高中生物 细胞的形态结构专题辅导.doc

高中生物 细胞的形态结构专题辅导 “工欲善其事，必先利其器”。细胞之所以直到17世纪才被发现，就是因为17世纪有了显微镜弥补了人眼之不足之故。人眼的分辨力(resolving power)只有0.1mm(100000 nm)。这就是说，如果两条平行线之间的距离小于0.1mm，在人的眼里就成一条了。光学显微镜的分辨力可达到200nm，为人眼分辨力的500倍。利用光学显微镜人们才打开了微观领域的大门，研究了细胞的结构、功能和发育分化，取得了很多重要的成果。 光学显微镜的分辨力受照明光的波长限制，不可能再提高了。在光学显微镜下，细菌以及细胞中的小器官，如线粒体等只不过是一个个的小杆或小颗粒，其中有什么结构不得而知。电子显微镜和光学显微镜不同，电子显微镜是用加速的电子束代替可见光来“照明”的。在电压为50000V时，电子束的波长约为0.005nm(可见光的波长为400nm～700nm)，这就为电子显微镜分辨力的提高创造了条件。现在最好的电镜的分辨力已可达0.2nm(氢原子的直径为0.106nm)。人们利用电子显微镜的多种技术进一步打开了亚微观领域，看到在光镜下未能发现的许多结构。一些生物大分子，如DNA等，经特殊技术处理，在电镜下也能看到。 细胞有原核细胞和真核细胞之分。细菌是原核细胞，蓝藻(蓝细菌)也是原核细胞，其他生物都是由真核细胞构成的。原核细胞比真核细胞小，结构也简单得多，它除了表面的细胞膜以外，没有成形的细胞核，也没有其他细胞器，但有一个被称为染色体的环状DNA分子，它和RNA、酶等组成一个基因转录转译系统。此外，细胞质中还可含有一些小分子DNA，称为质粒。真核细胞比原核细胞大，有细胞核和多种细胞器。下面讲的主要是真核细胞的形态结构。 　 一、细胞大小和数目 　 属于细菌类的支原体是最小的细胞，直径只有100nm。鸟类的卵细胞最大，是肉眼可见的细胞(鸡蛋的蛋黄就是一个卵细胞)。棉花纤维和麻的纤维都是单个细胞。棉花纤维长可达3cm～4cm，麻纤维甚至可长达10cm。成熟西瓜瓤和番茄果实内有亮晶晶小粒果肉，用放大镜可看到，它们乃是圆粒状的细胞。细胞的大小和细胞的机能是适应的。举例来说，神经细胞的细胞体，直径不过0.1mm，但从细胞体伸出的神经纤维可长到1m以上，这和神经的传导机能一致。鸟卵之所以大，是由于细胞质中含有大量营养物质。鸟类是卵生的，卵细胞中积存大量卵黄才能满足胚胎发育之需。一般说来，生物体积的加大，不是由细胞体积的加大，而是由于细胞数目的增多。参天大树和丛生灌木在细胞的大小上并无差别；鲸的细胞也不一定比蚂蚁的细胞大。细胞大了，其表面积就相对地小了。细胞靠表面接受外界信息，和外界交换物质。表面积太小，这些任务就难以完成了(图2－1，2－2)。 单细胞生物，如衣藻、草履虫，全身只是一个细胞。一般说来，多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成比例。因此，根据生物体或其某一器官的体积以及构成他们的细胞的一般体积，就可约略估计出该生物体或器官的细胞数目。按照这一方法估计，新生婴儿的细胞数约为2×1012。 　 二、细胞结构 　 前面已经讲过，细胞有原核细胞和真核细胞之分，这里讲的主要是真核细胞的结构(图2－3)。 (一)细胞膜和细胞壁 细胞膜又称质膜(plasmamembrane)，是细胞表面的膜。它的厚度通常为7nm～8nm。细胞膜最重要的特性之一是半透性(semipermeability)或选择性透性，即有选择地允许物质通过扩散、渗透和主动运输等方式出入细胞，从而保证细胞正常代谢的进行。此外，大多质膜上还存在激素的受体、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点，所以质膜在激素作用，免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。 真核细胞有一个复杂的膜系统，除表面的质膜外，还有多种膜结构。 植物细胞在细胞膜之外还有细胞壁(图2-4)。它是无生命的结构，其组成成分如纤维素等，都是细胞分泌的产物。细胞壁的功能是支持和保护，同时还能防止细胞吸涨而破裂，保持细胞正常形态。 植物细胞最初生成的细胞壁都是很簿的，称为初生细胞壁(图2－4)。它是由纤维素的纤维埋在由多糖和蛋白质构成的基质中而形成的。两个相邻细胞的初生细胞壁之间有胞间层(middle lamella)，把两个细胞胶粘在一起。胞间层的主要成分是一种多糖，即果胶。初生细胞壁簿而有弹性，能随着细胞的生长而延伸。待到细胞长大，在初生细胞壁的内侧长出另一层细胞壁，即次生细胞壁。次生细胞壁或厚或簿，其硬度与色泽随不同植物、不同组织而不同。相邻细胞的细胞壁上有小孔(参见图2－3)，细胞质通过小孔而彼此相通，这种细胞质的连接称胞间连丝(plasmodesma)。 棉花纤维几乎是纯粹的纤维素(图2－5)。棉花开花时，种子的一些表皮细胞就开始伸长，13d～20d后，细胞的长宽之比可达1000～