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
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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
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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
ATP与ADP的转化:
1、ATP和ADP之间的相互转换:
2、ATP与ADP相互转化是不可逆的
(1)反应条件:ATP的分解属水解反应,催化该反应的酶属水解酶。而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶属合成酶。由于酶具有专一性,因此,二者反应条件不同。
(2)反应场所:ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体;而ATP分解的场所较多。因此,ATP的合成场所与分解场所不完全相同。
(3)能量来源:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能;而合成ATP的能量主要有化掌能和太阳光能,即二者的能量来源不同。
ATP的形成与利用表解比较:
1、ATP的产生途径与场所
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产生途径 |
产生场所 |
植物 |
光合作用 |
叶绿体 |
呼吸作用 |
细胞质基质和线粒体 |
动物 |
呼吸作用 |
细胞质基质和线粒体 |
2、细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 |
产生或消耗ATP的生理过程 |
细胞膜 |
消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 |
细胞质基质 |
产生ATP:细胞呼吸第一阶段 |
叶绿体 |
产生ATP:光反应 消耗ATP:暗反应和自身DNA复制 |
线粒体 |
产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP:自身DNA复制 |
核糖体 |
消耗ATP:蛋白质的合成 |
细胞核 |
消耗ATP:DNA复制、转录等 |
知识点拨: 1、ATP与ADP之间的相互转化不是一种可逆反应,生物体内的ATP含量很少,但ATP 与ADP的相互转化很快,因此可以保证生命活动所需能量的持续供应。
2、ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键极容易水解,以保证能量相对稳定和能量持续供应。
3、真核生物细胞内合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质。
4、原核生物细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质。
例 下列生命现象中能使ADP增加的是( )
A.胃蛋白酶的分泌 B.丙酮酸形成乳酸 C.叶绿体中的叶绿素吸收光能 D.组织细胞利用氧气
思路点拨:生物体的直接能源物质是ATP,所有消耗能量的过程都会使ADP含量增加,在题目给出的选项中,只有胃蛋白酶的分泌需要消耗能量,会使ADP 含量增加。答案A
知识拓展:1、ATP的作用:ATP是生命活动能量的直接来源。
①人体所有需要的能量几乎都是ATP提供的:心脏的跳动、肌肉的运动以及各类细胞的各种功能都源于ATP所产生的能量。没有ATP,人体各器官组织就会相继罢工,就会出现心功能衰竭、肌肉酸疼、容易疲劳等情况。
②ATP合成不足缺失时,人体会感觉乏力,并出现心脏功能失调、肌肉酸痛、肢体僵硬等现象。长时间ATP合成不足,身体的组织和器官就会部分或全部丧失其功能,ATP合成不足持续时间越长,对身体各器官的影响就越大。对人来说,影响最大的组织和器官是心脏和骨骼肌。因此,保证心脏和骨骼肌细胞的ATP及时合成是维护心脏和肌肉功能的重要措施。
③心脏和骨骼肌自身合成ATP的速度慢,在缺血、缺氧的情况下更是如此。D-核糖能使心脏和骨骼肌生成ATP的速度要快3~4倍,是给心脏和肌肉恢复动力的有效物质,在人体经历缺血、缺氧或高强度运动时,其作用更为突出。纯净的ATP呈白色粉末状,能溶于水。作为药品可以提供能量并改善患者新陈代谢。ATP片剂可以口服,注射液可供肌肉注射或静脉注射。功能:各种生命活动能量的直接来源。
④ATP水解时释放的能量是生物体进行肌肉运动、生物电、细胞分裂和主动运输等生命活动所需能量的直接来源。人体细胞中ATP和ADP的相互转化在生活细胞中是永不停息地进行着,这即可以避免一时用不尽的能量白白流失掉,又保证了及时供应生命活动所需要的能量,因此ATP是生物体细胞中流通着的“能量货币”。
2、ATP产生量与O2呼吸强度的关系曲线
甲图表示ATP产生量与O2供应量的关系
1、A点表示在无氧条件下,细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。 2、AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生量随之增加。
3、BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生量不再增加,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
乙图表示ATP产生量与呼吸强度的关系
例 下列生理过程不受细胞内氧浓度影响的是 ( )
A.神经递质的释放 B.肌肉不自主地战栗
C.人小肠绒毛上皮细胞吸收水D.生长素向胚芽鞘背光侧运输
思路点拨:氧气浓度通过影响能量供应,从而影响生命活动。神经递质的释放、肌肉收缩、生长素的运输都需要消耗能量。答案C
细胞通过分裂进行增殖:
1.细胞增殖
(1)遗传物质:亲代细胞
子细胞(遗传的基础)。
(2)单细胞生物体:细胞增殖意味着生物的繁衍(繁殖的基础)。
(3)多细胞生物体
2.细胞增殖的方式及意义
(1)方式:细胞以分裂的方式进行增殖。
(2)分裂的条件:分裂之前必须进行一定的物质准备。
(3)过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
(4)意义:细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3.真核细胞的分裂方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
易错点拨:
1、细胞增殖和细胞分裂是两个不同的概念,细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
2、无丝分裂是真核生物细胞的分裂方式,不是原核细胞的分裂方式。原核细胞的分裂方式是二分裂。
细胞凋亡:
由基因决定的细胞自动结束生命的过程。也常被称为细胞编程性死亡。是一种自然现象。
细胞凋亡的意义:
完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
细胞坏死:
在不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受阻或中断引起的细胞损伤和死亡。
细胞凋亡与细胞坏死的区别:
区别点 |
细胞凋亡 |
细胞坏死 |
起因 |
生理或病理性 |
病理性变化或剧烈损伤 |
范围 |
多为单个细胞 |
大片组织或成群细胞 |
细胞膜 |
内陷 |
玻损 |
细胞器 |
无明显变化 |
肿胀、内质网崩解 |
细胞体积 |
固缩变小 |
肿胀变大 |
调节过程 |
受基因调控 |
被动进行 |
炎症反应 |
不释放细胞内容物,无炎症反应 |
释放细胞内容物,引发炎症 |
表解细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的不同:
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实质 |
特点 |
结果与意义 |
细胞分化 |
基因的选择性表达 |
①持久性;②普遍性;③不可逆性 |
产生各种不同的组织、器官 |
细胞衰老 |
内因和外因共同作用的结果 |
①酶活性降低, 呼吸速率减慢②细胞体积减小,线粒体减少③核增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深 |
①生物体的绝大多数细胞都经历未分化——分化——衰老——死亡的过程③细胞衰老是时刻都在发生的 |
细胞凋亡 |
由遗传机制决定的程序性调控 |
细胞膜内陷,细胞变圆,与周围细胞脱离 |
①清除多余无用细胞②清除完成使命的衰老细胞③清除体内异常细胞 |
细胞坏死 |
电、热、冷、机械等不利因素影响。不受基因控制 |
细胞膜破裂 |
对周围细胞造成伤害,引发炎症 |
细胞癌变 |
物理、化学和病毒致癌因子影响下,原癌基因和抑癌基因的突变 |
①恶性增殖的“不死细胞” ②形状显著改变的“变态细胞”③黏着性降低的“扩散细胞” |
癌细胞出现并大量增殖 |
知识拓展:
1、正常的细胞凋亡对人体是有益的,如胎儿发育中手指的形成、蝌蚪尾的消失等。
2、细胞凋亡不足会出现肿瘤、自身免疫病等疾病;细胞凋亡过度会出现心肌缺血、心力衰竭等病症。