关于细胞的结构与功能的问答题

Question

要有答案

Answer 1

一、细胞膜

活细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而物质交换必须通过细胞的“门户”——细胞膜来完成。离子和小分子物质是通过自由扩散和主动运输等方式进入细胞的，而大分子和颗粒性物质主要是通过内吞作用进入细胞的。

（一）化学成分

细胞膜由多种化学成分组成，其中主要是蛋白质分子、脂类分子。

不同的细胞中，磷脂和蛋白质的含量不同。一般他说，蛋白质越多，细胞膜的生理功能越复杂、多样；相反，蛋白质越少，细胞膜的功能越简单。例如，神经髓鞘的功能比较简单，主要起绝缘作用，它的蛋白质含量只有19％，磷脂的含量却为79％。

（二）结构

磷脂双分子层：构成细胞膜的基本骨架。支持着许多蛋白质分子。在人体正常生理温度下，每个磷脂分子的两条脂肪酸碳氢链旋转速度达1016次／秒，而与周围磷脂分子换位速度达106次／秒，以致使平面侧向移动速度达1mm／秒。

蛋白质分子：镶嵌、贯穿、覆盖。可以分成两类：一类蛋白质分子镶在膜的表层，也就是排布在磷脂双分子层的外侧；另一类蛋白质分子，有的嵌插在磷脂双分子层中，有的贯穿在整个磷脂双分子层中。

在细胞膜的外表还有一层由膜上的蛋白质与多糖结合而成的糖蛋白，叫糖被。

结构特点：细胞膜中的蛋白质是可以运动的，磷脂分子也是可以运动的。

（三）功能

1．保护作用

2．物质交换的三种方式：自由扩散；协助扩散；主动运输

自由扩散：特点是①物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧；②既不需载体，也不消耗能量。符合这种方式运输的物质仅限于O2、CO2、水分子等小分子自由通过。

协助扩散：是物质由高浓度一边扩散到低浓度一边，虽不消耗能量，但要载体的协助（载体就是细胞膜结构中的某些蛋白质分子）。

主动运输：主动地选择吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢作用的废物和对细胞有害的物质。特点：①营养物质是从浓度低的一侧运输到浓度高的一侧；②不仅需要载体的协助，而且也需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。

二、细胞壁

除动物细胞和病毒外，绝大多数原核生物、真核原生生物有细胞壁、真菌界、植物界都有细胞壁。细胞壁主要由两类物质组成：一类是由微纤维组成的网状结构物，它使细胞壁具有一定的形状和硬度；另一类是填充在网状结构里面的基质成分，它对整个细胞壁起着粘联，加固的作用。微纤维的组成主要有纤维素、几丁质、葡聚糖、肽聚糖；基质的组成主要有半纤维素、果胶、木素、异多糖、脂质、蛋白质、葡聚糖、脂多糖等。

三、细胞质

细胞质主要包括和细胞器两大部分，虽然细胞质基质和各种细胞器的功能不同，但都与细胞的新陈代谢活动密切相关，是细胞进行新陈代谢的场所，而细胞质基质又是主要场所，这与基质中原料丰富和酶的种类多有关

（一）细胞质基质

成分：多种物质和酶。细胞质基质是除去细胞器以外的胶状物质，呈液态，含有水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸和酶等多种物质。基质为液态，没有固定形状。

功能：是细胞进行新陈代谢的主要场所。

（二）细胞器

细胞器有特定的形态结构。细胞器是由原生质所分化的有一定形态、结构和功能的小器官。细胞器的种类主要有以下几种。

1．线粒体

线粒体由内外两层膜构成。外膜将线粒体与细胞质基质隔开形成界面，内膜向内突起形成峙。在线粒体内有与呼吸作用有关的酶，所以线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所，有人把它毗喻为细胞的“动力工厂”。

①线粒体壁的膜结构，功能？能选择吸收物质，对线粒体功能有利。

②内膜向内突起成嵴，增大内膜的面积、增加酶的分布。

③线粒体内酶的功能？与有氧呼吸有关。线粒体的功能？有氧呼吸的场所。

2．叶绿体

叶绿体中的色素分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素又分为两类：叶绿素a，呈蓝绿色；叶绿素b，呈黄绿色。类胡萝卜素也分为两类：胡萝卜素，呈橙黄色；叶黄素，呈黄色。

由于叶绿素含量约占总量的四分之三，而类胡萝卜素仅占四分之一，所以通常植物的叶子总是翠绿醉人的。这是由于叶绿素掩盖了类胡萝卜素颜色的缘故。

但是，叶绿素很容易被破坏。秋天叶绿素会因为“忍受”不了气温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时“重见天日”。（教师在这里可简要介绍黄栌、枫树“霜叶红于二月花”的原因，指出是由于叶绿素分解时，叶中的糖分大量转变成红色的花青素造成的。）

叶绿体存在于绿色植物的绿色部分（主要存在于叶肉细胞），由双层膜构成，叶绿体的膜将叶绿体与细胞质基质隔开。叶绿体内有数十个圆柱形的基粒，每个基粒又是由许多个囊状结构垛叠而成的。在囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递和转化光能。在叶绿体的基粒和基质中，含有许多进行光合作用所必需的酶。所以叶绿体的功能是：进行光合作用。因此，有人把叶绿体比喻为“养料制造工厂”。

①叶绿体的膜与叶绿体的功能有何关系？双层膜能选择吸收物质，使光合作用能正常进行。

②它是如何增加色素和酶的分布的？叶绿体的内部有数十个圆柱形的基粒，每个基粒又是由许多个囊状结构堆叠而成，从而增大叶绿体内部的表面积，增加色素和酶的分布。

③叶绿体的功能是由什么决定的？由叶绿体内的色素和酶的种类决定。

叶绿体和线粒体的基质中，除了有多种物质和酶外，都还有少量DNA，DNA与遗传有关。

线粒体在动植物细胞中均有，叶绿体只存在于植物细胞中，而动物细胞则没有叶绿体。心肌细胞和表皮细胞谁的线粒体多，因为心肌细胞的代谢活动比表皮细胞旺盛。

光合作用

催化光合作用反应的酶存在于叶绿体基粒的囊状结构的薄膜上和叶绿体的基质中。叶绿体中色素存在于基粒的囊状结构上。它的功能是可以吸收、传递和转化光能。

这个反应式只是概括了光合作用的原料：CO2、H2O；产物：氧气和碳水化合物；动力：光能；厂房：叶绿体。那么，在每一个微小的叶绿体内，CO2和H2O究竟是怎样转化为氧气和碳水化合物的呢？首先我们看到的是光合作用的宏观过程：植物吸收水和二氧化碳，利用光能，在每一叶片的叶绿体内转化为糖类和氧。我们可以把这一复杂过程分为两部分：囊状结构的部分，它利用了H２O、ATP、Pi。产生了［H〕、O２、ATP。氢和氧一定来自水，ATP来自ADP与pi。因此，在色素吸收的光能作用下，水分解成了［H］和O２， ADP与pi合成了ATP。

由此可见，在叶绿体囊状结构上进行的反应是需要光和色素的反应。这个反应是叶绿体中的色素吸收了光能，并在相关酶的作用下完成的。

具体的反应过程可以归纳为两个方面：

从物质变化看：首先是二氧化碳的固定，即二氧化碳与五碳化合物结合，形成三碳化合物；其中一些三碳化合物接受ATP释放的能量，被氢还原，再经过一系列复杂的变化，形成糖类，另一些三碳化合物经过复杂的变化，又形成五碳化合物，五碳化合物又进入化学反应的循环圈而重新被利用。

从能量变化看： ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。

这就是光合作用的全过程。从光合作用的全过程来看，可以分成两个阶段。一个是有光能才能进行的化学化应，叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内基粒的囊状结构上进行的。另一个是没有光能也可以进行的化学化应，叫做暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应与暗反应有条不紊地进行，就像在叶绿体这个大厂房1中运行着一条生产流水线，这条流水线生产的产品主要是糖类和氧。一部分氨基酸和脂肪也是光合作用的直接产物。所以，确切地说光合作用的产物应该是有机物和氧。

光反应是暗反应的基础，它为暗反应提供了［H］和ATP。暗反应又会影响光反应的正常进行。

3．内质网

结构：由膜结构围成的腔形成的互相沟通的网状物，在细胞质中分布广，有的内质网外连细胞膜，内接细胞核膜。内质网有粗面和滑面之分，粗面内质网上有颗粒状的核糖体，滑面内质网表面光滑。内质网上还有酶分布。

功能：与蛋白质、脂类和糖类合成有关，也是蛋白质运输的通道。因此，有人把内质网比喻为有机物合成的“车间”。

4．核糖体

形态与分布：呈颗粒状，分布于粗面内质网上和细胞质基质中。

功能：蛋白质合成场所。有人把核糖体比喻为蛋白质的“装配机器”。

5．高尔基体

结构：，由排列比较整齐的扁平囊和小泡组成。高尔基体普遍存在于动植物细胞中。

功能：与细胞的分泌物形成有关，它可以加工和转运蛋白质，有人把高尔基体比喻为蛋白质的“加工厂”。植物细胞的高尔基体与细胞壁的形成有关。

滑面内质网和高尔基体形态的区别：虽然都是膜结构，但高尔基体周围有高尔基小泡存在，内质网则无。

6．中心体

组成：存在于动物细胞和低等植物细胞中，每个中心体由两个互相垂直的中心粒组成。

功能：与细胞的有丝分裂有关。

7．液泡
结构：泡状结构，含多种成分。存在于植物细胞中，成熟的植物细胞液泡很大。液泡内含有有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素和蛋白质等成分，例如，未成熟的果实酸涩，就是由于液泡中的有机酸和生物碱较多所致，而成熟果实较甜是由于它们转变成糠类的结果。

功能：贮存物质。由于液泡具有一定的浓度，所以还可以调节渗透压。

8．溶酶体

溶酶体也是单层膜的囊状结构，含有多种水解酶，能消化分解很多种物质。

讲述：由此可见：细胞质中的基质和各种细胞器不是孤立的，而是相互依赖、密切联系的。并且细胞质的功能受细胞膜的影响，还受细胞核的控制。

植物细胞有细胞壁、叶绿体、液泡，动物细胞则无上述结构，但有中心体。

四、细胞核

科学家根据细胞的结构特点将细胞分成真核细胞和原核细胞。

（一） 真核细胞细胞核的结构

高等动物和植物的细胞核直径一般在5－20 um左右。

1．核膜

核膜和细胞膜一样，也是由蛋白质分子和磷脂分子组成的，膜的中间是磷脂分子的双分子层，蛋白质分子附着、嵌插或整个贯穿在磷脂双分子层中。

细胞膜是一种选择透过性膜、核膜也是一种选择透过性膜。那么像蛋白质、核酸这样的大分子物质是怎样通过核膜的呢？原来在核膜上还有许多小孔。

2．核仁

在细胞核里可以看到一个或几个球形小体，这些球形小体的折光性较强，所以很容易区分。在细胞有丝分裂的过程中，球形小体会周期性地消失和出现。这些球形小体就叫做核仁。

3．染色质

（l）染色质：细胞核内能被碱性染料染上深色的物质。

（2）组成成分：是蛋白质和DNA分子。

（3）是细胞分裂间期遗传物质存在的形式。

（4）染色体：在细胞分裂期由染色质高度螺旋化后形成的具有一定结构的物质，是细胞分裂期遗传物质存在的特定形式。

（二）细胞核的主要功能

1．遗传物质储存和复制的场所。

2．细胞遗传性和细胞代谢活动的控制中心。

[解题过程]
（三）原核细胞的基本结构

1．原核细胞的最主要特点：细胞内没有由核膜包围的典型细胞核。

2．原核细胞的结构：

（l）细胞壁和细胞膜：细胞壁的主要成分是肽聚糖。

（2）细胞质：有核糖体，无其他的细胞器。

（3）核区：由DNA分子组成。

由这种细胞构成的生物主要有细菌、蓝藻、放线菌和支原体等。

原核细胞的结构比较简单。在细胞外有细胞壁和细胞膜。原核细胞的细胞壁和真核细胞的细胞壁成分不同。真核细胞的细胞壁的成分主要是纤维素，而原核细胞的细胞壁的成分主要是肽聚糖。

原核细胞的细胞质中只有核糖体一种细胞器，没有其它的细胞器。细胞质中有进行各种生命活动所需的酶。例如，蓝藻细胞中没有叶绿体，有进行光合作用所需的酶和色素。

在原核细胞内有一个由DNA组成的核区。核区没有核膜包裹，只有一条裸露的DNA。核区中的DNA一般不含蛋白质，所以原核细胞不存在染色体。