细胞器之间的分工

1．双层膜结构的细胞器——线粒体和叶绿体

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

2．单层膜结构细胞器——高尔基体、内质网、液泡和溶酶体

	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

3．无膜结构细胞器一一核糖体和中心体

	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

易错点拨：

1、在动植物细胞中，有细胞壁的细胞是植物细胞，没有细胞壁的细胞是动物细胞。
2、在动植物细胞中，有叶绿体的细胞是植物细胞，没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如植物的根细胞不进行光合作用，没有叶绿体。
3、在动植物细胞中，有大液泡的细胞是植物细胞，没有大液泡的细胞不一定是动物细胞，植物的未成熟细胞也没有大液泡，如根尖分生区细胞。
4、在动植物细胞中，有中心体的细胞可能是动物或低等植物的细胞，没有中心体的细胞是高等植物细胞，中心体不能作为鉴别动物细胞和植物细胞的依据，但可以用作鉴别高等动物细胞和高等植物细胞的依据。
5、辨析动、植物细胞的区别

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

例  下列哪种细胞器不能作为鉴定一个细胞属于动物细胞还是高等植物细胞的依据（）
A．核糖体   B．叶绿体   C．液泡    D．中心体
思路点拨    叶绿体、液泡存在于植物细胞中，中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，核糖体和线粒体则广泛分布于动植物细胞中。 答案A
知识拓展：

1、线粒体和叶绿体的数量随细胞的新陈代谢强度的变化而变化。在代谢旺盛的细胞中它们的数量会因复制而增多；在代谢减弱的细胞中它们的数量会减少。其数量的增减与细胞的分裂不同步。
2、各种细胞器并不是在每个细胞中都同时存在。
①并不是所有的植物细胞都有叶绿体或大液泡，如植物根尖分生区细胞中无叶绿体和大液泡
②并非所有动物细胞都有线粒体，如蛔虫和哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体。
3、能进行光合作用（或有氧呼吸）的细胞不一定都含有叶绿体（或线粒体），如蓝藻可以进行光合作用和有氧呼吸，但无叶绿体和线粒体。
例  下列关于真核细胞结构的叙述，不正确的是( )
A．线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要扬所
B．高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
C．中心体与动物细胞的有丝分裂有关
D．溶酶体是“消化车间”，内含多种水解酶，能吞噬入侵病原体
答案B

细胞图像的识别方法

1．细胞的显微镜结构与亚显微结构
(1)显微结构：光学显微镜下，不论低倍镜还是高倍镜下能观察到的结构。

②分析：普通光学显微镜的分辨力极限为0.2微米。上述结构大小超过0.2微米，用普通光学显微镜都能看到，因而这些结构属于细胞的显微结构。
(2)亚显微结构：能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2微米的细微结构，叫做亚显微结构。
①判断方法：一般来说，图示中呈现出各种细胞器内部结构、细胞膜流动镶嵌模型结构时，该图示判断为亚显微结构。
②动植物细胞亚显微镜结构模式图

2．原、真核细胞及动、植物细胞的判断

遗传物质发现的实验及其内容：

1、遗传物质：
①概念：能单独传递遗传信息的物质。
②遗传物质的主要载体是染色体。
③作为遗传物质应具备的特点是：
a、分子结构具有相对稳定性；
b、能自我复制，保持上下代连续性；
c、能指导蛋白质合成；
d、能产生可遗传变异。
2、实验：包括肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）、T₂噬菌体侵染细菌的实验（用分别含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P培养基培养大肠杆菌。）、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
实验证明DNA是主要的遗传物质，少部分生物的遗传物质是RNA。
（1）肺炎双球菌转化实验：
①肺炎双球菌

	S型细菌	R型细菌
菌落	光滑	粗糙
菌体	有多糖类荚膜	无多糖类荚膜
毒性	有毒性，使小鼠患败血症死亡	无毒性

②肺炎双球菌体内转化实验
a、研究者：1928年，英国科学家格里菲思。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
c、实验原理：S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡；R型肺炎双球菌是无毒性的。
d、实验过程：


e、结论：加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。
（2）艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）：
a、研究者：1944年，美国科学家艾弗里等人。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。
c、实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。
d、实验过程及分析

e、实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 ②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。
d、实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。 ②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（3）T₂噬菌体侵染细菌的实验：
a、研究着：1952年，赫尔希和蔡斯。
b、实验材料：T₂噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法：放射性同位素标记法。
d、实验思路： S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程：标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。


科学家首先用放射性同位素³⁵S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素³²P标记了另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记的T₂噬菌体分别去侵染细菌（上图），当噬菌体在细菌体内大量增殖时，生物学家对被标记物质进行测试。
f、测试的结果表明，噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入了细菌体内，可见，噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论：在噬菌体中，亲代和子代间具有连续性的物质是DNA，即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的，DNA才是真正的遗传物质。



体内转化实验与体外转化实验的比较：

	体内转化实验	体外转化实验
实验者	格里菲思	艾弗里及同事
培养细菌	用小鼠（体内）	用培养基（体外）
实验原则	R型细菌与S型细菌的毒性对照	S型细菌各成分作用的相互对照
实验结果	加热杀死的S型细菌能使R型细细菌转化为S型细菌	S型细菌的DNA使R型菌转化为S型细菌
实验结论	S型细菌体内有“转化因子”	S型细菌的DNA是遗传 物质
两实验联系：	(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型 (2)体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则

肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较：

1．实验设计思路比较

	艾弗里实验	噬菌体侵染细菌实验
思路相同	设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方式有区别	直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养	同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素（32P和35S）

 2．两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
3．实验结论比较
(1)肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
(2)噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
知识点拨：

1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：
①用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：
a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射陡。
b．保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。
②用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量³⁵S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
2、关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去向问题
①若用³²P和³⁵S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有³²p标记。
②若用³²p和³⁵S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。
③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
3、标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，只能在宿主细胞中繁殖后代，所以在培养基中它是不能繁殖后代的。
4、噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外，还能证明DNA能进行自我复制，DNA控制蛋白质的合成。
5、两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。
6、细胞生物（包括原核和真核生物）含有两种核酸（DNA和RNA），遗传物质是DNA；病毒没有细胞结构，只有一种核酸（DNA病毒、RNA病毒）。
7、DNA有四种碱基（AGCT），四种脱氧核苷酸。RNA有四种碱基（AGCU），四种核糖核苷酸。
知识拓展：

1、实验设计的基本思路是设法把 DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。
2、加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活； DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
3、转化因子的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
4、T₂噬菌体
（1）结构：

（2）T₂噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。T₂噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
 5、侵染特点及过程
①进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。
②噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。
6、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。

DNA分子的结构：

1、DNA的元素组成：C、H、O、N、P
2、DNA分子的结构：DNA的双螺旋结构，两条反向平行脱氧核苷酸链，外侧磷酸和脱氧核糖交替连结，内侧碱基对(氢键)碱基互补配对原则。
3、模型图解：

4、DNA分子的结构特性
(l)稳定性：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：DNA分子中碱基时排列顺序多种多样。
(3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。

知识点拨:

碱基互补配对的规律：

知识拓展:

1、两条链之间的脱氧核苷酸数目相等→两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。
2、碱基配对的关系是：A（或T）一定与T（或A）配对、G（或C）一定与C（或G）配对，这就是碱基互补配对原则。其中，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。
3、DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。