《生物必修一思维导图第三章细胞的基本结构》

细胞的基本结构

I. 细胞的统一性和多样性

• 细胞学说:

  • 内容：
    • 细胞是生物体结构和功能的基本单位。
    • 一切细胞都来源于已经存在的细胞。
    • 新细胞从老细胞分裂产生。
  • 意义：揭示了细胞的统一性，奠定了细胞生物学的基础。

• 细胞的多样性:

  • 形态多样：大小、形状、结构等各异，适应不同功能。
  • 结构多样：真核细胞和原核细胞结构差异显著。
  • 功能多样：执行不同的生命活动，如光合作用、呼吸作用、蛋白质合成等。
  • 原因：细胞的适应性进化，基因表达的差异。

• 细胞的统一性:

  • 基本组成元素相似：C, H, O, N, P, S等。
  • 基本有机物相似：蛋白质、核酸、糖类、脂质。
  • 基本结构相似：都具有细胞膜、细胞质、核糖体。
  • 遗传物质均为DNA（或部分病毒为RNA）。
  • 能量代谢方式相似。

II. 细胞的结构

A. 原核细胞

• 基本结构:
  • 细胞壁：成分主要是肽聚糖，具有保护和支持作用。
  • 细胞膜：具有选择透过性，控制物质进出。
  • 细胞质：含有核糖体和多种酶，进行代谢活动。
  • 拟核：含有环状DNA分子，没有核膜。
• 特殊结构:
  • 荚膜：某些细菌有荚膜，具有保护作用。
  • 鞭毛：某些细菌有鞭毛，用于运动。
  • 质粒：环状DNA分子，携带遗传信息，对抗生素产生抗性等。
• 举例: 细菌、蓝藻、支原体、衣原体。
• 特点:
  • 无核膜包裹的细胞核。
  • 只有核糖体一种细胞器。
  • 遗传物质是环状DNA分子。
  • 体积小，结构简单。

B. 真核细胞

• 基本结构:
  • 细胞膜：
    • 成分：磷脂双分子层、蛋白质、少量糖类。
    • 功能：保护、控制物质进出、信息交流。
    • 流动镶嵌模型：磷脂分子具有流动性，蛋白质分子镶嵌、贯穿或覆盖在磷脂双分子层上。
  • 细胞质：
    • 细胞质基质：含有多种酶、无机盐、营养物质等，进行多种代谢活动。
    • 细胞器：
      • 线粒体：有氧呼吸的主要场所，含有双层膜，内膜向内折叠形成嵴。
      • 叶绿体：光合作用的场所，含有双层膜，内有基粒和叶绿体基质。只存在于植物细胞和某些藻类细胞中。
      • 内质网：蛋白质合成和加工、脂质合成的场所，分为粗面内质网和滑面内质网。
      • 高尔基体：蛋白质的加工、分类、包装和运输的场所。
      • 溶酶体：含有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病菌。
      • 核糖体：蛋白质合成的场所。
      • 中心体：存在于动物细胞和低等植物细胞中，与细胞分裂有关。
      • 液泡：含有细胞液，储存营养物质、调节细胞渗透压。
  • 细胞核：
    • 核膜：双层膜结构，具有核孔。
    • 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
    • 染色质：由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体。
• 特殊结构:
  • 细胞壁：植物细胞有细胞壁，成分主要是纤维素和果胶，具有保护和支持作用。
  • 动物细胞无细胞壁。
• 举例: 动物细胞、植物细胞、真菌细胞。
• 特点:
  • 有核膜包裹的细胞核。
  • 含有多种细胞器。
  • 遗传物质是线状DNA分子，与蛋白质结合形成染色质。
  • 体积较大，结构复杂。

III. 细胞的结构与功能

• 细胞膜:
  • 保护细胞内部环境，维持细胞的稳定。
  • 控制物质进出细胞，保证细胞正常代谢。
  • 进行细胞间的信息交流，协调细胞活动。
• 细胞质:
  • 细胞质基质：为细胞的代谢提供场所和物质。
  • 细胞器：执行不同的生命活动，协同完成细胞的各种功能。
• 细胞核:
  • 遗传信息的储存和复制中心。
  • 控制细胞的生命活动。
  • 是细胞代谢和遗传的控制中心。
• 不同细胞器的分工合作:
  • 蛋白质的合成、加工和运输过程体现了细胞器之间的协调配合。例如，核糖体合成蛋白质，内质网进行初步加工，高尔基体进一步加工和包装，然后运输到细胞内外。
• 细胞的结构决定功能：
  • 不同的细胞结构适应不同的功能，例如，小肠上皮细胞具有大量的微绒毛，增加了吸收面积，有利于营养物质的吸收。

IV. 细胞的生命历程

• 细胞生长: 细胞体积增大。
• 细胞分裂: 细胞数量增多，是生物体生长发育的基础。
• 细胞分化: 细胞形态、结构和功能发生改变，形成不同的组织和器官。
  • 本质：基因的选择性表达。
  • 意义：使生物体形成各种不同的组织和器官，有利于完成复杂的生命活动。
• 细胞衰老和凋亡: 是正常的生命现象，对生物体的生长发育和维持生命活动具有重要意义。
  • 细胞衰老：酶活性降低、代谢减慢、细胞内水分减少、色素积累、细胞体积减小。
  • 细胞凋亡：细胞程序性死亡，由基因控制。

V. 特殊的细胞结构

• 高等植物细胞特有结构: 细胞壁、叶绿体、大液泡。
• 动物细胞特有结构: 中心体（某些低等植物也有）。

VI. 细胞的物质运输

• 被动运输:
  • 自由扩散：物质顺浓度梯度通过细胞膜，不需要载体蛋白的协助，也不需要消耗能量。例如，O2、CO2、H2O。
  • 协助扩散：物质顺浓度梯度通过细胞膜，需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量。例如，葡萄糖进入红细胞。
• 主动运输: 物质逆浓度梯度通过细胞膜，需要载体蛋白的协助，也需要消耗能量。例如，K+、Na+。
• 胞吞和胞吐: 大分子物质通过细胞膜形成囊泡，进行物质的进出。需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。

此思维导图涵盖了生物必修一第三章关于细胞基本结构的重点内容，旨在帮助学生理解细胞的结构、功能以及相关的重要概念。