细胞组织

基础

细胞膜按流动镶嵌模型由磷脂双层镶嵌蛋白质构成,控制物质进出;细胞核、线粒体、核糖体等细胞器各司其职,动物细胞、植物细胞与原核、真核细胞的异同是本课的重点。

适合:中四生物 · 单元:细胞与生命分子(一) · 建议学习路径第 2/6 课

学完呢课,你会识:
  • 细胞膜按流动镶嵌模型由磷脂双层和镶嵌蛋白组成,控制物质进出。
  • 细胞核内的染色体携带遗传信息;线粒体供应能量;核糖体合成蛋白质;内质网运输物质。
  • 植物细胞独有细胞壁、叶绿体和大型液泡,动物细胞三者皆无。
文体:科学知识说明文有声朗读

文体小知识:科学知识说明文——按流动镶嵌模型讲解细胞膜,逐一认识各种细胞器的功能,并比较动物细胞、植物细胞与细菌细胞的异同。

生物Biology
读呢课前,你应该识: 生命分子

§课文原文 Passage

1细胞是生物结构和功能的基本单位。在光学显微镜下,已可看见细胞膜、细胞质和细胞核;电子显微镜分辨率更高,把细胞内各种亚细胞结构——细胞器——呈现得一清二楚。细胞学说指出,所有生物都由细胞组成,细胞只能由细胞产生,这是本课的起点。

2细胞膜按流动镶嵌模型构成:磷脂分子排成双层,成为膜的骨架;蛋白质分子如马赛克般镶嵌其中,并可流动移位,令膜有弹性。细胞膜把细胞内容物与外界分隔,并具选择通透性,控制物质进出,维持细胞内环境稳定。

3细胞核由核膜包着,内藏染色体——由 DNA 和蛋白质组成,携带指挥细胞活动的遗传信息;线粒体进行需氧呼吸,为细胞供应能量;核糖体把氨基酸组装成蛋白质;内质网是运输物质的膜状管道网,粗糙内质网表面附有核糖体。

4植物细胞额外有细胞壁、叶绿体和大型中央液泡:细胞壁由纤维素构成,提供支撑;叶绿体含叶绿素,进行光合作用;液泡储存细胞液,维持细胞硬胀。细菌等原核细胞则没有核膜包着的细胞核,也没有线粒体等有膜细胞器,结构简单得多。

1重点摘要 Summary

细胞膜按流动镶嵌模型由磷脂双层镶嵌蛋白质构成,控制物质进出;细胞核、线粒体、核糖体等细胞器各司其职,动物细胞、植物细胞与原核、真核细胞的异同是本课的重点。

2生字卡 Vocabulary

C
Cell membrane细胞膜

细胞的界膜,由磷脂双层和蛋白质组成,具选择通透性,控制物质进出。

F
Fluid mosaic model流动镶嵌模型

细胞膜结构模型:可流动的磷脂双层中镶嵌着蛋白质分子。

C
Chromosome染色体

细胞核内由 DNA 和蛋白质组成的线状结构,携带遗传信息。

M
Mitochondrion线粒体

进行需氧呼吸、以 ATP 形式释放能量的细胞器。

R
Ribosome核糖体

把氨基酸组装成蛋白质的微小颗粒,游离在细胞质或附于内质网表面。

E
Endoplasmic reticulum内质网

细胞质内运输物质的膜状管道网;粗糙内质网表面附有核糖体。

C
Chloroplast叶绿体

含叶绿素、进行光合作用的植物细胞器。

V
Vacuole液泡

充满液体的囊;植物细胞的大型中央液泡储存细胞液,维持细胞硬胀。

C
Cell wall细胞壁

植物细胞坚韧的外层,由纤维素构成,提供支撑与保护。

P
Prokaryotic cell原核细胞

没有核膜包着的细胞(例如细菌),遗传物质散布在细胞质中,也没有其他有膜细胞器。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:细胞膜——流动镶嵌模型细胞膜把细胞与外环境分隔,并控制物质进出。按流动镶嵌模型,磷脂分子排成双层,构成膜的骨架;蛋白质分子散布其中,如马赛克镶嵌,且可随磷脂流动,令膜有弹性。举个例子:白细胞能改变形状挤过血管壁,正因细胞膜是流动而非僵硬的结构。膜的选择通透性也源自这个结构:小分子和脂溶性物质容易通过,大分子和离子则受限制。
  2. 第二步:细胞核与染色体细胞核由核膜包着,是细胞的控制中心。核内的染色体由 DNA 和蛋白质组成,DNA 上储存着指挥细胞一切活动的遗传信息,包括合成哪种蛋白质、何时分裂。举个例子:把变形虫的细胞核移走,它很快便停止生长和分裂,可见细胞核的重要性。细胞核不是静态的仓库:核内的指令不断被抄写到细胞质,指导蛋白质的合成。
  3. 第三步:线粒体——细胞的能量厂线粒体是需氧呼吸的场所,把葡萄糖等养分逐步氧化,释放能量合成 ATP,供细胞各项活动使用。线粒体的数目与细胞的功能密切相关。举个例子:肌肉细胞不断收缩,耗能极多,内含大量线粒体;脂肪细胞主要储存能量,线粒体较少。细胞的结构总是与功能互相配合,这是答比较题时经常用到的原则。
  4. 第四步:核糖体与内质网核糖体是细小颗粒,负责把氨基酸按遗传密码的指示串连成蛋白质,部分游离在细胞质中,部分附在粗糙内质网表面。内质网是膜状的管道网,贯穿细胞质,负责运输蛋白质和其他物质;表面附有核糖体的称为粗糙内质网,没有附上的称为光滑内质网。举个例子:胰脏的消化腺细胞要大量分泌消化酶(蛋白质),所以核糖体和内质网特别发达。
  5. 第五步:植物细胞的三件装备植物细胞比动物细胞多了三种结构。细胞壁在细胞膜外,由纤维素构成,坚韧而略带弹性,给细胞支撑和保护;叶绿体含叶绿素,吸收光能进行光合作用;大型中央液泡储存细胞液,内含水分、糖分和盐类,吸水后把细胞质压向细胞壁,维持细胞硬胀。举个例子:蔬菜放久了变软,是因为液泡失水、细胞不再硬胀;放入清水浸泡后又恢复爽脆。
  6. 第六步:动物细胞与植物细胞比较两类细胞,共有的是细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体和内质网;植物细胞独有细胞壁、叶绿体和大型液泡,动物细胞三者皆无,只有小型液泡或没有液泡。答比较题时宜列表逐项对照,并留意例外情况。举个例子:洋葱表皮细胞虽是植物细胞,但生长在地下、不见光,便没有叶绿体,这正是结构配合功能的另一例证。
  7. 第七步:原核细胞与真核细胞原核细胞以细菌为代表,结构简单:有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体,遗传物质是环状 DNA,直接位于细胞质中,没有核膜包着,也没有线粒体、内质网等有膜细胞器。真核细胞的遗传物质则由核膜包成真正的细胞核,并有各种有膜细胞器分工。举个例子:大肠杆菌在电子显微镜下看不见核膜,这是判断原核细胞的直接证据。

4图解 Diagrams

核动物细胞 Animal cell无细胞壁、无叶绿体液泡植物细胞 Plant cell细胞核 nucleus线粒体内质网 ER核糖体叶绿体细胞核细胞壁细胞膜有细胞壁、大液泡、叶绿体细菌=原核:无细胞核膜动物细胞与植物细胞共有:细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体、内质网。
图 1:动物细胞与植物细胞

5例题示范 Example

例题:显微照片显示三种细胞——人的口腔上皮细胞、洋葱表皮细胞和细菌细胞。试写出三者各有哪些结构,并指出可用作辨别的关键依据。

  1. 口腔上皮细胞属动物细胞:有细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体和内质网,没有细胞壁、叶绿体和大型液泡。
  2. 洋葱表皮细胞属植物细胞:另有细胞壁和大型液泡;叶绿体常见于见光的叶肉细胞,洋葱表皮生长在地下,不含叶绿体。
  3. 细菌细胞属原核细胞:有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体,遗传物质(环状 DNA)直接位于细胞质中,没有核膜,也没有线粒体等有膜细胞器。
  4. 辨别关键:有细胞壁和大型液泡的属植物细胞;没有核膜的属原核细胞;两者皆无的属动物细胞。
  5. 答案:动物细胞与植物细胞共有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构,植物细胞独有细胞壁和大型液泡(叶绿体见于见光细胞);细菌没有核膜包着的细胞核,也没有有膜细胞器,属原核细胞。比较题要逐项列写,不可笼统作答。

6常见错误 Mistakes

✗ 所有细胞都有细胞壁。
✓ 只有植物、真菌和细菌等有细胞壁,动物细胞没有;细菌的细胞壁也不是由纤维素构成。
✗ 细菌是原核细胞,所以完全没有遗传物质。
✓ 细菌有遗传物质(环状 DNA),只是没有核膜包着,不成为真正的细胞核。
✗ 线粒体是合成蛋白质的场所。
✓ 核糖体负责合成蛋白质;线粒体进行需氧呼吸,供应能量。
✗ 洋葱表皮细胞是植物细胞,所以一定有叶绿体。
✓ 叶绿体通常见于见光的叶肉细胞;洋葱表皮生长在地下,不进行光合作用,没有叶绿体。
✗ 细胞膜是一层静态的硬壳。
✓ 按流动镶嵌模型,膜上的磷脂和蛋白质可以流动,细胞膜是有弹性的动态结构。

75 题快测 Quick check

Q1按流动镶嵌模型,细胞膜的基本骨架由什么构成?

Q2线粒体和核糖体的功能分别是什么?

Q3植物细胞有而动物细胞没有的三种结构是什么?

Q4原核细胞与真核细胞最主要的分别是什么?

Q5为什么肌肉细胞的线粒体数目比脂肪细胞多?

8重点回顾 Recap

  • 细胞膜按流动镶嵌模型由磷脂双层和镶嵌蛋白组成,控制物质进出。
  • 细胞核内的染色体携带遗传信息;线粒体供应能量;核糖体合成蛋白质;内质网运输物质。
  • 植物细胞独有细胞壁、叶绿体和大型液泡,动物细胞三者皆无。
  • 原核细胞(例如细菌)没有核膜和有膜细胞器,真核细胞才有真正的细胞核。
  • 细胞器的数目与细胞功能相配:耗能多的细胞线粒体多,分泌蛋白质旺盛的细胞核糖体多。

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