【正文】 類物質(zhì)。高爾基體對脂質(zhì)的運(yùn)輸也起一定的作用。形成面的膜較薄，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相似，成熟面的膜較厚，與質(zhì)膜相似。它的形狀猶如一個(gè)圓 盤，盤底向著核膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一側(cè)凸出，而凹面向著質(zhì)膜一側(cè)。膜上無核糖體，因此它不能合成蛋白質(zhì)。其標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。⑤高爾基復(fù)合體，1898年最初在神經(jīng)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)這種細(xì)胞器，以發(fā)明者的名字命名，稱高爾基體形中高爾基器。核糖體往往并不是單個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行功能，而是由多個(gè)核糖體串連在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鍵的合成。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。由于沉降系數(shù)不同，核糖體又分為70S型和80S型。附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的核糖體與游離核糖體所合成的蛋白質(zhì)種類不同，但核糖體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成 是完全相同的。在原核細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)也常有核糖體著附。核糖體的RNA稱為rRNA，約占60%，蛋白質(zhì)約占40%，蛋白質(zhì)分子主要分布在核糖體的表面，而rRNA則位于內(nèi)部，二者靠非共價(jià)鍵結(jié)合在一起。④核糖體核糖體是在各類細(xì)胞中普遍存在的顆粒狀結(jié)構(gòu)，是一種非常重要的細(xì)胞器。主要存在于類固醇合成旺盛的細(xì)胞中。現(xiàn)在有大量實(shí)驗(yàn)證明，各種分泌蛋白 質(zhì)（如血漿蛋白、血漿清蛋白、免疫球蛋白、胰島素等）都主要是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合核糖體上合成的。③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞質(zhì)中由膜圍成的管狀或扁乎囊狀的結(jié)構(gòu)，互相連通成網(wǎng)，構(gòu)成細(xì)胞質(zhì)中的扁平囊狀系統(tǒng)。關(guān)于葉綠體的起源和線粒體一樣也有兩種互相對立的假說，即內(nèi)共生說和分化說。同時(shí)還有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。葉綠體中的DNA含量比線粒體顯著多。光合細(xì)菌的光合作用是在含有光合色素的細(xì)胞內(nèi)膜進(jìn)行的。蘭藻和光合細(xì)菌等原核生物沒有葉綠體。在葉綠體的基質(zhì)中有顆粒較大的油滴 和顆粒較小的核糖體。這樣的片層稱為基 質(zhì)片層，這樣的類囊體稱基質(zhì)類囊體。組成基粒的片層稱為基粒片層。類囊體內(nèi)也是水溶液?；?質(zhì)：葉綠體內(nèi)充滿流動狀態(tài)的基質(zhì)，基質(zhì)中有許多片層結(jié)構(gòu)。葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖外被：由兩層單位膜構(gòu)成，外膜通透性大，內(nèi)膜物質(zhì)有較強(qiáng)選擇通透性。葉綠體主要由脂類和蛋白質(zhì)分子組成，此外在葉綠體基質(zhì)中還有少量DNA和RNA。質(zhì)體是植物細(xì)胞所特有的。另一種假說，即分化假說則認(rèn)為線粒體在進(jìn)化過 程中的發(fā)生是由于質(zhì)膜的內(nèi)陷，再經(jīng)過分化后形成的。內(nèi)共生假說認(rèn)為線粒體是來源于細(xì) 菌，是被原始的前真核生物吞噬的細(xì)菌。在 細(xì)胞進(jìn)化過程中，最早的線粒體是如何形成的？這就是線粒體的起源問題。線粒體DNA也是按半保留方式進(jìn)行復(fù)制的，其復(fù)制時(shí)間與核DNA不同，而與線粒體的分裂增殖有關(guān)。線粒體中的DNA分子通常與線粒體內(nèi)膜結(jié)合存在，呈環(huán)狀，和細(xì)菌DNA相似。利用這一質(zhì)子梯度，在ATP酶復(fù)合體參與下，驅(qū)動ADP磷酸化，合成ATP。關(guān)于ATP形成，即氧化磷酸化作用的機(jī)制，目前，最為公認(rèn)的是化學(xué)滲透假說。在氧化分解過程中，產(chǎn)生NADH和FADH2兩種高還原性的電子載體。在線粒體內(nèi)膜中，各組分按嚴(yán)格的排列順序和方向（氧還電位由低到高），參與電子傳遞。在線粒體內(nèi)膜上存在的電子傳遞鍵，能將代謝脫下的電子最終傳給氧并生成水，同時(shí)釋放能量，這種電子傳送鏈又稱呼吸鍵。 的小孔，便于小分子的通過。外膜上可能有20197。研究表明，內(nèi)外膜的通透性差別很大?；|(zhì) 為內(nèi)外膜之間圍成的勝除。基粒包括三個(gè)部分：頭部（F1因子，為水溶性蛋白質(zhì)，具有ATP酶活性）、腹部（F0因子，由疏水性蛋白質(zhì)組成）、柄部（位于F1與F0之間）。部分內(nèi)膜向線粒體腔內(nèi)突出形成嵴。 也是一個(gè)單位膜，膜蛋白質(zhì)含量高，占整個(gè)膜的80%左右。物質(zhì)通透性較高?？煞譃橐韵滤膫€(gè)部分：外膜在大多數(shù)情況下，線粒體呈圓形、近似圓形、棒狀或線狀。此外還有少量的DNA、RNA、輔酶等。 線粒體是一種普遍存在于真核細(xì)胞中的細(xì)胞器，各種生命活動所需的能量大部分都是靠線粒體中合成的ATP提供的，因此有細(xì)胞的“動力工廠”之稱。細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)主要有兩個(gè)方面的功能：一是含有大量的酶，生物代謝的中間代謝過程大多是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，如糖酵解途徑、磷酸戊糖途徑、脂肪酸合成等；二是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)作為細(xì)胞器的微環(huán)境，為維護(hù)細(xì)胞器正常結(jié)構(gòu)和生理活動提供所需的環(huán)境，也為細(xì)胞器的功能活動提供底物。（1）細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)亦稱透明質(zhì)，是細(xì)胞質(zhì)中除去所有細(xì)胞器和各種顆粒以外的部分，呈均質(zhì)半透明的膠體狀物質(zhì)。2．細(xì)胞質(zhì)真核細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)核膜以外的結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞質(zhì)。此外對細(xì)胞間的物質(zhì)交換起重要作用。胞間連絲是植物細(xì)胞物質(zhì)與信息交流的通道，對于調(diào)節(jié)植物體的生長與發(fā)育具有重要作用。橋粒能被胰蛋白酶、膠原酶及透明質(zhì)酸酶所破壞，故其化學(xué)成分中可能含有很多蛋白質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)橋粒的堅(jiān)韌性有關(guān)。的 間隙，其中有一層電子密度稍高的接觸層，將間隙等分為二。橋粒：格相鄰細(xì)胞間的紐扣樣連接方式。粘合帶一般位于緊密連接的下方，又稱中間連接，具有機(jī)械支持作用。粘合帶：是相鄰細(xì)胞膜之間有較大間隙的一種連接方式，連接處相鄰細(xì)胞膜間存在著15nm～20nm的間隙。化學(xué)信息的傳遞提供了直接通道。間隙連接的區(qū)域比連接大得多，以斷面看長得多。左右，它們互相以90197。在間隙與兩層質(zhì)腹中含有許多顆粒。～40197。緊密連接：亦稱結(jié)合小帶，這是指兩個(gè)相鄰細(xì)胞的質(zhì)股緊靠在一起，中間沒有空隙，而且兩個(gè)質(zhì)膜的外側(cè)電子密度高的部分互相融合，成一單層，這類連接多見于胃腸道上皮細(xì)胞之間的連接部位。動物細(xì)胞間的連接方式有緊密連接、橋粒、粘合帶以及間隙連接等（見下圖）?？乖c抗體的識別，主要取決于細(xì)胞膜上表面的某些受體。如哺乳動物和人類的細(xì)胞識別：當(dāng)外來物質(zhì)（例如大分子、細(xì) 菌或病毒，在免疫學(xué)上稱它們?yōu)榭乖┻M(jìn)入動物和人體，免疫系統(tǒng)以兩種方式發(fā)生反應(yīng)，一是制造抗體，一是產(chǎn)生敏感細(xì)胞。細(xì)胞識別 的功能是和細(xì)胞膜分不開的。比如，草 履蟲有性生殖過程中的細(xì)胞接合，開花植物的雌蕊能否接受花粉進(jìn)行受精，都要靠細(xì)胞識別的能力。（4）細(xì)胞膜與細(xì)胞的識別細(xì) 胞識別是指生物細(xì)胞對同種和異種細(xì)胞的認(rèn)識，對自己和異己物質(zhì)的認(rèn)識。內(nèi)吞作用和外排作用與其他主動運(yùn)輸一樣也需要能量供應(yīng)。這種運(yùn)送方式稱為外排作用。哺乳動物的多形核白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞利用吞噬作用來消滅侵入的病菌。變形蟲利用吞噬作用來獲取 食物。這個(gè)過程稱做內(nèi)吞作用。它們先與膜上某種蛋白質(zhì)進(jìn)行特異性結(jié)合，然后這部分質(zhì)膜內(nèi)陷形成小囊，將該物質(zhì)包在里面。比如動物細(xì)胞對氨基酸和葡萄糖的主動運(yùn)輸，就是伴隨Na＋的協(xié)同運(yùn)輸。在此過程中物質(zhì)運(yùn)動并不直接需要ATP，而是借助其他物質(zhì)的濃度梯度為動力進(jìn)行的。整個(gè)過程可以反復(fù)進(jìn)行。在有ATP提供情況下，載體蛋白內(nèi)外旋轉(zhuǎn)，使K＋轉(zhuǎn)入內(nèi)側(cè)，而Na＋轉(zhuǎn)入外側(cè)。關(guān)于泵的作用機(jī)制，有各種解釋。凡是具有離子泵的組織細(xì)胞，其質(zhì)膜中都有ATP酶系。為了細(xì)胞逆濃度梯度排出Na＋，吸收K＋的機(jī)制，發(fā)展了一種離子泵的概念，即靠這種泵的作用在排出Na＋的同時(shí)抽進(jìn)K＋。主動運(yùn)輸過程中，需要細(xì)胞提供能量。主動運(yùn)輸葡萄糖過紅細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的過程也是以這種促進(jìn)擴(kuò)散的方式進(jìn)行的。纈氨霉素和K＋有特異的親和力，在它的幫助下K＋可以透過膜由高濃度處向低濃度處擴(kuò)散。有實(shí)驗(yàn)說明，K＋不能通過磷脂雙分子層的人工膜，但如在人工膜中加入少量纈氨霉素時(shí)，K＋便可通過。促進(jìn)擴(kuò)散水幾乎是不溶于脂的，但它經(jīng)常能夠迅速通過細(xì)胞膜。由于膜主要由類脂和蛋白質(zhì)組成，雙層類脂分子構(gòu)成質(zhì)膜的基本骨架，所以物質(zhì)通過膜的擴(kuò)散和它的脂溶性程度有直接關(guān)系。既不需要細(xì)胞提供能量也不需要膜蛋白協(xié)助。通過細(xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)奈宸N形式（1）簡單擴(kuò)散；（2）促進(jìn)擴(kuò)散；（3）伴隨運(yùn)送；（4）主動運(yùn)輸；（5）內(nèi)吞外排作用自由擴(kuò)散（3）物質(zhì)通過質(zhì)膜進(jìn)出細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞必須通過質(zhì)膜，質(zhì)膜對物質(zhì)的通透有高度選擇性。膜中蛋白質(zhì)與脂類的相互作用、內(nèi)在蛋白與外在蛋白相互作用、膜蛋白復(fù)合體的形成、膜蛋白與細(xì)胞骨架的作用等都影響和限制蛋白質(zhì)的流動。這一過程基本上不需能量，因?yàn)樗灰蛉狈TP而受抑制。但在37℃下保溫40分鐘后，兩種顏色的熒光點(diǎn)就呈均勻分布。他們用不同的熒光染料標(biāo)記的抗體分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的膜抗原相結(jié)合，它們能分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)也是能夠運(yùn)動的。一般認(rèn)為膜脂所含脂肪酸的碳鏈愈長或不飽和度愈高，流 動性愈大。流動鑲嵌模型認(rèn)為質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜 止的，而是可以流動的。多 糖只分布于膜和外側(cè)，表現(xiàn)出不對稱性。暴露在水介質(zhì)中的部分由親水性氨基酸組成，而嵌在脂質(zhì)在的蛋白質(zhì)部分主要是由疏水性氨基酸組成的。各種生物膜在功能上的差別可以用鑲嵌在類脂層中的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量的不同得到解釋。如有的蛋白質(zhì)分子鑲在類脂雙分子層表面，有的則部分或全部嵌入其內(nèi)部，有的則橫跨膜層。認(rèn)為脂類的雙分子層或者膜的蛋白 質(zhì)都是可以流動或運(yùn)動的。（2）質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)模型關(guān) 于質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)，有許多不同的模型，其中受到廣泛支持的是“流動鑲嵌模型”。質(zhì)膜中的多糖主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。另一類嵌入雙脂質(zhì)內(nèi)部，有的甚至還穿透膜的內(nèi)外表 面，稱為內(nèi)在性蛋白。從分布位置看，質(zhì)膜的蛋白質(zhì)可分為兩大類。構(gòu)成質(zhì)膜的蛋白質(zhì)（包括酶）的種類很多，這和不同種類細(xì)胞的質(zhì)膜功能有關(guān)，少者幾種，多者可能有數(shù)十種。例如，神經(jīng)髓鞘主要起絕緣作用，蛋白質(zhì)的只有三種。一般地說，功能多而復(fù)雜的生物膜蛋白質(zhì)比例大。這種一頭親水，一頭疏水的分子稱為兼性分子。磷脂主要由脂肪酸、磷酸和甘油組成。不同細(xì)胞的細(xì)胞膜中各成分的含量出膜的功能而有所不同。生物膜對細(xì)胞的一系列催化過程的有序反應(yīng)和整個(gè)細(xì)胞的區(qū)域化提供了一個(gè)必需的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。例如，線粒體、葉綠體、高爾基體、溶酶體、細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等都是由膜圍成的，有的并由膜構(gòu)成內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。此外，在真核細(xì)胞內(nèi)還有豐富的膜系統(tǒng)。亞顯微結(jié)構(gòu)水平能將分辨率提高到甚至幾個(gè)埃，放大倍數(shù)可達(dá)到幾十萬倍，能使人們對于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的研究取得更多進(jìn)展。光鏡可以把物體放大幾百倍到一千多倍，是肉眼分辨率的1000倍。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的主要區(qū)別比較如下：原核細(xì)胞與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在兩個(gè)相鄰細(xì)胞間 的壁上，有原生質(zhì)絲相連，稱胞間連絲，使細(xì)胞間互相溝通。此外，在細(xì)胞核的附近有中心粒，在細(xì)胞有絲分裂時(shí)，發(fā)出星狀細(xì)絲，稱為星體。在真核細(xì)胞中，動物細(xì)胞和植物細(xì)胞也有重要區(qū)別。藍(lán)藻細(xì)胞模式圖1．DNA類囊體具有光合作用功能。中間體是質(zhì) 膜內(nèi)陷形成的復(fù)雜的褶疊構(gòu)造，其中有小泡和細(xì)管樣結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和質(zhì)體等，但有核糖體和中間體。類核外面沒有核膜，只由一條DNA構(gòu)成。原核細(xì)胞壁的化學(xué)組成與真核細(xì)胞不同，是由一種叫胞壁質(zhì)的蛋白多糖所組成，少數(shù)原核細(xì)胞的壁還含有其他多糖和類脂，有的原核細(xì)胞壁外還有膠質(zhì)層。1．原核細(xì)胞原核細(xì)胞外部由質(zhì)膜包圍，質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成和其核細(xì)胞相似。原核細(xì)胞代表原始形式的細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單，只有一些低等的生物，如細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、枝原體等是由原核細(xì)胞構(gòu)成的。鯨是最大的動物，但是它的細(xì)胞并不大，生物體積的加大，主要是細(xì)胞數(shù)目的增多造成的。細(xì)胞的大小與生物體的大小沒有相關(guān)性。細(xì)菌的直徑一般只有1μm～2μm。細(xì)胞的直徑多在10μm～100μm之間。在顯微技術(shù)和電鏡技術(shù)中常用的單位有：微米（μm或μ）、納米（又叫毫微米nm）和埃三種。例如肌肉細(xì)胞適于伸縮，神經(jīng)細(xì)胞適于接受刺激、產(chǎn)生興奮、傳導(dǎo)興奮。許多細(xì)胞構(gòu)成組織，這樣的細(xì)胞稱組織細(xì)胞。但實(shí)際上由于細(xì)胞表面張力或原生質(zhì)粘度的不均一性等原因，很多單獨(dú)存在的游 離細(xì)胞并不呈球狀。（二）細(xì)胞的形態(tài)與大小1．細(xì)胞的形狀一 個(gè)細(xì)胞與其他細(xì)胞分離而單獨(dú)存在時(shí)，稱游離細(xì)胞。分子生物學(xué)取得的卓越成就對細(xì)胞學(xué)的發(fā)展是一個(gè)巨大的推動。3．細(xì)胞學(xué)的發(fā)展進(jìn)入本世紀(jì)以來，染色方法的改進(jìn)，高速離心機(jī)的應(yīng)用，特別是電鏡的問世和放射性同位素的應(yīng)用等，已使細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展進(jìn)入了較高的層次。這是對生物進(jìn)化論的一個(gè)巨大的支持。細(xì) 胞學(xué)說的主要內(nèi)容是：細(xì)胞是動、植物有機(jī)體的基本結(jié)構(gòu)單位，也是生命活動的基本單位。直到19世紀(jì)30年代已有人注意到植物和動物在結(jié)構(gòu)上存在某種一致性，它們都是由細(xì)胞所組成的。2．細(xì)胞學(xué)說的建立自虎克發(fā)現(xiàn)細(xì)胞之后約170年，到1839年創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說。盡管如此，虎克的工作還是使生物學(xué)的研究進(jìn)入了微觀領(lǐng)域。他把這樣的“小室”稱為細(xì)胞。（一）細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展1．細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年 英國物理學(xué)家羅伯特因此，有必要根據(jù)綱要的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和深化。 細(xì)胞生物學(xué)一、競賽中涉及的問題細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)的重要組成部分，這部分知識在國際IBO競賽綱要中占據(jù)了比較大的比例。 22．A 20．A 18．A 16．A 14．A 12．D 10．C 8．D 6．釋放、儲存、酶 4．B 2．A 一分子半乳糖和一分子葡萄糖D 一分子葡萄糖和一分子果糖B 脂肪23．人和動物乳汁中特有的二糖水解后的產(chǎn)物是 葡萄糖 維生素 蛋白質(zhì) 結(jié)合水／自由水的比值會不變22．下列物質(zhì)中，對維持人體體液平衡，物質(zhì)運(yùn)輸，出血時(shí)血液凝固等生理功能都有重要作用的是 結(jié)合水／自由水的比值會升高C AD B 脂肪的水解20．在下列化合物中，構(gòu)成蛋白質(zhì)的堿性氨基酸是 淀粉的水解葡萄糖的水解 A D C B A D 574 B 570 317．血紅蛋白分子中含有四條多肽鏈，共由574個(gè)氨基酸構(gòu)成，那么該分子中含有的肽鍵數(shù)應(yīng)是 3 2 2D B A D C B A D C B ① 組成生物體的化學(xué)元素基本一致② 各種生物體的核酸都相同③ 構(gòu)成核酸的堿基都相同④ 各種生物體的蛋白質(zhì)都相同⑤ 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都相同A 113．生物界在基本組成上的高度一致性表現(xiàn)在 9 10109 1110 D C B A 通過新陳代謝進(jìn)行自我更新D 具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)B 葉綠素、NAD＋、ATP【習(xí)題精選】10．生物和非生物最根本的區(qū)別在于生物體 CONADPH、ATPC A 蔗糖、OCO2D COATP、NADH＋H＋B 細(xì)胞內(nèi)貯有大量AT