別是低溫下的流動(dòng)性是非常重要的。在動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞膜中還有膽固醇，但在原核生物和植物細(xì)胞中沒有。膽固醇是一種極性分子，在動(dòng)物細(xì)胞的質(zhì)膜中占有一定的比例，它可以穩(wěn)定膜的流動(dòng)性，使膜的流動(dòng)性不會(huì)因溫度的變化而發(fā)生較大的波動(dòng)，以維持細(xì)胞正常的生理功能。 質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者，其中有的與物質(zhì)的運(yùn)輸

3、有關(guān)，如載體，在主動(dòng)運(yùn)輸過程中，載體還兼有ATP水解酶的作用；有的是酶，能催化與膜有關(guān)的生化反應(yīng)；有的是激素或其他有生物活性物質(zhì)的受體。不同膜上的蛋白質(zhì)的具體種類是不同的，所以其生理功能也不同，如葉綠體膜。線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等。細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸具有選擇性是由其上的蛋白質(zhì)——載體決定的，載體蛋白具有專一性。 在質(zhì)膜的運(yùn)輸方式中，自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的動(dòng)力來自于膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差，分子通過膜的擴(kuò)散速度與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差有關(guān)。但自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有所不同（見圖3-1所示），分子以自由擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜的速度與物質(zhì)的濃度呈正比例關(guān)系；分子以協(xié)助擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜的速度與分子的濃度呈正相關(guān)，但不是正

4、比例關(guān)系，其原因是由于載體數(shù)量的限制造成的。主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸速度與細(xì)胞提供能量的多少呈正相關(guān)，其主要原因也是受細(xì)胞膜上載體數(shù)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(xì)胞膜在電子顯微鏡下觀察其厚度約為7nm～8nm；，為什么磷脂雙分子層的厚度與細(xì)胞膜的厚度有此差異呢？這與膜蛋白有關(guān)，在磷雙分子層的兩側(cè)覆蓋著許多膜蛋白，因些在電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是三合板式的結(jié)構(gòu)，如圖3－2所示。 圖3-2 二、細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)是指除去細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞核以外的所有物質(zhì)。 1．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)中除去所有細(xì)

5、胞器和各種顆粒以外的部分，呈半透明的膠體狀態(tài)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不能看作是細(xì)胞中的溶液。在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有著極其復(fù)雜的成分和擔(dān)負(fù)著一系列重要的功能，這部分內(nèi)容在高中生物中不作要求。 2．細(xì)胞器 細(xì)胞器是指在細(xì)胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能的結(jié)構(gòu)單位，懸浮在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。主要是線粒體和葉綠體，此外還具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體和液泡等。 (1)線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 線粒體是雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴的形成增加了細(xì)胞內(nèi)的膜面積。內(nèi)膜和嵴上有基粒，基粒線粒體中有合成ATP的結(jié)構(gòu)。線粒體的內(nèi)膜中蛋白質(zhì)的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三階段過程的所

6、有的酶都分布在內(nèi)膜上。第二階段的酶在線粒體基質(zhì)中。 線粒體是動(dòng)植物細(xì)胞中都具有的細(xì)胞器，它與細(xì)胞的能量代謝有關(guān)。但原核生物(細(xì)菌和藍(lán)藻）中沒有線粒體。線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，它的主要使命是為各種生命活動(dòng)提供能量，所以在能量代謝旺盛的細(xì)胞中，線粒體的數(shù)量就比較多，如心肌細(xì)胞與骨骼肌細(xì)胞相比較，心肌細(xì)胞消耗的能量比骨骼肌細(xì)胞多，所以心肌細(xì)胞中的線粒體數(shù)量比骨骼肌多，而且每個(gè)線粒體中峪的數(shù)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(xì)胞中可以進(jìn)行自我增殖，如細(xì)胞從低能量代謝轉(zhuǎn)到高能量代謝時(shí)，線粒體的數(shù)量就會(huì)增加，所以線粒體在遺傳上不完全依賴于細(xì)胞核，有一定獨(dú)立性。

7、 （2）葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu)，分為外膜和內(nèi)膜，但內(nèi)膜未向內(nèi)腔折疊，內(nèi)膜以內(nèi)是基粒和基質(zhì)?；Ｊ怯苫Ｆ瑢咏Y(jié)構(gòu)薄膜組成（線粒體中基粒是一種蛋白質(zhì)復(fù)合體），亦稱類囊體，它有效地增加了葉綠體內(nèi)的膜面積。葉綠體中基粒的數(shù)量及發(fā)達(dá)程度與其進(jìn)行光合作用的強(qiáng)度大小有關(guān)，光合作用旺盛的細(xì)胞中不僅葉綠體的數(shù)量多，而且葉綠體中基粒的數(shù)量也多，每個(gè)基粒中的片層結(jié)構(gòu)薄膜的數(shù)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(xì)胞也能完成自我增殖，在遺傳上不完全依賴于細(xì)胞核，有一定的獨(dú)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(gè)光

8、反應(yīng)過程的色素和酶也都在片層結(jié)構(gòu)薄膜上，所以光合作用的光反應(yīng)是在基粒類囊體的薄膜上進(jìn)行的。完成暗反應(yīng)過程的酶在葉綠體的基質(zhì)中，暗反應(yīng)過程是在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的。 （3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是指細(xì)胞質(zhì)中一系列囊腔和細(xì)管，彼此相通，形成一個(gè)隔離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的管道系統(tǒng)。它是細(xì)胞質(zhì)的膜系統(tǒng)，外與細(xì)胞膜相連，內(nèi)與核膜的外膜相通，將細(xì)胞中的各種結(jié)構(gòu)連成一個(gè)整體，具有承擔(dān)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)淖饔?。?nèi)質(zhì)網(wǎng)能有效地增加細(xì)胞內(nèi)的膜面積，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能將細(xì)胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)有機(jī)地聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體。根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有沒有附著核糖體，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩種?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)上沒有核糖體附著，這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所占比例

9、較少，但功能較復(fù)雜，它與脂類、糖類代謝有關(guān)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著有核糖體，其排列也較滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)規(guī)則，功能主要與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。這兩種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的比例與細(xì)胞的功能有著密切的聯(lián)系，如胰腺細(xì)胞中粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別發(fā)達(dá)，這與胰腺細(xì)胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有關(guān)，在睪丸和卵巢中分泌性激素的細(xì)胞中，則滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別發(fā)達(dá)，這與合成和分泌性激素有關(guān)。細(xì)胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度與其生命活動(dòng)的旺盛程度呈正相關(guān)。 （4）核糖體 核糖體不是由生物膜構(gòu)成的，它是由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成的復(fù)合體。由大小兩個(gè)亞基組成。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)主要有兩類：一類是分泌蛋白，通過內(nèi)質(zhì)

10、網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，經(jīng)加工包裝后被分泌到細(xì)胞外；另一類是排列到質(zhì)膜內(nèi)的蛋白質(zhì)。游離的核糖體合成的蛋白質(zhì)一般是分布到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)，如分布于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(jié)構(gòu)。在所有動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞中都有這種細(xì)胞器，但成熟的紅細(xì)胞是例外。高爾基體的功能是：在植物細(xì)胞中能合成和分泌纖維素，將纖維素分泌到原生質(zhì)體外形成細(xì)胞壁，所以在高中生物教材上講與細(xì)胞壁的形成有關(guān)；在動(dòng)物細(xì)胞中，高爾基體是細(xì)胞分泌物的最后加工和包裝的場(chǎng)所。在分泌旺盛的細(xì)胞（如唾液腺細(xì)胞、胰腺細(xì)胞等）中，高爾基體特別發(fā)達(dá)，數(shù)目也特別

11、多。 （6）中心體 中心體存在于低等植物細(xì)胞（如衣藻、團(tuán)藻等藻類植物）和動(dòng)物細(xì)胞中。中心體不具備膜結(jié)構(gòu)，是由蛋白質(zhì)組成的。每個(gè)中心體是由兩個(gè)互相垂直的短棒狀的中心粒排列而成，每個(gè)中心粒由9組三聯(lián)管排列成一圈構(gòu)成。中心體能在細(xì)胞分裂間期進(jìn)行自我復(fù)制，復(fù)制后的中心體內(nèi)含有兩組中心粒，每組有兩個(gè)中心粒。中心粒的功能是在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中參與星射線（紡綞絲）的形成。 （7）液泡 液泡是在細(xì)胞質(zhì)中由單層膜包圍的充滿水液的泡，是普遍存在于植物細(xì)胞中的一種細(xì)胞器。植物細(xì)胞中的液泡有其發(fā)生發(fā)展的過程，年幼的細(xì)胞只有很少的、分散的小液泡，而在成長的細(xì)胞中，這些液泡就

12、逐漸合并而發(fā)展成一個(gè)大液泡，占據(jù)細(xì)胞中央很大部分，而將細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核擠到細(xì)胞的邊緣，所以成熟的植物細(xì)胞才有一個(gè)或多個(gè)大的液泡。液泡內(nèi)的液體稱為細(xì)胞液，溶有很多有機(jī)小分子物質(zhì)和無機(jī)鹽。液泡的功能是參與細(xì)胞的水分代謝（如質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原），同時(shí)也是植物細(xì)胞代謝副產(chǎn)品及廢物（如蔗糖、植物堿、丹寧、多余的無機(jī)鹽等）屯集的場(chǎng)所。 三、細(xì)胞核 一切真核細(xì)胞都有細(xì)胞核，但在真核生物體內(nèi)某些高度分化成熟的細(xì)胞（如哺乳動(dòng)物血液中的紅細(xì)胞、高等植物細(xì)胞體內(nèi)輸導(dǎo)有機(jī)物的篩管細(xì)胞等）沒有細(xì)胞核，這些細(xì)胞在最初也是有細(xì)胞核的，后來在發(fā)育過程中消失了。細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所。

13、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)包括核膜、核仁、染色質(zhì)和核液4個(gè)部分。 核膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，外膜常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連續(xù)，在核膜上有核孔，是大分子物質(zhì)（如RNA、蛋白質(zhì)等）的通道，但對(duì)大分子物質(zhì)的運(yùn)輸也是有選擇性的。 核仁是形成核糖體的場(chǎng)所。 染色質(zhì)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(zhì)是由蛋白質(zhì)和DNA組成的在細(xì)胞核中成細(xì)絲狀的物質(zhì)。在細(xì)胞進(jìn)入分裂時(shí)，染色質(zhì)高度螺旋化縮短變粗而成為染色體。所以說染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種不同形態(tài)。一條染色體中含有一個(gè)DNA分子，一根染色質(zhì)絲也同樣含有一個(gè)DNA分子，在細(xì)胞分裂間期完成復(fù)制后，兩根染色質(zhì)絲通過一個(gè)著絲

14、點(diǎn)彼此相連，進(jìn)入分裂期后就形成一個(gè)染色體，這樣的染色體就含有2個(gè)DNA分子。 四、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng) 細(xì)胞生物膜系統(tǒng)是指由細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等圍繞而成的細(xì)胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中的作用： ①不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量交換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。 ②細(xì)胞內(nèi)的許多重要化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，細(xì)胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點(diǎn)，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。 ③細(xì)胞內(nèi)的生物膜把細(xì)胞分

15、隔成一個(gè)個(gè)小的區(qū)室，如各種細(xì)胞器，這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)相互干擾，保證了細(xì)胞的生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。 五、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別（見表3-1） 表3-1 細(xì)胞類型 細(xì)胞大小 細(xì)胞核 細(xì)胞器 核 膜 核 仁 染 色 體 線 粒 體 質(zhì) 體 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) 核 糖 體 高 爾 基 體 中 心 體 原核細(xì)胞 較小(1～10m) 無 無 無 無 無 無 有 無 無 真核細(xì)胞 較大(10～100m) 有 有 有 有 有 有 有 有 有 在原核細(xì)胞中的DN

16、A分子不與蛋白質(zhì)結(jié)合，成游離態(tài)，所以一般講原核細(xì)胞沒有染色體，也就沒有染色體變異。原核細(xì)胞中只有一種類型的細(xì)胞器——核糖體，比真核細(xì)胞中的核糖體小一些。沒有其他形式的細(xì)胞器，但細(xì)胞膜常向內(nèi)陷以增加膜面積，具有類似于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，主要包括兩大類：細(xì)菌和藍(lán)藻。由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為真核生物，地球上絕大多數(shù)的生物屬于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；綠藻（水綿）、硅藻、褐藻（海帶）、紅藻（紫菜）等藻類，所有的高等植物和動(dòng)物。進(jìn)行有氧呼吸的原核細(xì)胞，有氧呼吸過程主要是在內(nèi)陷的細(xì)胞膜進(jìn)行。進(jìn)行光合作用的原核生物，光合作用的光反應(yīng)也是在內(nèi)陷的細(xì)胞膜上進(jìn)行的。

17、 六、植物細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物不客分子生物不賓原理和方法，通過中工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。 植物細(xì)胞的全能性是指生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能。生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體必需的全部基因，所以從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。在生物體內(nèi)的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性而是分化成不同的組織、器官，是因?yàn)榛蛟谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下選擇性地表達(dá)的結(jié)果。在個(gè)體發(fā)育不同的時(shí)

18、期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不相同的，合成的蛋白質(zhì)也是不一樣的，從而形成了不同的組織和器官。植物細(xì)胞只有脫離了植物體，在一定的外部因素作用下，經(jīng)過細(xì)胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性。 植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的過程可以歸納為： 外植體愈傷組織根、芽植物體 外植體是用于植物組織培養(yǎng)的離體的植物器官、組織或細(xì)胞。脫分化是指離體的植物組織器官或細(xì)胞，在外源的生長素類物質(zhì)的誘導(dǎo)下開始分裂，形成一團(tuán)結(jié)構(gòu)疏松、顏色淺而透明的、高度液泡化的、呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞群的愈傷組織的過程。再分化是指愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過程。

19、 植物組織培養(yǎng)具有快速繁殖、培育無病毒植株，可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題而在生產(chǎn)上得到廣泛的應(yīng)用。在轉(zhuǎn)基因植物的培育中也要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 植物體細(xì)胞雜交 植物體細(xì)胞雜交是指用兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法。植物體細(xì)胞雜交的第一步是去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。去除細(xì)胞壁的常用方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶等分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。第二步是將兩個(gè)具有活力的原生質(zhì)體放在一起，通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合。常用的誘導(dǎo)方法有兩大類：物理法和化學(xué)法。物理法是利用

20、離心、振動(dòng)、電刺激等促使原生質(zhì)體融合?；瘜W(xué)法是用聚乙二醇(PEG）等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。第三步是將誘導(dǎo)融合得到的雜種細(xì)胞，和植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育，就可以得到雜種植株。植物體細(xì)胞雜交的最大優(yōu)點(diǎn)是可以克服植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)大了可用于雜交的親本基因組合的范圍。 七、動(dòng)物細(xì)胞工程 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：用的培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等，培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織。原代培養(yǎng)是指將培養(yǎng)的動(dòng)物取出來后，先用胰蛋白酶等使組織分散成單個(gè)細(xì)胞，然后配制成一定濃度的細(xì)胞懸液，再將該懸浮液放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)是指需

21、要定期地用胰蛋白酶使從瓶壁上脫離下來，配制成細(xì)胞懸液，分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的過程。細(xì)胞株是指在細(xì)胞培養(yǎng)過程中存活10代到40～5 0代的細(xì)胞。細(xì)胞系是指動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中存活超過50代的細(xì)胞，細(xì)胞系的細(xì)胞常不太正常，帶癌變的特點(diǎn)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可以用于檢測(cè)有毒物質(zhì)。 動(dòng)物細(xì)胞融合：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是相同的，誘導(dǎo)融合的方法也類似。誘導(dǎo)劑常滅活的病毒或聚乙二醇。動(dòng)物細(xì)胞融合最重要的途徑是制備單克隆抗體。 單克隆抗體的制備：第一步將抗原注射入小鼠體內(nèi)；第二步從小鼠脾臟中獲得能夠產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞，與小鼠骨髓瘤細(xì)胞在活的仙臺(tái)病毒或聚乙二醇的誘導(dǎo)下融合，

22、再在特定的選擇性培養(yǎng)基中篩選出雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力。從而可以克服單純B淋巴細(xì)胞不能無限增殖的缺點(diǎn)，能力大量產(chǎn)生單克隆抗體。 【經(jīng)典例題解析】 例題1 在下列結(jié)構(gòu)中，含高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較多的細(xì)胞是（ ） A．神經(jīng)細(xì)胞 B．汗腺細(xì)胞 C．肌細(xì)胞 D．胰腺外分泌細(xì)胞 解析 本題考查的是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)總是同其所執(zhí)行的生理功能相適應(yīng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是比較復(fù)雜的，但有一點(diǎn)可以肯定，凡是合成代謝旺盛的細(xì)胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)就比較發(fā)達(dá)。高爾基體是

23、細(xì)胞分泌物最后加工和包裝的場(chǎng)所，所以在具有分泌功能的細(xì)胞中比較發(fā)達(dá)。本題供選答案中：神經(jīng)細(xì)胞的代謝比較穩(wěn)定，其內(nèi)蛋白質(zhì)的自我更新的速度較慢，一般沒有分泌功能，故高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是欠發(fā)達(dá)的；汗腺細(xì)胞雖有分泌功能，但分泌物中主要是水、無機(jī)鹽和一些代謝廢物如尿素等，無蛋白質(zhì)及其他對(duì)人體有用的物質(zhì)，所以汗腺的合成代謝是緩慢的，又因其分泌物中沒有生物大分子物質(zhì)或高分子物質(zhì)，其分 泌過程并不需要高爾基體幫助，所以高爾基體也是不發(fā)達(dá)的；肌細(xì)胞一般無分泌功能，蛋白質(zhì)的更新速度也較慢，所以這兩個(gè)細(xì)胞器也并不發(fā)達(dá)；胰腺外分泌細(xì)胞的主要功能是分泌胰液，在胰液中含有大量的消化酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和麥芽糖酶等，

24、這些酶的分泌必須要經(jīng)過高爾基體的包裝才能安全地分泌到細(xì)胞外，而且胰腺外分泌細(xì)胞的合成代謝也較旺盛，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相對(duì)就較發(fā)達(dá)，所以高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)這兩種細(xì)胞器在胰腺外分泌細(xì)胞中較發(fā)達(dá)。 答案 D 例題2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜、細(xì)胞膜相連，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的重要功能之一是（ ） A擴(kuò)展細(xì)胞內(nèi)膜，有利于酶的附著 B．提供細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ? C．提供核糖體附著的支架 D．參與細(xì)胞內(nèi)某些代謝反應(yīng) 解析 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是多方面的，它既與蛋白、脂肪的合成、加工、包裝和運(yùn)輸有關(guān)，又與脂類、膽固醇代謝、糖元的分解、脂溶性毒物（如苯巴比妥）的解

25、毒作用等有關(guān)。因此所有選項(xiàng)均是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。但就題中所闡述的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，表達(dá)的是其重要功能之一———提供細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ?。例如?xì)胞內(nèi)合成的血漿蛋白、免疫球蛋白、胰島素、各種消化酶等各種分泌蛋白，就是通過這些膜構(gòu)成的管道內(nèi)通過，運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，經(jīng)加工包裝后再分泌到細(xì)胞外。 答案 B 例題3 在胰島細(xì)胞中與合成和分泌胰島素有關(guān)的一組細(xì)胞器是( ) A.線粒體、中心體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、葉綠體、高爾基體 C．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、線粒體 D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體 解析 核糖體是蛋白質(zhì)合

26、成的場(chǎng)所，胰島素是一種分泌蛋白，它是由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的，合成后經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運(yùn)輸管道運(yùn)送到高爾基體，在高爾基體中完成加工和包裝后再分泌到細(xì)胞外。在胰島素分子的整個(gè)合成和分泌過程中都是需要能量的，能量由線粒體提供。中心體的功能是與星射線的形成有關(guān)，而與蛋白質(zhì)的合成與分泌無關(guān)。葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，能夠合成和分泌胰島素的生物是動(dòng)物，在動(dòng)物細(xì)胞中無葉綠體。 答案 C 例題4 圖3-3表示胰腺細(xì)胞合成與分泌酶原顆粒的大體過程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題； 圖3-3 (1)如果圖示細(xì)胞是一個(gè)胰腺細(xì)胞，則酶原顆粒的合成場(chǎng)所是[ ]___________，合成

27、時(shí)必須在__________直接指導(dǎo)下完成；對(duì)酶原顆粒進(jìn)行加工和包裝的場(chǎng)所是[ ]___________。 (2)如果圖示細(xì)胞是一個(gè)汗腺細(xì)胞，則細(xì)胞中與胰腺細(xì)胞相比明顯減少的細(xì)胞器是__________。汗腺細(xì)胞的分泌物主要來自___________________。 (3)如果圖示細(xì)胞是一個(gè)小腸絨毛上皮細(xì)胞，則圖示細(xì)胞中與小腸絨毛上皮細(xì)胞的功能不相符合的是______________。與其吸收葡萄糖和氨基酸提供條件有直接關(guān)系的細(xì)胞器是___________和___________________。 解析 在細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是核糖體，在核糖體上將氨基酸合

28、成蛋白質(zhì)時(shí)必須在mRNA的指導(dǎo)下才能順利完成，如果合成的蛋白質(zhì)是一種分泌蛋白，則必須通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w進(jìn)行加工、修飾和包裝后才能被分泌到細(xì)胞外。胰腺細(xì)胞能分泌大量的胰蛋白酶，而汗腺細(xì)胞雖能分泌汗液，但汗液中沒有蛋白質(zhì)，汗腺細(xì)胞中核糖體和高爾基體都比胰腺細(xì)胞中相對(duì)要少，因?yàn)榧?xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能總是相適應(yīng)的。小腸絨毛上皮細(xì)胞的功能主要是執(zhí)行吸收，分泌功能幾乎是不執(zhí)行的，所以在小腸絨毛上皮細(xì)胞中沒有分泌小泡，但在其細(xì)胞膜上有許多載體蛋白，載體蛋白是在核糖體上合成的，在執(zhí)行運(yùn)輸功能時(shí)必須要有ATP提供能量，線粒體是細(xì)胞中的動(dòng)力工廠，95％以上的ATP是在線粒體中產(chǎn)生的。 ［答案］ (1)

29、[2]核糖體 mRNA [3]高爾基體 (2)[2]核糖體 血液 (3)分泌小泡 核糖體 線粒體 例題5 正常人的心肌細(xì)胞中線粒體數(shù)目比腹肌細(xì)胞多；一個(gè)肝細(xì)胞中平均有500～1000個(gè)線粒體，而甲亢病人肝細(xì)胞中線粒體的數(shù)目明顯增多。請(qǐng)回答： (1)人體各種細(xì)胞中所含線粒體數(shù)目的不同，主要是因?yàn)開_______________________。 (2)甲亢病人的肝細(xì)胞中線粒體數(shù)目明顯增多的原因是__________________________。 (3)在觀察哺乳動(dòng)物的精子中，大多數(shù)的線粒體集中于精子尾部的基部，這是因?yàn)開______，

30、這種現(xiàn)象可以說是一種___________的適應(yīng)。 (4)比較代謝水平相當(dāng)?shù)木G色植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)植物所含的線粒體數(shù)目一般比動(dòng)物細(xì)胞少。其原因是__________________________________________________________。 解析 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)總是和功能相適應(yīng)的。能量代謝旺盛的細(xì)胞線粒體數(shù)量就多，因?yàn)榫€粒體是細(xì)胞內(nèi)的能量代謝中心，細(xì)胞進(jìn)行代謝所消耗的能量有95％以上是由線粒體提供的；分泌功能旺盛的細(xì)胞則高爾基體數(shù)量較多，因?yàn)榧?xì)胞的分泌物通過高爾基體分泌出細(xì)胞的；蛋白質(zhì)代謝旺盛的細(xì)胞則核糖體數(shù)量較多，因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)都是在核糖體上

31、合成的，等等。甲亢病人是由于其甲狀腺分泌甲狀腺激素過多，體內(nèi)細(xì)胞的物質(zhì)代謝過于旺盛，物質(zhì)氧化分解速度過快，而物質(zhì)的氧化分解是與能量代謝聯(lián)系在一起的，所以甲亢病人的細(xì)胞中線粒體的數(shù)量也較多。關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞中的線粒體數(shù)量比植物細(xì)胞多的原因是動(dòng)物細(xì)胞的異化作用中的能量代謝比植物細(xì)胞大，所以線粒體的數(shù)量比植物細(xì)胞多，不能理解為植物細(xì)胞產(chǎn)生ATP除了呼吸作用外還有光合作用，光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于光合作用的暗反應(yīng)，植物其他的代謝很少用到光合作用的光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP。 答案 （1）不同細(xì)胞代謝水平不同 (2)甲亢病人代謝過于旺盛，體內(nèi)物質(zhì)氧化分解過快而導(dǎo)致肝細(xì)胞線粒體數(shù)目增多 (3)精

32、子尾部運(yùn)動(dòng)需消耗較多能量 結(jié)構(gòu)和功能 (4）動(dòng)物細(xì)胞在異化作用過程中的能量代謝比植物細(xì)胞大 例題6 圖3-4是一個(gè)細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： 圖3-4 (1)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該細(xì)胞主要分布于植物體的_______________________________。 (2)如果該植物細(xì)胞是從一朵紅色花瓣上取下的，則決定其紅色的花色甙存在于哪個(gè)標(biāo)號(hào)所示的結(jié)構(gòu)上？______________________________________________________________。 (3)若將該細(xì)胞放在含有價(jià)標(biāo)記的培養(yǎng)液中保溫一段時(shí)

33、間后，則可測(cè)到3H的結(jié)構(gòu)有_____________（填標(biāo)號(hào)）。 (4)經(jīng)測(cè)定該細(xì)胞的細(xì)胞液中所有溶解于細(xì)胞液中的物質(zhì)的量為0.2mol·l-1若將該細(xì)胞置于0．3g·ml-1蔗糖液中，片刻后將發(fā)現(xiàn)有______________________________現(xiàn)象。 (5)2號(hào)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性，如果降低溫度，流動(dòng)性將_______________。 (6)該細(xì)胞與葉肉細(xì)胞相比較，在顏色上的區(qū)別是_______________________________。 (7)在該細(xì)胞中不具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是__________（填標(biāo)號(hào)），如果在該細(xì)胞器上

34、合成的物質(zhì)中含有50個(gè)一氨基酸，則在該細(xì)胞器上將會(huì)有____________個(gè)水分子生成。 解析 圖示的細(xì)胞是一個(gè)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖。從圖中可以看出其中的質(zhì)體是有色體，不是葉綠體和白色體。有葉綠體的細(xì)胞是分布于植物體的見光部位，能進(jìn)行光合作用，其細(xì)胞的宏觀顏色是綠色的；有色體的植物細(xì)胞主要分布于花瓣、果實(shí)的表皮細(xì)胞中，其細(xì)胞的宏觀顏色是黃色或橙色；有白色體的植物細(xì)胞主要分布于植物體的不見光部位如根、莖的皮層細(xì)胞中，其細(xì)胞的宏觀顏色是無色或白色。關(guān)于花瓣、果實(shí)的顏色，有些植物是由有色體決定的，如蕃茄、辣椒等；有些是由液泡中花青素或稱花色甙引起的，花色甙的顏色與細(xì)胞液的pH值有關(guān)

35、，其性質(zhì)是堿藍(lán)酸紅。由于細(xì)胞中幾乎所有的有機(jī)物都含氫，所以用3H標(biāo)記的物質(zhì)在沒有說明具體標(biāo)記何物時(shí)，用3H標(biāo)記的培養(yǎng)液培養(yǎng)植物細(xì)胞，一段時(shí)間后幾乎所有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)上都會(huì)有3H標(biāo)記物出現(xiàn)。題中第(4)小題提到的細(xì)胞液的濃度為0．2mol·L-1，蔗糖溶液的濃度為0．3 g·ml-1，換算成摩爾濃度約為0．87mol·L-1。細(xì)胞液濃度小于蔗糖溶液的濃度，所以細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離。在植物細(xì)胞中不具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是核糖體，在其上合成一個(gè)50個(gè)含氨基酸殘基的多肽形成49個(gè)肽健，生成49個(gè)分子水。 答案 (1)花瓣、果實(shí)的表皮中 (2)4 (3)所有的結(jié)構(gòu)都會(huì)有（至少填5個(gè)標(biāo)號(hào)） (4)質(zhì)

36、壁分離 (5)減弱 (6)基本是以黃色為主，而葉肉細(xì)胞是綠色的 (7)10 49 例題7 下列哪一項(xiàng)屬于克?。? ） A.將雞的某個(gè)DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．將抗藥菌的某基因引入草履蟲的細(xì)胞內(nèi) C．將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞 D．將某種瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個(gè)細(xì)胞系 解析 克隆可以理解為“復(fù)制”“無性繁殖”，若排除基因突變的話，前后代是完全一樣的，因從一個(gè)共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子，細(xì)胞或個(gè)體，A和B選項(xiàng)是利用基因技術(shù)完成的，C項(xiàng)是利用細(xì)

37、胞融合技術(shù)獲得的，為此，正確答案應(yīng)選D。 答案 D 例題8 愈傷組織細(xì)胞在一種包含所有必需物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)了幾個(gè)小時(shí)，其中一種化合物具有放射性（氚標(biāo)記）。當(dāng)這些細(xì)胞被固定后進(jìn)行顯微鏡檢，利用放射自顯影發(fā)現(xiàn)放射性集中于細(xì)胞核、線粒體和葉綠體?？梢杂欣碛傻乜隙?biāo)記化合物是（ ） A．一種氨基酸 B．尿嘧啶核苷酸 C．胸腺嘧啶脫氧核苷酸 D．葡萄糖 解析 在細(xì)胞中含有核酸的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有細(xì)胞核、葉綠體、線粒體和核糖體。在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中都含有DNA和RNA，核糖體上只含有RNA而沒有DNA，用具有放射性的氚標(biāo)記的物質(zhì)集中

38、在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中，說明被標(biāo)記的物質(zhì)是核酸的基本單位——核普酸，由于核糖體上沒有標(biāo)記物，所以被標(biāo)記的核苷酸是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，而不是尿呼喚核苷酸。 答案 C 例題9 (2000年上海高考試題)所有的原核細(xì)胞都具有（ ） A.核糖體和線粒體 B．細(xì)胞膜和葉綠體 C．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和中心體 D．細(xì)胞膜和核糖體 解析 詳見“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)系與剖析”。 答案 D 例題10 (1998年上海高考試題)下列四組生物中，細(xì)胞結(jié)構(gòu)最相似的是（ ） A．變形蟲、水綿、香菇 B．煙草、草履蟲、大

39、腸桿菌 C．小麥、番茄、大豆 D．酵母菌、靈芝、豌豆 解析 根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異，細(xì)胞分為兩大類：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。原核細(xì)胞沒有核膜，沒有真正的細(xì)胞核，但有一個(gè)核區(qū)，遺傳物質(zhì)主要分布在核區(qū)。細(xì)胞只有核糖體，而沒有其他類型的細(xì)胞器。在供選答案中：變形蟲草、履蟲是原生動(dòng)物，具有細(xì)胞核，是真核細(xì)胞構(gòu)成的單細(xì)胞真核生物，通過有絲分裂進(jìn)行分裂生殖；水綿是多細(xì)胞的絲狀藻類植物，有細(xì)胞壁和細(xì)胞核，屬于真核生物，內(nèi)有帶狀的葉綠體，能進(jìn)行光合作用；香菇和靈芝屬于真菌，是多細(xì)胞的真核生物，用孢子繁殖；酵母菌是單細(xì)胞的真菌，屬于真核生物；煙草、小麥、番茄、大豆和豌豆是高等的被子植物。 答案 C