高中生物细胞的基本结构ppt课件完整版

细胞是构成目前所有已知生命（不包括病毒）的基本单位，被称为构成生命的基础，在自然界中，有种生命只需要一个细胞就可以满足生存的需求，称为它单细胞生物，小编今天为大家准备了高中生物细胞的基本结构ppt课件，里面包含很多的知识点，快来下载吧

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细胞的结构组成

细胞是构成目前所有已知生命（不包括病毒）的基本单位，被称为构成生命的基础。

第一个细胞被罗伯特·胡克（Robert Hooke ）在1665年发现。当时，他利用英国皇家学会一位院士的设计图设计了一台显微镜。偶然的机会，

一片软木薄片让人类第一次观察到了植物细胞。因为胡克觉得这东西形状很像单人房间（英语：cell），所以他将植物细胞命名为cellua。虽然早在十七世纪细胞就被发现，但是据考证至少在35亿年前细胞已经是地球上的居民了。

在自然界中，有种生命只需要一个细胞就可以满足生存的需求，称为它单细胞生物，比如草履虫。

放大观察其中一个草履虫，可以明显地看到中间一张一合的伸缩泡，和周围辐射状的收集管，它们掌管草履虫的代谢废物和多余水分的排出。

最外层有一层细细的纤毛用来辅助运动，还有其他一些结构共同构成完整的生命，有意思的是所有这些都只是一个细胞。

当然，最常见的是由多个细胞构成的生命体，称为多细胞生物。包括大部分的动物，植物。以人类自己举个例子，如果将我们的皮肤组织放大，就会看到像下面这样的场景：

大量的细胞在紧紧排列，并且彼此相邻构成组织，然后组织再构成器官，器官构成人体。实际上，每个器官或组织的每个细胞形状都不太一样。我们找一个颜值比较高的细胞来看看。

首先，最外层呈现半透明的质膜结构就是细胞膜，在膜表面会有很多突出，这些是执行不同功能的膜蛋白。在病毒入侵的时候膜蛋白会做为免疫细胞的眼睛来识别非法入侵者，当然它还有很多能力。

中间淡紫色的是细胞核，里面是存储着遗传信息，染色质。这也是细胞执行功能时的指挥中心。

在细胞核外，细胞膜内，中间存在着大量的粘稠液体，这些是细胞质，为细胞器提供生活所需的微环境。

在细胞质中有着大量的细胞器，红色表示的线粒体，白色的内质网，橙色的高尔基体，紫色的核糖体，蓝色的圆球一部分是溶酶体，也有一部分是要分泌到细胞外的分泌蛋白。

接下来，我们逐一看看这些结构的内部构造和功能：

一、细胞膜

1.细胞膜的主要成分：膜脂质 + 膜蛋白

膜脂质

磷脂：

甘油磷脂：磷脂酰胆碱（卵磷脂）+ 磷脂酰肌醇 + 磷脂酰丝氨酸 + 磷脂酰乙醇胺

鞘磷脂：主要用于构成神经细胞的细胞膜

糖脂

胆固醇：提高力学稳定性，降低通透性

膜蛋白

整合蛋白（跨膜蛋白，水不溶性蛋白）：可以用离子去垢剂十二烷基磺酸钠（SDS）处理变形，或用非离子型去垢剂TrintonX-100

外周蛋白（水溶性蛋白）：可用高盐或碱性PH条件分离

脂锚定蛋白（共价键与脂分子结合）：这是一类糖磷脂酰肌醇连接的蛋白，可用磷脂酶C来释放结合蛋白

2.细胞膜是运动的

科学家用三种方法证明细胞膜是运动的

细胞融合：顾名思义，如果细胞膜可以流动，那么两个细胞就会合成一个细胞，而且共用细胞膜

光脱色荧光恢复技术：荧光素标记蛋白或膜脂，用激光照射使荧光猝灭，亮度减弱，随后与周围亮度一样，也用于研究膜流动

成斑和成帽现象：在荧光免疫标记试验中，两种膜蛋白荧光抗体混合后，由于膜蛋白的流动性，一段时间后，两种荧光蛋白抗体均匀分布在质膜上。

时间继续延长，抗体在细胞表面会重新分布，聚集在细胞的一定部位即所谓的成斑现象。经过一段时间后，二价抗体在细胞膜表面相互交联使被标记的膜蛋白集聚在细胞的一端，即成帽现象。

影响质膜流动的因素：

胆固醇：的含量增加会降低膜的流动性

脂肪酸链：所含双键越多越不饱和，链长越短，使膜流动性增加

卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂

其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等

科学家也利用这些特性制作了人工质膜，叫做脂质体。这是一种据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。目前已经用于药物载体，疫苗载体，基因治疗等方面。

3.细胞表面的膜骨架：

这里做个比喻来看细胞膜骨架。

细胞膜相当于墙，带3蛋白和血型糖蛋白是钉子，血影蛋白+肌动蛋白+原肌球蛋白是画，锚蛋白+带4.1蛋白是挂绳。需要注意的是带3蛋白和血型糖蛋白是镶嵌蛋白不属于细胞膜骨架，只起到辅助膜骨架固定的作用。

二、细胞核

总的来说，细胞核包括：核被膜 + 核仁

1.核被膜

核纤层（中间纤维）：位于内核膜的内表面的纤维网络，用于支持核膜，锚定染色质，与核骨架相连。并参与细胞周期解离和重建

双层核膜：

外核膜

核周间隙：与粗面内质网相通

内核膜：核纤层蛋白B受体

核孔复合体：

主要结构

主要用于识别和运输物质的功能，运输方式有两种：

被动运输：<10nm自由通过

主动运输（双向，选择性）：

输入：引导亲核蛋白质进入细胞核的一段信号序列，受体为importin。亲核蛋白是在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。这种蛋白质具有核定位信号（NLS），一般富含水量碱性氨基酸残基，如Lys、Arg，此外还常常含有Pro。

输出：引导RNP输出细胞核，受体为exportin。

RNApolⅠ转录的rRNA分子：以RNP的形式离开细胞核，这个过程需要能量；

RNApolⅡ转录的hnRNA（最初转录生成的RNA称为不均一核RNA）：在核内进行5’端加帽和3’端附加PolyA序列以及剪接等加工过程，然后形成成熟的mRNA出核。注意mRNA有极性，其5’端在前，3’端在后

RNApolⅢ转录的5srRNA与tRNA：蛋白质介导；5S rRNA是核糖体大亚基

2.核仁

核仁结构有三部分

纤维中心：位于核仁中央部位，呈浅染区，由DNA和RNA组成，能被RNA酶消化

致密纤维组分：位于浅染区周围，由致密纤维构成，含有正在转录的RNA分子

颗粒组分：核糖核蛋白颗粒构成，主要涉及核糖体的生物发生，包括rRNA的合成，加工和核糖体亚单位的装配

三、细胞质

1.细胞质基质成分

大约70%的水和20%的蛋白质，还有其他一些物质

2.功能

中间代谢过程：如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等.

细胞质骨架相关的功能：维持细胞形态、运动、胞内物质运输及能量传递等.

蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解：这里的蛋白修饰方式包括磷酸化和去磷酸化，甲基化修饰，糖基化，酰基化，酶+辅基或辅酶共价结合。还有控制蛋白寿命的胆汁泛素化。

蛋白质和脂肪酸合成

帮助错误折叠或变性的蛋白质重新折叠为正确的分子构象：这里执行功能的蛋白是热休克蛋白

四、内质网

内质网有两种存在形式，包括糙面内质网和光面内质网

1.糙面内质网（PER）呈现扁平囊状，附着大量核糖体。

执行两项功能：

合成分泌蛋白、膜整合蛋白，细胞器驻留蛋白、酶蛋白。注意蛋白具有方向性，N端在外，C端在外

蛋白质修饰加工

N连接糖基化

O连接糖基化

羟基化

酰基化

二硫键

2.光面内质网（SER）：呈现分支管状，执行三种功能：

合成脂类，胆固醇，磷脂

肝中解毒功能

糖原代谢

它们两共有的功能包括：

新生肽链的折叠和装配：正确折叠涉及驻留蛋白：具有KDEL（-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-）或者HDEL（-His-Asp-Glu-Leu-COO-）信号

蛋白二硫键异构酶切断二硫键，帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态

Ca2+储存

五、高尔基体

1.结构

基本结构是单层的扁平囊，高尔基体顺面的网络结构CGN（入口区域）；高尔基体中间膜囊（糖基修饰区域）

高尔基体反面的网络结构TGN（出口区域），参与蛋白质的分类与包装

2.功能

参与细胞分泌活动：糙面内质网上合成蛋白质→进入ER腔→COPII运输泡→进入CGN→在中间膜囊中加工→在TGN形成运输泡→运输与质膜融合、排出

蛋白质的糖基化：只有O-连接的糖基化。糖基化的功能包括分选信号，利于分选与包装，单向转移，辅助折叠和增强蛋白稳定，影响水溶性和所带电荷，抵消消化酶作用，作为细胞外被起到保护，识别作用，不像细胞壁那样限制细胞运动和形状。

蛋白酶的水解：将含有多个相同氨基序列的前体水解为活性的多肽，比如神经肽

切除蛋白质N端或C端，使其有活性，包括胰岛素（C端），胰高血糖素，血清蛋白

肽链酪氨酸残基的硫酸化作用

细胞的组成大致是什么？

组成细胞的基本元素是：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四种元素占90%以上。细胞化学物质可分为两大类：无机物和有机物。在无机物中水是最主要的成分，约占细胞物质总含量的75%－80%。

1、细胞壁

分类在细菌、真菌、植物的生物，其组成的细胞都具有细胞壁（Cell Wall），而原生生物则有一部分的生物体具有此构造，但是动物没有。

（1）植物细胞壁主要成分是纤维素，经过有系统的编织形成网状的外壁。可分为中胶层、初生细胞壁、次生细胞壁。中胶层是植物细胞刚分裂完成的子细胞之间，最先形成的间隔，

主要成份是果胶质（一种多糖类），随后在中胶层两侧形成初生细胞壁，初生细胞壁主要由果胶质、木质素和少量的蛋白质构成。次生细胞壁主要由纤维素组成的纤维排列而成，如同一条一条的线以接近直角的方式排列，再以木质素等多糖类黏接。

（2）真菌细胞壁则是由几丁质、纤维素等多糖类组成，其中几丁质是含有碳水化合物和氨，性柔软，有弹性，与钙盐混杂则硬化，形成节肢动物的外骨骼。几丁质不溶于水、酒精、弱酸和弱碱等液体，有保护功能。

（3）细菌细胞壁组成以肽聚糖为主。

2、细胞膜

细胞壁的内侧紧贴着一层极薄的膜，叫做细胞膜（Cell Membrane）。这层由蛋白质分子和磷脂双分子层组成的薄膜，水和氧气等小分子物质能够自由通过，而某些离子和大分子物质则不能自由通过。

因此，它除了起着保护细胞内部的作用以外，还具有控制物质进出细胞的作用：既不让有用物质任意地渗出细胞，也不让有害物质轻易地进入细胞。此外，它能进行细胞间的信息交流。

细胞膜在光学显微镜下不易分辨。用电子显微镜观察，可以知道细胞膜主要由蛋白质分子和脂类分子构成。在细胞膜的中间，是磷脂双分子层，这是细胞膜的基本骨架。在磷脂双分子层的外侧和内侧，

有许多球形的蛋白质分子，它们以不同深度镶嵌在磷脂分子层中，或者覆盖在磷脂分子层的表面。这些磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，可以说，细胞膜具有一定的流动性。细胞膜的这种结构特点，对于它完成各种生理功能是非常重要的。

物质跨膜运输的方式分为被动运输和主动运输两种。

（1）被动运输，是顺着膜两侧浓度梯度扩散，即由高浓度向低浓度。分为自由扩散和协助扩散。

①自由扩散：物质通过简单的扩散作用进入细胞。细胞膜两侧的浓度差以及扩散的物质的性质（如根据相似相溶原理，脂溶性物质更容易进出细胞）对自由扩散的速率有影响，常见的能进行自由扩散的物质有氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、胆固醇、水、氨等。

②协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白扩散。细胞膜两侧的浓度差以及载体的种类和数目对协助扩散的速率有影响。红细胞吸收葡萄糖是依靠协助扩散。

（2）主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，

排出代谢废物和对细胞有害的物质。各种离子由低浓度到高浓度过膜都是依靠主动运输。

能进行跨膜运输的都是离子和小分子，当大分子进出细胞时，包裹大分子物质的囊泡从细胞膜上分离或者与细胞膜融合（胞吞和胞吐），大分子不需跨膜便可进出细胞。

3、细胞质

细胞膜包着的黏稠透明的物质，叫做细胞质（Cytoplasm）。在细胞质中还可看到一些带折光性的颗粒，这些颗粒多数具有一定的结构和功能，类似生物体的各种器官，因此叫做细胞器。例如，

在绿色植物的叶肉细胞中，能看到许多绿色的颗粒，这就是一种细胞器，叫做叶绿体。绿色植物的光合作用就是在叶绿体中进行的。在细胞质中，往往还能看到一个或几个液泡，其中充满着液体，

叫做细胞液。在成熟的植物细胞中，液泡合并为一个中央大液泡，其体积占去整个细胞的大半。细胞质被挤压为一层。细胞膜以及液泡膜和两层膜之间的细胞质称为原生质层。

植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当细胞液浓度小于外界浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，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伸缩性大，

当细胞不断失水时，原生质层与细胞壁分离，也就是发生了质壁分离。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，外界溶液中的水分透过原生质层进入细胞液中使原生质层复原，逐渐发生质壁分离的复原。

细胞质不是凝固静止的，而是缓缓地运动着的。在只具有一个中央液泡的细胞内，细胞质往往围绕液泡循环流动，这样便促进了细胞内物质的转运，也加强了细胞器之间的相互联系。

细胞质运动是一种消耗能量的生命现象。细胞的生命活动越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞死亡后，其细胞质的流动也就停止了。

细胞骨架是指真核细胞中蛋白纤维的网络结构，由位于细胞质中的微丝、微管和中间纤维构成。微丝确定细胞表面特征，使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器的位置和作为膜泡运输的轨道。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。

细胞骨架不仅在维持细胞形态、承受外力、保持细胞内部结构有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动，如：在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离；在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向运转。

细胞骨架在20世纪60年代后期才被发现。主要因为早期电镜制样采用低温（0-4℃）固定，而细胞骨架会在低温下解聚。直到采用戊二醛常温固定，人们才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。

4、细胞器

细胞中还有一些细胞器，它们具有不同的结构，执行着不同的功能，共同完成细胞的生命活动。这些细胞器的结构需用电子显微镜观察。在电镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。

（1）线粒体

线粒体（Mitochondria/Mitochonrion）线粒体是一些线状、小杆状或颗粒状的结构，在活细胞中可用詹纳斯绿（Janus green）染成蓝绿色。在电子显微镜下观察，

线粒体表面是由双层膜构成的。内膜向内形成一些隔，称为线粒体嵴（Cristae）。在线粒体内有丰富的酶系统。线粒体是细胞呼吸的中心，它是生物有机体借氧化作用产生能量的一个主要机构，

它能将营养物质（如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等）氧化产生能量，储存在ATP（三磷酸腺苷）的高能磷酸键上，供给细胞其他生理活动的需要，因此有人说线粒体是细胞的“动力工厂”。

（2）叶绿体

叶绿体（Chloroplasts）是绿色植物细胞中重要的细胞器，其主要功能是进行光合作用。叶绿体由双层膜、基粒（类囊体）和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的小囊状结构，

在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。许多类囊体叠合而成基粒。基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。基质中还含有DNA。

（3）内质网

内质网（Endoplasmic Reticulum）是细胞质中由膜构成的网状管道系统广泛的分布在细胞质基质内。它与细胞膜及核膜相通连，对细胞内蛋白质及脂质等物质的合成和运输起着重要作用。 

内质网根据其表面有无附着核糖体可分为粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网表面有附着核糖体，具有运输蛋白质的功能，滑面内质网内含许多酶，与糖脂类和固醇类激素的合成与分泌有关。

（4）高尔基复合体

高尔基复合体（Golgi Apparatus/Golgi Body）位于细胞核附近的网状囊泡，是细胞内的运输和加工系统。能将粗面内质网运输的蛋白质进行加工、浓缩和包装成分泌泡和溶酶体。

（5）核糖体

核糖体（Ribosomes）是椭球形的粒状小体，有些附着在内质网膜的外表面（供给膜上及膜外蛋白质），有些游离在细胞质基质中（供给膜内蛋白质，不经过高尔基体，直接在细胞质基质内的酶的作用下形成空间构形），是合成蛋白质的重要基地。

（6）中心体

中心体（Centrosome）存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，因为它的位置靠近细胞核，所以叫中心体。每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围的物质组成，

动物细胞的中心体与有丝分裂有密切关系。中心粒（Centriole）这种细胞器的位置是固定的，具有极性的结构。在间期细胞中，经固定、染色后所显示的中心粒仅仅是1或2个小颗粒。

而在电子显微镜下观察，中心粒是一个柱状体，长度约为0.3μm～0.5μm，直径约为0.15μm，它是由9组小管状的亚单位组成的，每个亚单位一般由3个微管构成。这些管的排列方向与柱状体的纵轴平行。

（7）液泡

液泡（Vacuole）是植物细胞中的泡状结构。成熟的植物细胞中的液泡很大，可占整个细胞体积的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、

色素和蛋白质等物质，可以达到很高的浓度。因此，它对细胞内的环境起着调节作用，可以使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。动物细胞也同样有小液泡。

（8）溶酶体

囊状小体或小泡，内含多种水解酶，具有自溶和异溶作用。自溶作用是指溶酶体消化分解细胞内损坏和衰老的细胞器的过程，异溶作用是指消化和分解被细胞吞噬的病原微生物及其细胞碎片的过程。

溶酶体是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器。其内含有很多种水解酶类，能够分解很多物质。

（9）微丝及微管

在细胞质内除上述结构外，还有微丝（Microfilament）和微管（Microtubule）等结构，它们的主要机能不只是对细胞起骨架支持作用，以维持细胞的形状，

如在红血细胞微管成束平行排列于盘形细胞的周缘，又如上皮细胞微绒毛中的微丝；它们也参加细胞的运动，如有丝分裂的纺锤丝，以及纤毛、鞭毛的微管。此外，细胞质内还有各种内含物，如糖原、脂类、结晶、色素等。

5、细胞核

细胞质里含有一个近似球形的细胞核（Nucleus），是由更加黏稠的物质构成的。细胞核通常位于细胞的中央，成熟的植物细胞的细胞核，往往被中央液泡推挤到细胞的边缘。

细胞核中有一种物质，易被洋红、苏木精、甲基绿、龙胆紫溶液等碱性染料染成深色，叫做染色质（Chromatin）。生物体用于传种接代的物质即遗传物质，就在染色质上。当细胞进行有丝分裂时，染色质在分裂间期螺旋缠绕成染色体。

多数细胞只有一个细胞核，有些细胞含有两个或多个细胞核，如肌细胞、肝细胞等。细胞核可分为核膜、染色质、核液和核仁四部分。核膜与内质网相通连，

染色质位于核膜与核仁之间。染色质主要由蛋白质和DNA组成。DNA是一种有机物大分子，又叫脱氧核糖核酸，是生物的遗传物质。在有丝分裂时，染色体复制，DNA也随之复制为两份，

平均分配到两个子细胞中，使得后代细胞染色体数目恒定，从而保证了后代遗传特性的稳定。还有RNA，RNA是DNA在复制时形成的单链，它传递信息，控制合成蛋白质，

其中有转移核糖核酸（tRNA）、信使核糖核酸（mRNA）和核糖体核糖核酸（rRNA）。　细胞核的机能是保存遗传物质，控制生化合成和细胞代谢，决定细胞或机体的性状表现，

把遗传物质从细胞（或个体）一代一代传下去。但细胞核不是孤立的起作用，而是和细胞质相互作用、相互依存而表现出细胞统一的生命过程。细胞核控制细胞质；细胞质对细胞的分化、发育和遗传也有重要的作用 。

细胞的结构与功能

【考纲说明】

Ⅰ：对所列知识点要知道其含义,能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。

Ⅱ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

结构决定功能”是生物学的基本原理之一，细胞若具有某种结构，就应该具有该结构所对应的生理功能。

若发现细胞具有某种功能，也可以反映出细胞应该具有哪些结构以及该结构的特点。

比如浆细胞能大量分泌抗体，则可推测浆细胞中与分泌蛋白有关的细胞器如核糖体、内质网、高尔基体等结构比其他正常细胞发达，但是不能认为细胞不具有某种结构则不具有相关功能。

因为原核细胞结构简单，不具有发达的生物膜系统，也没有多样的细胞器，但是原核细胞中含有与特定功能有关的化学物质，所以表现为即使不具有特定结构，仍然具有相关功能。

比如大肠杆菌不含有内质网和高尔基体，但仍可以对蛋白质进行加工，因其细胞质基质中含有加工蛋白质所需要的酶。

一般情况下，我们可以这么理解：真核细胞中，化学物质构成了特定的结构，由该结构行使生理功能，而原核细胞中大部分化学物质并未构成特定的结构，直接由化学物质发挥生理作用。

【核心概念】

1. 生物膜系统：细胞膜、细胞器膜、核膜共同组成生物膜系统。细胞膜系统的各种膜成分之间可通过一定的方式相互转化，完成膜成分的更新。

2. 细胞结构与功能的统一性：细胞结构决定功能、功能反映结构。细胞的结构与功能的统一性，对于细胞的生命活动而言是有利的，如癌细胞表面糖蛋白减少，导致黏着性下降容易转移扩散，由于是异常的生命现象，对个体的生命活动不利，不能称为细胞结构与功能相互统一的表现。