本试题 “图甲是动植物细胞亚显微结构模式图;图乙表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为小分子化合物,F、G、H、I、J均为生物大分子化合物。...” 主要考查您对各种细胞器的结构和功能
细胞的基本结构和功能的关系
物质跨膜运输的方式
免疫系统的组成和功能
动物细胞的培养
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名称 | 线粒体 | 叶绿体 |
形态 | 短棒状、圆球状 | 椭球形、球形 |
分布 | 动植物细胞 | 植物叶肉细胞和幼茎皮层细胞 |
成分 | 与有氧呼吸有关的酶、少量DNA、RNA | 与光合作用有关的酶、少量DNA、RNA和光合色素 |
功能 | 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” | 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” |
相同点 | ①具有双层膜结构;②含有少量DNA和RNA;③具有能量转换功能;④有液态的基质 |
内质网 | 高尔基体 | 液泡 | 溶酶体 | |
分布 | 动、植物细胞 | 动、植物细胞 | 植物细胞 | 动、植物细胞 |
形态 | 网状 | 囊状 | 泡状 | 囊状 |
功能 | 蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间” | ①动物:对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装;②植物:与植物细胞壁的形成有关 | ①调节细胞内的环境;②使植物细胞保持坚挺 | ①分解衰老、损伤的细胞器;②吞噬并杀死入侵的病毒或病菌 |
核糖体 | 中心体 | |
分布 | ①附着在内质网上或核外膜;②游离存细胞质基质中;③线粒体和叶绿体中中也有少量 | 动物细胞和低等植物细胞 |
结构组成 | 蛋白质、RNA、酶 | 两个相互垂直的中心粒 |
功能 | ①附着在内质网上的核糖体合成分泌蛋白;②游离的核糖体合成的是胞内蛋白 | 与细胞有丝分裂有关——形成纺锤体,牵引染色体向细胞两极运动 |
项目 | 高等植物细胞 | 低等植物细胞 | 动物细胞 |
细胞壁 | 有 | 有 | 无 |
叶绿体 | 部分有 | 部分有 | 无 |
中心体 | 无 | 有 | 有 |
液泡 | 成熟的植物细胞有大液泡,幼嫩的植物细胞无液泡或有小液泡 | 无 |
细胞是一个有机的统一整体:
1、细胞主要由细胞膜、细胞质和细胞核组成,是生命活动的基本单位。
2、细胞能够正常完成各项生命活动的前提条件是细胞保持完整性。
3、植物细胞和动物细胞的区别是有液泡和细胞壁,动物细胞有中心体。植物细胞有叶绿体。
4、植物细胞的外面还有一层细胞壁,化学成分是纤维素和果胶。
5、植物细胞壁的功能是支持和保护的作用。
6、最能体现细胞与细胞之间功能差异的是:细胞器的种类和数量。
(1)细胞膜的结构:
①细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类;
②细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多。
③欧文顿得出的结论是:细胞膜是由脂质组成的。科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层的面积是红细胞表面积的2倍,得出的结论是:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。科学家用发绿色荧光和红色荧光的染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子,然后将两种细胞融合,得出的结论是:细胞膜具有流动性。
(2)细胞膜的功能:
①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定;
②控制物质出入细胞;
③进行细胞间信息交流。
(3)细胞器的结构和功能:
细胞质基质富含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,为细胞进行各种生理活动提供必需的物质条件,同时也可在其内进行多种化学反应,因此它是活细胞进行新陈代谢的主要场所。值得注意的是,细胞质基质中不含有DNA,而是含有RNA。
分泌蛋白的过程:
(4)细胞核的结构和功能:
①细胞核的结构:核膜、核仁、染色质核膜——是选择透过性膜,但不是半透膜。
染色质——DNA+蛋白质。
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态功能。
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
②细胞核的功能:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。细胞核在生命活动中起着决定作用。
(5)血细胞和血红蛋白:机体缺铁时,血红蛋白的合成量会减少;成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成;血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症。
血细胞的组成:红细胞和淋巴细胞
(6)神经细胞即神经元和神经胶质细胞胶质细胞的主要功能:
①支持作用;②绝缘作用;③屏障作用;④营养性作用;⑤修复和再生作用;⑥维持神经元周围的K+平衡;⑦摄取神经递质。
神经元的基本结构:可分为细胞体和突起两部分。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核;突起由胞体发出,分为树突(dendrite)和轴突(axon)两种。树突较多,粗而短,反复分支,逐渐变细;轴突一般只有一条,细长而均匀,中途分支较少,末端则形成许多分支,每个分支末梢部分膨大呈球状,称为突触小体。
(7)含核糖体和高尔基体均较多的细胞:胰腺细胞。
(8)动物细胞和植物细胞结构区别是植物细胞有细胞壁。由果胶和纤维素组成的,具有保护和支持的作用。动物细胞有中心体,是有丝分裂过程中的重要细胞器。
物质出入细胞的方式 | 被动运输 | 主动运输 | |
自由扩散 | 协助扩散 | ||
运输方向 | 高浓度到低浓度 | 高浓度到低浓度 | 低浓度到高浓度 |
是否需要载体 | 不需要 | 需要 | 需要 |
是否消耗能量 | 不消耗 | 不消耗 | 消耗 |
举例 | O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入细胞 | 红细胞吸收葡萄糖 | 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 |
知识拓展:
一、影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,不消耗能量也不需载体协助,所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测,甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低,自由扩散的速率会越来越慢。
(3)甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系,说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。
2.协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)A图代表协助扩散过程,物质从高浓度向低浓度转运,不消耗能量,但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测,A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约,如B图ab段,即物质浓度再大,物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度的升高,物质运输速率逐渐加快,说明此段的限制因素是物质浓度梯度,而载体蛋白是充足的。
3.主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系
(1)由A图可判断为主动运输,因为此物质的运输是由低浓度到高浓度,并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中,a点表示氧气浓度为零时,也可发生主动运输(所需能量来自无氧呼吸);ab段表示随氧分压的升高,物质运输速率逐渐增加,此时,限制物质运输速率的直接因素是能量;bc段随氧分压的升高,物质运输速率不再增加,此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知,主动运输中物质运输的方式既可逆浓度梯度,也可顺浓度梯度。
二、物质跨膜运输层数的分析判断
1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜 O2 由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题
①内质网上核糖体合成肽链后,肽链直接进入内质网中加工,不跨膜;
②蛋白质在内质网中完成初步加工后,经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合,不跨膜;
③高尔基体对蛋白质进一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并与细胞膜融合,以胞吐方式分泌出细胞,整个过程均不跨膜。
2.血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构,如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液,经过组织处的毛细血管,至少要跨毛细血管壁(一层上皮细胞,共2层细胞膜)。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜,要分析该物质具体在细胞中被利用的场所,然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质,因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜,进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上,它要跨3层膜,进入线粒体中被利用。
3.体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆,至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞,即要跨4层膜,才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后,由循环系统转运到全身各处,该过程不是跨膜。
例 外界空气中0:进人人体细胞中被利用,至少要穿过的生物膜层数是( )
A.5层 B.10层 C.11层 D.12层
思路点拨:氧气经过肺泡壁细胞(2层膜)+肺部毛细血管壁细胞(2层膜)+红细胞进和出(2层膜)+组织处毛细血管壁细胞(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)+线粒体(2层膜) =11层。答案C
知识点拨:
识别抗原和特异性识别抗原的细胞
1、识别抗原的细胞:吞噬细胞.B细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞。
2、特异性识别抗原的细胞:吞噬细胞只能识别自己与非己成分,因而没有特异性的识别能力,除吞噬细胞以外①中其余的细胞都有特异性的识别能力。
3、抗体与抗原结合后的反应
①抑制病原体的繁殖,或揶制病原体对人体细胞的黏附。
②多数情况下,抗原、抗体形成沉淀或细胞集团进而被吞噬细胞吞噬消化。
4、体液免疫和细胞免疫的关系
体液免疫 | 细胞免疫 | |
作用对象 | 抗原 | 靶细胞 |
作用方式 | 浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 | ①效应T细胞和靶细胞密切接触②T细胞释放淋巴因子,促进免疫作用 |
联系 | ①在病毒感染中,往往先通过体液免疫阻止病原体通过血液循环而散布;再通过细胞免疫予以彻底消灭②细胞免疫作用使靶细胞裂解、死亡,抗原暴露,与抗体结合而被消灭③二者相互配合,共同发挥免疫效应 |
细胞名称 | 来源 | 功能 |
吞噬细胞 | 造血干细胞 | 处理、呈递抗原,吞噬抗体一抗原结合体 |
B细胞 | 造血干细胞(骨髓中成熟) | 识别抗原,分化成为浆细胞(效应B细胞)、记忆细胞 |
T细胞 | 造血干细胞(胸腺中成熟) | 识别抗原,分泌淋巴因子,分化为效应T细胞、记忆细胞 |
浆细胞(效应B细胞) | B细胞或记忆B细胞 | 分泌抗体 |
效应T细胞 | T细胞或记忆T细胞 | 与靶细胞结合发挥免疫效应 |
记忆细胞 | B细胞或T细胞 | 识别抗原,分化成相应的效应细胞 |
项目 | 植物组织培养 | 动物细胞培养 | |
理论基础 | 植物细胞的全能性 | 细胞增殖 | |
培养基 | 类型 | (半)固体培养基 | 液体培养基 |
成分 | 水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂 | 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等 | |
取材 | 植物幼嫩部位或花药等 | 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 | |
过程 | |||
结果 | 新的组织或植株个体,可以体现全能性 | 新的细胞系或细胞株,不形成个体,不体现全能性 | |
应用 | ①植株快速繁殖 ②脱毒植株的培育 ③人工种子 ④生产药物、杀虫剂等 ⑤转基因植物的培育 |
①蛋白质坐物制品的生产 ②皮肤移植材料的培育 ③检测有毒物质 ④生理、病理、药理学研究 | |
相同点 | ①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂,都是无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂 ②均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件 |
知识拓展:
1、动物细胞培养技术的应用
(1)生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。
(2)利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点,可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞,以供植皮所需。
(3)培养的动物细胞用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。
2、用胰蛋白酶处理组织块,可使细胞分散开,这样做的目的是使细胞与组织液充分接触,这也说明了细胞间的主要物质是蛋白质。
3、当动物细胞培养超过50代后,少数细胞发生突变而持续分裂成为癌变细胞。癌细胞失去了接触抑制,可以在培养瓶中形成多层细胞。
4、动物细胞培养基成分特有的动物血清含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等多种成分.
5、植物组织培养最终产生新个体,体现全能性;动物细胞培养产生大量细胞,不形成新个体,故不能体现全能性。
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