原核细胞和真核细胞的概念:
(1)原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
(2)真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。
原核细胞和真核细胞的比较:
比较项目 |
原核细胞 |
真核细胞 |
细胞大小 |
较小(0.1μm~10μm) |
较大(10μm以上) |
细胞壁 |
有,为肽聚糖 |
植物有为纤维素和果胶,动物没有 |
细胞核 |
没有核膜,称为拟核 |
有核膜,有成形的细胞核 |
染色体 |
无染色体,环状DNA不与蛋白质结合 |
有染色体,染色体由DNA和蛋白质结合 |
细胞器 |
只有核糖体 |
有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体叶绿体(植物)等 |
主要类群 |
细菌、蓝藻、支原体、衣原体、放线菌 |
动物、植物、真菌等 |
知识点拨:
1、真核原核生物的本质区别是有无核膜包裹的细胞核。
2、有细胞结构的生物分为真核和原核生物,没有细胞结构的生物就是病毒。
自然界生物的分类:
知识拓展:
(1)原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、细菌、放线菌、支原体等都属于原核生物。
①蓝藻:蓝藻是单细胞原核生物,又叫蓝绿藻、蓝细菌,但不属于细菌,也不是绿藻。蓝藻是一类藻类的统称,其标志便是单细胞、没有以核膜为界限的细胞核。常见的蓝藻有蓝球藻(色球藻)、念珠藻、颤藻、发菜等。蓝藻都为单细胞生物,以细胞群形式出现时才容易看见,也就是我们通常见到的“水华”。衣藻属于绿藻,真核生物,不同于蓝藻。考试时考得比较多的是发菜和衣藻。一般考试时所说的藻类除了上述几种蓝藻大多是绿藻。注意蓝藻和绿藻的区别非常重要。蓝藻的繁殖方式有两类,一为营养繁殖,包括细胞直接分裂(即裂殖)、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法,另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等,以进行无性生殖。孢子无鞭毛。目前尚未发现蓝藻有真正的有性生殖。在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色蓝藻水华而有腥臭味的浮沫,称为“水华”,大规模的蓝藻爆发,被称为“绿潮”(和海洋发生的赤潮对应)。
②细菌:“菌”字之前有“杆、弧、球等”形状修饰的,这样的菌都是细菌类的。(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)。
(2)真核生物:由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
(3)病毒:无细胞结构,由蛋白质和核酸组成,如噬菌体、艾滋病病毒、SARS病毒等,不要把它们看做原核生物。不属于生命系统,但病毒在宿主细胞中能繁殖,产生与亲代相同的子代病毒,繁殖是生物的基本特征之一,所以病毒属于生物。
例题:按要求对下列生物进行分类(只填序号)。
①蓝藻②酵母菌③变形虫④小球藻⑤水绵⑥青霉菌⑦大肠杆菌⑧流感病毒⑨肺炎双球菌
(1)具有核膜的一组生物是()
(2)含有核糖体,但无染色体的一组生物是()
答案(1)②③④⑤⑥(2)①⑦⑨
解析:真核生物含核膜,真核有酵母菌(真菌)、变形虫(单细胞动物)、小球藻(低等植物)、水绵(低等植物)、青霉菌(真菌),原核有蓝藻、大肠杆菌、肺炎双球菌,流感病毒是病毒没有细胞结构。第二小题中描述的就是原核生物,因为有细胞结构的都有核糖体,但是染色体只在真核细胞的细胞核中存在。
RNA的结构组成:
1、RNA的概念: RNA的全称是核糖核酸,基本组成单位是核糖核苷酸。RNA是由核糖核苷酸连接成的长链,有一条核糖核苷酸链组成的生物大分子。
2、RNA的元素组成:C、H、O、N、P
3、脱氧核糖核苷酸的结构:一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。RNA的碱基种类为4种A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤);核糖核苷酸以碱基不同分类为4种,即腺嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸、鸟嘌呤核苷酸。
4、RNA分布: RNA分布在细胞核(rRNA,mRNA),线粒体,叶绿体,核糖体,细胞质中。
5、RNA的功能: RNA的功能具有多样性,分为tRNA、rRNA、mRNA。
DNA与RNA的区别:
简称 |
DNA |
DNA |
元素组成 |
C.H.O.N、P |
C.H.O.N、P |
基本组成单位 |
脱氧核苷酸(四种) |
核糖核苷酸(四种) |
组成 |
五碳糖 |
脱氧核糖 |
核糖 |
含氮碱基 |
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶) |
A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)U(尿嘧啶) |
知识拓展:
(1)在既含DNA又含RNA的生物体内,只要出现A、C、G这三种碱基,每一种碱基都分别对应两种核苷酸:脱氧核苷酸和核糖核苷酸。当碱基为U或T时,只能分别对应尿嘧啶核糖核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(2)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时,由于RNA单链结构不稳定,则易发生突变。
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
细胞的吸水与失水: 1、渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2、发生渗透作用的条件:具半透膜,两侧溶液具有浓度差。
3、植物细胞的吸水与失水
(1)植物细胞就相当于渗透装置。
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,相当于半透膜。
(2)植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
4、动物细胞的吸水和失水
(1)细胞膜相当于半透膜,浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
(2)水分子是顺相对含量的梯度进出动物细胞的。
①外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡。
知识点拨: 1、细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
2、植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用,只能依靠吸胀作用吸水。
3、植物细胞的吸水和失水:
①渗透作用:是指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。渗透吸水是指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时的保卫细胞吸水主要为渗透吸水。
②吸涨吸水:指依赖于低衬质势而引起的吸水。对于无液泡的分生组织和干燥种子来说,衬质势是细胞水势的主要成分。亲水胶体吸引水分子的力量称为吸胀力,亲水胶体吸水膨胀的现象叫吸胀作用。细胞吸胀力的大小,取决于衬质势的高低。干燥种子衬质势常低于-10MPa,有的甚至达到-100MPa,所以吸胀吸水就很容易发生。当种子吸水后,衬质势很快上升。如将种子放在纯水中,当种子吸水达到最大程度时,衬质势为0。由于吸胀过程与细胞的代谢活动没有直接关系,所以又把吸胀吸水称为非代谢性吸水。
③降压吸水是指由于压力势降低而引发的细胞吸水。如蒸腾旺盛时,木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩,使压力势降低,从而引起这些细胞水势下降而吸水。链接“植物细胞间的水分移动”
4、植物根系对水分的吸收:
①植物根系吸水的部位:根系吸水的部位主要在根的尖端,从根尖开始向上约10mm的范围内,包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,其中以根毛区的吸水能力最强。
②植物根部吸水的途径:植物根部吸水主要通过根毛、皮层、内皮层,再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内横向运输有质外体和共质体两条途径。
5、根系吸水的机理根据植物根部的吸水动力的不同可分为两类:主动吸水和被动吸水。
①主动吸水:由植物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水,它与地上部分的活动无关。根的主动吸水主要反映在根压上。所谓根压,是指由于植物根系生理活动而促使根部吸收水分并使液流从根部上升的压力。大多数植物的根压为0.10~0.2MPa,有些木本植物可达0.6~0.7MPa。伤流和吐水是证明根压存在的两种现象。
②被动吸水:植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水。所谓蒸腾拉力(teanspirationlpull)是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。但叶片蒸腾时,气孔下腔周围细胞的水以水蒸气形式扩散到水势低的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就产生了一系列相邻细胞间的水分运输,使叶导管失水,压力势下降,造成根冠间导管的压力梯度,使根导管中的水分向上运输,其结果造成根部细胞水分亏缺,水势降低,向土壤吸水。
细胞吸水和失水的原理的应用: 1、对农作物的合理灌溉,既满足了作物对水分的需要,同时也降低了土壤溶液的浓度,有利于水分的吸收。
2、盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象,都是因为土壤溶液浓度过高,甚至超过了根细胞液浓度,导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
3、糖渍、盐渍食品不易变质的原因,是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能较长时间的保存。
种群数量的变化:1.种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线
项目 |
“J”型曲线 |
“S ”型曲线 |
产生条件 |
理想状态 ①食物、空间条件充裕 ②气候适宜 ③没有敌害、疾病 |
现实状态 ①食物、空间有限 ②各种生态因素综合作用 |
特点 |
种群数量以一定的倍数连续增长 |
种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下保持相对稳定 |
环境容纳量(K值) |
无K值 |
有K值 |
曲线形成的原因 |
无种内斗争,缺少天敌 |
种内斗争加剧,天敌数量增多 |
种群增长率 |
保持稳定 |
先增加后减少 |
种群增长曲线 |
Nt=N0λ
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种群增长(速)率曲线 |
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联系 |
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2、研究种群数量变化的意义:对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用、以及濒临动物种群的拯救和恢复有重要意义。
预测种群密度变化趋势的方法:
1、根据年龄结构来预测种群密度的变化趋势。年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
类型 |
图示 |
种群特征 |
出生率 |
种群密度 |
增长型 |
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幼年个体数多于成年、老年个体数 |
出生率>死亡率 |
增大 |
稳定型 |
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各年龄期个体数比例适中 |
出生率≈死亡率 |
稳定 |
衰退型 |
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幼年个体数少于成年、老年个体数 |
出生率<死亡率 |
减少 |
2、根据性别比例来预测种群密度的变化趋势。
(1)种群的性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。
(2)性别比例影响种群密度的原因
性别比例 |
繁殖机会 |
出生率 |
种群密度 |
各年龄阶段中雌雄个体数量相当 |
雌雄个体都有充分交配繁殖机会 |
决定了较高的出生率 |
将逐渐增大 |
雌多于雄或雄多于雌的种群,性别比例失调 |
个体间交配繁殖机会较少 |
出生率较低 |
将逐渐减小 |
种群数量增长与种群增长(速)率:
1、增长速率与种群数量不是一个概念,只要增长速率为正值,种群数量就在增加;增长速率为零,种群数量恒定不变;增长速率为负值时,种群数量应下降。
2、种群的“J”型增长和“S”型增长
项目 |
“S”型曲线 |
“J”型曲线 |
种群数量增长曲线 |
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种群增长(速)率曲线 |
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知识点拨:
1、“S”型曲线中注意点:
①K值为环境容纳量(在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量);
②K/2处增长率最大。
③大多数种群的数量总是在波动中,在不利的条件下,种群的数量会急剧下降甚至消失。
2、实例:
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灭鼠 |
捕鱼 |
K/2(有最大增长速率) |
捕捞后,防止灭鼠后,鼠的种群数量在K/2附近,这样鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果 |
捕捞后使鱼的种群数量维持在K/2,鱼的种群数量将迅速回升 |
K(环境最大容纳量) |
降低K值,改变环境,使之不适合鼠生存 |
保护K值,保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值 |
3、种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等,而“J”型曲线和“S”型曲线都知识研究了种群数量增长的规律。
4、 “J”型曲线反映的种群增长率是一定的;而“S”型曲线所反映的种群增长率是先增大后减小。不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
知识拓展:1、种群数量的波动和下降
(1)种群数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。
(2)原因:气候、食物、天敌、传染病、空间、人类影响等多种生态因素共同作用的结果。因此,大多数种群的数量总是在波动中。