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1、2022年高中生物 第1課時 原核細胞和真核細胞、細胞膜和細胞壁備課資料 蘇教版
1.原核細胞和真核細胞
細胞分為原核細胞和真核細胞兩種類型。由原核細胞構成的生物稱為原核生物，包括細菌、藍藻、支原體、衣原體等等。原核細胞與真核細胞相比，有以下幾點不同：（1）最小的原核生物支原體的直徑只有100 nm，比較大的原核細胞如大腸桿菌的直徑為3 μm;真核細胞的直徑一般為20～30 μm,人的卵細胞的直徑為100 μm。（2）原核細胞的結構比真核細胞的結構要簡單得多。原核細胞沒有成形的細胞核，即沒有由核膜包被的細胞核，只有擬核，擬核由DNA分子構成。擬核沒有明顯的邊界，不含染色體。原核細胞的細胞質
2、中除核糖體外沒有其他的細胞器。有些原核細胞的細胞質中還有很小的環(huán)狀DNA分子，稱為質粒。
下表是原核細胞和真核細胞的比較：
原核細胞與真核細胞的區(qū)別
類 別
原核細胞
真核細胞
細胞大小
較?。ㄒ话銥?～10 μm）
較大（一般為20～30 μm）
染色體
一個細胞只有一條DNA，與RNA、蛋白質不結合在一起
一個細胞有幾條染色體，DNA與RNA、蛋白質結合在一起
細胞核
無真正的細胞核，無核膜，無核仁，有擬核
有真正的細胞核，有核膜、核仁
細胞質
除核糖體外，無其他細胞器。細菌一般有質粒
有核糖體、線粒體等多種復雜的細胞器
生物類群
細菌、藍藻
真菌、
3、植物、動物
2.細胞膜成分與分析方法
組成細胞膜的成分可分為三大類，即膜脂、膜蛋白和糖類。幾種成分所占的比例，依據膜類型的不同、細胞類型的不同、生物類型的不同以及細胞不同的發(fā)育時期而發(fā)生變化，如肝細胞膜中蛋白質與脂質的比例明顯高于紅細胞。
膜脂是細胞膜的基本成分，約占膜成分的50%，它又包括三大類脂質分子，即磷脂、糖脂和膽固醇。磷脂含有極性的磷酸基團，以及非極性的烴鏈，即包括極性的頭部和非極性的尾部，屬雙型性分子。糖脂也是雙型性分子，它的結構與鞘磷脂很相似，僅由一個或多個糖基代替了磷脂酰膽堿。膽固醇分子包括三部分：作為極性頭部的羥基、類固醇環(huán)和一個非極性的碳氫尾部。
膜蛋白是構成細胞膜
4、的重要組分，膜的大部分功能主要由膜蛋白完成。膜蛋白約占膜成分的40%。根據膜蛋白與膜脂的結合方式，膜蛋白可分為內在蛋白（或稱跨膜蛋白）和外周蛋白。
膜中的糖類約占膜成分的2%～10%，它們通常與膜脂結合形成糖脂，或與蛋白結合形成糖蛋白。其中的糖類分子有單糖，也有多糖。
對于組成細胞膜的基本成分，最初是通過用脂質溶劑和蛋白酶處理細胞膜來確定的。用脂質溶劑處理細胞，發(fā)現細胞膜被溶解，脂質分子進入到溶劑中，說明膜中含有脂質分子；用蛋白酶處理細胞也能破壞膜結構，說明細胞膜的化學組成中除了脂質還有蛋白質。對于一些具體的組成成分，可采用相應酶的處理來確定。例如，用卵磷脂酶處理細胞，可破壞細胞膜，證明膜
5、中有卵磷脂的存在。對于膜中某種蛋白質功能的分析，有很多方法，其中一種是將這種蛋白質分離純化出來，將它摻入到磷脂小泡中，形成只含一種蛋白質的磷脂小泡，然后檢測蛋白質的功能。
3.細胞膜的主要功能
細胞膜對于細胞整個結構的完整性以及細胞的正常生命活動都是至關重要的。其功能概括起來有以下幾個方面：
（1）細胞的界膜是細胞膜最重要的功能。無論是真核細胞還是原核細胞，都必定有一個由一定膜結構形成的界膜，不然的話就不會有細胞存在。細胞膜的出現使生命起源到了細胞的形式，也保證了細胞生命活動的正常進行。細胞膜的出現使各種生物大分子集中到一個相對穩(wěn)定的微環(huán)境中，這樣有利于細胞的物質和能量代謝，也有利于細胞
6、的生長發(fā)育。
（2）物質的跨膜運輸膜的存在使細胞成為一個相對獨立的系統，但細胞不是一個封閉的系統，細胞的生存、生長和發(fā)育依賴于細胞內外的物質交流。膜對于物質的運輸具有選擇性，只有在需要時，物質才會被轉運。物質既可以從濃度高的一側轉運到濃度低的一側，也可以從濃度低的一側轉運到濃度高的一側。前者屬于被動運輸，不需要細胞提供代謝能量；后者屬于主動運輸，需要細胞提供代謝能量。對于大分子的運輸，細胞采用的是內吞與外排的方式，通過將物質包裹在囊泡中進行轉運。
（3）信號轉導膜上的某些蛋白屬于信號受體蛋白，這些蛋白與胞外信號分子相結合被激活，然后將信號轉入細胞內，再通過胞內信號轉導分子沿信號通路傳遞，最
7、終產生特定的生物學效應。例如，某些信號分子激活細胞膜上的受體后，可促進細胞增殖。
（4）胞間連接于多細胞通訊生物體內。細胞通過細胞膜進行細胞間的多種相互作用。動物細胞間有多種連接方式，概括起來為：緊密連接；錨定連接和間隙連接；植物細胞間主要是通過細胞壁連接在一起。有些細胞連接方式主要是為細胞間的通訊提供結構基礎，如動物細胞的間隙連接，在相鄰細胞間形成孔道結構；植物細胞間的胞間連絲，也成為細胞間物質轉運和信息交流的通道。
（5）胞間的識別是指細胞對同種或異種細胞、同源或異源細胞以及對自己或異己分子的認識和鑒別。通過細胞表面受體與胞外信號分子的選擇性相互作用，導致一系列的生理生化反應，從而實現
8、信號傳遞。細胞識別是細胞發(fā)育和分化過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，細胞通過識別和黏著形成不同類型的組織。
4.細胞壁的結構和功能
細胞壁是在植物細胞外層形成的一種較堅硬的結構，它包圍著內部的原生質體。植物體的分生組織區(qū)如莖尖和根尖，其組成的細胞具有較強的增殖能力，所產生的新細胞一般比較小，其外層具有一圈細胞壁，稱為初生細胞壁。初生細胞壁比較薄，具有一定的彈性，以適應細胞的生長。高等植物的初生細胞壁在不同植物、不同器官、組織和不同發(fā)育時期，成分和結構都有很大差異，但基本組成和結構是相似的，即以纖維素微纖絲為骨架，以半纖維素和果膠以及糖蛋白為基質，通過共價鍵和非共價鍵的結合，交叉形成一種高度復雜的、
9、抗張力強的網狀結構。細胞壁中存在多種酶，如過氧化物酶、磷酸酯酶、蘋果酸脫氫酶等，在衰老和果實成熟時，還產生自溶酶，如纖維素酶、果膠酶等。
隨著細胞的分化，植物體產生各類具有特殊功能的細胞、組織和器官，為適應其特殊生理功能的需要，其細胞壁也發(fā)生各種不同的次生修飾，如木質部中的導管和管胞，以及纖維和木纖維細胞的細胞壁都發(fā)生次生加厚。
植物細胞壁的形成，首先對細胞具有保護作用，還由于細胞壁具有較堅韌的支撐性，因此它對植物體起著骨架作用。細胞壁雖是細胞外層的一種堅韌的結構，但它并未將相鄰細胞完全隔離，細胞間存在著一種穿過細胞壁的特殊結構，即胞間連絲，它使細胞間能進行物質和信息的交流。同時細胞壁還具有運輸功能。特化的細胞一般都產生具有某種相應功能的細胞壁。
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