《生物细胞的思维导图》

一、 细胞的概述

1.1 定义

• 生命活动的基本单位
  • 构成生物体的基本单位

1.2 细胞学说

• 施莱登和施旺共同提出
  • 内容：
    • 所有生物由细胞构成
    • 细胞是生物体结构和功能的基本单位
    • 新细胞由老细胞产生
  • 意义：
    • 为生物学发展奠定了基础
    • 统一了生物界的结构基础

1.3 细胞的多样性

• 形态：球形、柱状、纺锤形、不规则形等
  • 大小：差别很大，如细菌、卵细胞等
  • 结构：原核细胞、真核细胞

二、 细胞的结构

2.1 原核细胞

2.1.1 基本结构

• 细胞壁
  • 主要成分：肽聚糖
  • 功能：保护和支持
    • 细胞膜
  • 主要成分：磷脂双分子层和蛋白质
  • 功能：控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流
    • 细胞质
  • 细胞质基质：无色透明的胶状物质，进行代谢的场所
  • 核糖体：蛋白质合成的场所
    • 拟核
  • 环状DNA分子
  • 无核膜

2.1.2 特点

• 无成形的细胞核
  • 只有核糖体一种细胞器

2.1.3 常见原核生物

• 细菌
  • 蓝藻
  • 支原体
  • 衣原体

2.2 真核细胞

2.2.1 基本结构

• 细胞膜
  • 主要成分：磷脂双分子层和蛋白质
  • 功能：控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流
    • 细胞质
  • 细胞质基质：无色透明的胶状物质，进行代谢的场所
  • 细胞器：
    • 线粒体：有氧呼吸的主要场所，细胞的“动力工厂”
    • 叶绿体：植物细胞光合作用的场所
    • 内质网：蛋白质合成、加工和运输的场所
    • 高尔基体：蛋白质的加工、包装和运输的场所
    • 核糖体：蛋白质合成的场所
    • 溶酶体：分解衰老、损伤的细胞器
    • 中心体：与细胞的有丝分裂有关
    • 液泡：调节细胞内的环境，植物细胞中含有色素
      • 细胞核
  • 核膜：双层膜结构，具有选择透过性
  • 核孔：是大分子物质进出细胞核的通道
  • 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
  • 染色质：DNA和蛋白质的结合物，是遗传信息的载体

2.2.2 特点

• 有成形的细胞核
  • 有多种细胞器

2.2.3 常见真核生物

• 动物
  • 植物
  • 真菌

2.3 动植物细胞的比较

结构	动物细胞	植物细胞
细胞壁	无	有，主要成分是纤维素和果胶
叶绿体	无	部分细胞有
液泡	小而多	大而少
中心体	有	低等植物细胞有，高等植物细胞无

三、 细胞的物质运输

3.1 细胞膜的结构特点

• 流动性：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子能够移动
  • 选择透过性：细胞膜允许水分子自由通过，离子和小分子可以通过，而大分子则不能通过

3.2 物质跨膜运输的方式

3.2.1 被动运输

• 定义：物质顺浓度梯度跨膜运输，不需要消耗能量
  • 方式：
    • 自由扩散：物质直接通过磷脂双分子层，如水、氧气、二氧化碳
    • 协助扩散：物质借助载体蛋白跨膜运输，如葡萄糖进入红细胞

3.2.2 主动运输

• 定义：物质逆浓度梯度跨膜运输，需要消耗能量，并且需要载体蛋白的协助
  • 例子：葡萄糖、氨基酸、离子等进入细胞

3.2.3 胞吞和胞吐

• 定义：大分子物质进出细胞的方式，依赖于膜的流动性
  • 胞吞：细胞摄取大分子物质
  • 胞吐：细胞排出大分子物质

四、 细胞的生命历程

4.1 细胞的分裂

• 有丝分裂：体细胞增殖的方式
  • 过程：
    • 间期：DNA复制和相关蛋白质的合成
    • 前期：染色质螺旋化成为染色体，核膜、核仁消失，纺锤体形成
    • 中期：染色体的着丝点排列在赤道板上
    • 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别向细胞两极移动
    • 末期：染色体解螺旋化成为染色质，核膜、核仁重新出现，纺锤体消失，细胞质分裂
      • 减数分裂：产生生殖细胞的分裂方式

4.2 细胞的分化

• 定义：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
  • 本质：基因的选择性表达

4.3 细胞的衰老和凋亡

• 细胞衰老：
  • 表现：细胞内水分减少，酶活性降低，色素积累等
  • 原因：基因调控，环境因素等
    • 细胞凋亡：
  • 定义：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也称为细胞程序性死亡
  • 意义：清除体内衰老、损伤的细胞，维持机体内环境的稳定

4.4 细胞的癌变

• 原因：
  • 原癌基因和抑癌基因的突变
  • 物理、化学、生物致癌因子的作用
    • 特点：
  • 细胞无限增殖
  • 细胞形态发生改变
  • 细胞膜上的糖蛋白减少，容易转移

五、 细胞的能量供应和代谢

5.1 细胞呼吸

5.1.1 有氧呼吸

• 场所：细胞质基质和线粒体
  • 过程：
    • 第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸，释放少量能量，产生少量[H]
    • 第二阶段：丙酮酸分解为二氧化碳，释放少量能量，产生大量[H]
    • 第三阶段：[H]与氧气结合生成水，释放大量能量
  • 意义：为细胞生命活动提供能量

5.1.2 无氧呼吸

• 场所：细胞质基质
  • 过程：葡萄糖分解为乳酸或酒精和二氧化碳，释放少量能量
  • 意义：为细胞生命活动提供少量能量

5.2 光合作用 (植物细胞)

5.2.1 场所：叶绿体

5.2.2 过程：

• 光反应阶段：
  • 水的光解：产生[H]和氧气
  • ATP的生成
    • 暗反应阶段：
  • 二氧化碳的固定
  • 三碳化合物的还原

    5.2.3 意义：

• 合成有机物，储存能量
  • 维持大气中氧气和二氧化碳的平衡

六、 细胞的信号传递

6.1 细胞间的信息交流方式

6.1.1 直接接触

• 细胞之间通过细胞膜直接接触，如精卵结合

  6.1.2 细胞分泌化学物质

• 细胞分泌化学物质，通过体液运输到靶细胞，与靶细胞表面的受体结合，引起靶细胞的生理变化，如激素调节

  6.1.3 细胞间形成通道

• 相邻细胞之间形成通道，直接传递信息，如植物细胞的胞间连丝

6.2 受体

• 位于细胞膜上或细胞内的蛋白质
  • 能够特异性地识别和结合信号分子

七、 细胞工程（拓展）

7.1 植物细胞工程

• 植物组织培养
  • 植物体细胞杂交

7.2 动物细胞工程

• 动物细胞培养
  • 动物细胞融合
  • 单克隆抗体的制备

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