4.2.3. 細(xì)胞—生物的基本單位
（一）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能
1.細(xì)胞的種類及其特點(diǎn)。
非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物主要是病毒等，它們的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，往往是由蛋白質(zhì)和DNA（或RNA）構(gòu)成。原核細(xì)胞，沒(méi)有成形的細(xì)胞核，只有核區(qū)，核區(qū)內(nèi)DNA分子上不含蛋白質(zhì)成分，所以它沒(méi)有染色體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有復(fù)雜的細(xì)胞器，只有分散的核糖體，主要有支原體、細(xì)菌、藍(lán)藻和放線菌等單細(xì)胞生物。真核細(xì)胞種類繁多，它們都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等基本結(jié)構(gòu)，有各種復(fù)雜的細(xì)胞器。
2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)。
細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成。還有糖類和膜蛋白或膜脂結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，蛋白質(zhì)和脂類的比例不是固定不變的，一般來(lái)說(shuō)，功能多而復(fù)雜的生物膜，蛋白質(zhì)含量比例大。各種蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。這樣磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)分子不均勻地分布其間，磷脂和蛋白質(zhì)都是可運(yùn)動(dòng)的，表現(xiàn)出細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定的流動(dòng)性。細(xì)胞膜作為細(xì)胞與外界環(huán)境的一道屏障，當(dāng)外界物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，不僅大分子物質(zhì)不能通過(guò)細(xì)胞膜，沒(méi)有被選擇的離子或小分子物質(zhì)也不能通過(guò)，因此細(xì)胞膜是一種選擇透過(guò)性膜。細(xì)胞膜的選擇性為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。
3.具有獨(dú)立遺傳系統(tǒng)的細(xì)胞器———線粒體和葉綠體。
線粒體普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞（哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外）中，具雙層膜，內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴（擴(kuò)大內(nèi)膜面積），嵴上有基粒。線粒體是細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所，葉綠體主要存在綠色植物的葉肉細(xì)胞中，也是雙層膜。葉綠體的內(nèi)部含有幾個(gè)到幾十個(gè)基粒，在基粒這種囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上分布著光合色素，主要進(jìn)行光反應(yīng)，在基粒和基粒之間充滿基質(zhì)，主要進(jìn)行暗反應(yīng)。線粒體和葉綠體都含少量遺傳物質(zhì)，在遺傳上有相對(duì)的獨(dú)立性。
4.細(xì)胞膜系統(tǒng)。
細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞膜把細(xì)胞與外界隔開(kāi)，通過(guò)核膜把細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜把各個(gè)細(xì)胞器分隔開(kāi)，通過(guò)高爾基體膜把要分泌的物質(zhì)進(jìn)行包裝運(yùn)輸（指動(dòng)物細(xì)胞，通過(guò)液泡膜創(chuàng)造植物細(xì)胞的生活環(huán)境，因此整個(gè)細(xì)胞的膜系統(tǒng)不僅化學(xué)組成大致相同，而且在功能上聯(lián)系緊密。如分泌蛋白往往是在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成，合成后經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工）→高爾基體（包裝和轉(zhuǎn)運(yùn)）→細(xì)胞膜（分泌）出細(xì)胞體。因此一些科學(xué)工作者認(rèn)為，高爾基體是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)變而來(lái)的，在活細(xì)胞中高爾基體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細(xì)胞膜三者可以相互轉(zhuǎn)化。
5.核糖體是由核糖體的核糖核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的橢圓形的粒狀小體，其中rRNA和蛋白質(zhì)的比例為1∶1。蛋白質(zhì)分子基本上排列于核糖體的表面上，rRNA分子被包圍于中央。核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體所合成的主要是專供輸送到細(xì)胞外面的分泌物質(zhì)如抗體，酶或蛋白質(zhì)類激素等;游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體所合成的蛋白質(zhì)不同，多半是分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或供細(xì)胞本身生長(zhǎng)所需要的蛋白質(zhì)分子（包括酶分子）。在分裂活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中，游離核糖體的數(shù)目就比較多，而且分布比較均勻，這一點(diǎn)已被用來(lái)作為辨認(rèn)腫瘤細(xì)胞的標(biāo)志之一。核糖體是細(xì)胞不可缺少的基本結(jié)構(gòu)，存在于所有細(xì)胞中。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)行肽鏈的合成，這種具有特殊功能與形態(tài)的核糖體與mRNA的聚合體稱為多聚核糖體。
（二）細(xì)胞增殖
1.細(xì)胞增殖的意義和方式。
細(xì)胞增殖是生命的重要特征，細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖。細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)，真核細(xì)胞的分裂方式主要有有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂三種，原核細(xì)胞的分裂方式一般為二分裂，不屬于無(wú)絲分裂。只有個(gè)別真核生物體的細(xì)胞可進(jìn)行無(wú)絲分裂，如蛙的紅細(xì)胞，增殖迅速的腫瘤細(xì)胞等。
2.細(xì)胞分裂的原因及細(xì)胞增殖周期。
生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，當(dāng)細(xì)胞的體積逐步增加時(shí)，表現(xiàn)積和體積的比例就會(huì)愈來(lái)愈小，使細(xì)胞內(nèi)部和外界的物質(zhì)交換適應(yīng)不了細(xì)胞的生命活動(dòng)需要而引起細(xì)胞分裂，一般地說(shuō)，一定量的原生質(zhì)，如果分得愈小，它和外界接觸與交換物質(zhì)的機(jī)會(huì)就會(huì)越多。由于細(xì)胞質(zhì)中的一切生命功能都靠細(xì)胞核中的遺傳信息控制，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)體積增長(zhǎng)太大時(shí)，造成核質(zhì)調(diào)控不平衡，這樣引起細(xì)胞分裂，同時(shí)，染色體的復(fù)制和蛋白質(zhì)的相互作用是引起細(xì)胞分裂的動(dòng)力。一個(gè)細(xì)胞周期可分為兩個(gè)階段，間期和分裂期，間期又分G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）。分裂期（M）又分前、中、后、末期。
3.植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。
分裂間期是分裂的準(zhǔn)備期，主要變化是DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，結(jié)果核內(nèi)每個(gè)染色體都形成兩個(gè)完全一樣的姐妹染色單體，它們共用一個(gè)著絲點(diǎn)，因此只能算是一條染色體，但含有兩個(gè)DNA分子。分裂期包括細(xì)胞核的連續(xù)變化，染色體和紡錘體的出現(xiàn)，染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中等一系列復(fù)雜變化，前期最主要的特征是“兩消失兩出現(xiàn)”———核膜、核仁消失，染色體出現(xiàn)，紡錘絲形成的紡錘體出現(xiàn);中期染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞赤道板上，染色體數(shù)目，形態(tài)最清晰，是辨認(rèn)染色體形態(tài)和數(shù)目的時(shí)期;后期著絲點(diǎn)一分為二，姐妹染色單體分開(kāi)，染色體暫時(shí)加倍，末期染色體解旋變成細(xì)絲狀的染色質(zhì)、核膜、核仁重現(xiàn)，子細(xì)胞形成。
（一）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能
1.細(xì)胞的種類及其特點(diǎn)。
非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物主要是病毒等，它們的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，往往是由蛋白質(zhì)和DNA（或RNA）構(gòu)成。原核細(xì)胞，沒(méi)有成形的細(xì)胞核，只有核區(qū)，核區(qū)內(nèi)DNA分子上不含蛋白質(zhì)成分，所以它沒(méi)有染色體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有復(fù)雜的細(xì)胞器，只有分散的核糖體，主要有支原體、細(xì)菌、藍(lán)藻和放線菌等單細(xì)胞生物。真核細(xì)胞種類繁多，它們都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等基本結(jié)構(gòu)，有各種復(fù)雜的細(xì)胞器。
2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)。
細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成。還有糖類和膜蛋白或膜脂結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面，蛋白質(zhì)和脂類的比例不是固定不變的，一般來(lái)說(shuō)，功能多而復(fù)雜的生物膜，蛋白質(zhì)含量比例大。各種蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。這樣磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)分子不均勻地分布其間，磷脂和蛋白質(zhì)都是可運(yùn)動(dòng)的，表現(xiàn)出細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定的流動(dòng)性。細(xì)胞膜作為細(xì)胞與外界環(huán)境的一道屏障，當(dāng)外界物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，不僅大分子物質(zhì)不能通過(guò)細(xì)胞膜，沒(méi)有被選擇的離子或小分子物質(zhì)也不能通過(guò)，因此細(xì)胞膜是一種選擇透過(guò)性膜。細(xì)胞膜的選擇性為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。
3.具有獨(dú)立遺傳系統(tǒng)的細(xì)胞器———線粒體和葉綠體。
線粒體普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞（哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外）中，具雙層膜，內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴（擴(kuò)大內(nèi)膜面積），嵴上有基粒。線粒體是細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所，葉綠體主要存在綠色植物的葉肉細(xì)胞中，也是雙層膜。葉綠體的內(nèi)部含有幾個(gè)到幾十個(gè)基粒，在基粒這種囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上分布著光合色素，主要進(jìn)行光反應(yīng)，在基粒和基粒之間充滿基質(zhì)，主要進(jìn)行暗反應(yīng)。線粒體和葉綠體都含少量遺傳物質(zhì)，在遺傳上有相對(duì)的獨(dú)立性。
4.細(xì)胞膜系統(tǒng)。
細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞膜把細(xì)胞與外界隔開(kāi)，通過(guò)核膜把細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜把各個(gè)細(xì)胞器分隔開(kāi)，通過(guò)高爾基體膜把要分泌的物質(zhì)進(jìn)行包裝運(yùn)輸（指動(dòng)物細(xì)胞，通過(guò)液泡膜創(chuàng)造植物細(xì)胞的生活環(huán)境，因此整個(gè)細(xì)胞的膜系統(tǒng)不僅化學(xué)組成大致相同，而且在功能上聯(lián)系緊密。如分泌蛋白往往是在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成，合成后經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工）→高爾基體（包裝和轉(zhuǎn)運(yùn)）→細(xì)胞膜（分泌）出細(xì)胞體。因此一些科學(xué)工作者認(rèn)為，高爾基體是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)變而來(lái)的，在活細(xì)胞中高爾基體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細(xì)胞膜三者可以相互轉(zhuǎn)化。
5.核糖體是由核糖體的核糖核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的橢圓形的粒狀小體，其中rRNA和蛋白質(zhì)的比例為1∶1。蛋白質(zhì)分子基本上排列于核糖體的表面上，rRNA分子被包圍于中央。核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體所合成的主要是專供輸送到細(xì)胞外面的分泌物質(zhì)如抗體，酶或蛋白質(zhì)類激素等;游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體所合成的蛋白質(zhì)不同，多半是分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中或供細(xì)胞本身生長(zhǎng)所需要的蛋白質(zhì)分子（包括酶分子）。在分裂活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中，游離核糖體的數(shù)目就比較多，而且分布比較均勻，這一點(diǎn)已被用來(lái)作為辨認(rèn)腫瘤細(xì)胞的標(biāo)志之一。核糖體是細(xì)胞不可缺少的基本結(jié)構(gòu)，存在于所有細(xì)胞中。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)行肽鏈的合成，這種具有特殊功能與形態(tài)的核糖體與mRNA的聚合體稱為多聚核糖體。
（二）細(xì)胞增殖
1.細(xì)胞增殖的意義和方式。
細(xì)胞增殖是生命的重要特征，細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖。細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)，真核細(xì)胞的分裂方式主要有有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂三種，原核細(xì)胞的分裂方式一般為二分裂，不屬于無(wú)絲分裂。只有個(gè)別真核生物體的細(xì)胞可進(jìn)行無(wú)絲分裂，如蛙的紅細(xì)胞，增殖迅速的腫瘤細(xì)胞等。
2.細(xì)胞分裂的原因及細(xì)胞增殖周期。
生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，當(dāng)細(xì)胞的體積逐步增加時(shí)，表現(xiàn)積和體積的比例就會(huì)愈來(lái)愈小，使細(xì)胞內(nèi)部和外界的物質(zhì)交換適應(yīng)不了細(xì)胞的生命活動(dòng)需要而引起細(xì)胞分裂，一般地說(shuō)，一定量的原生質(zhì)，如果分得愈小，它和外界接觸與交換物質(zhì)的機(jī)會(huì)就會(huì)越多。由于細(xì)胞質(zhì)中的一切生命功能都靠細(xì)胞核中的遺傳信息控制，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)體積增長(zhǎng)太大時(shí)，造成核質(zhì)調(diào)控不平衡，這樣引起細(xì)胞分裂，同時(shí)，染色體的復(fù)制和蛋白質(zhì)的相互作用是引起細(xì)胞分裂的動(dòng)力。一個(gè)細(xì)胞周期可分為兩個(gè)階段，間期和分裂期，間期又分G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）。分裂期（M）又分前、中、后、末期。
3.植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。
分裂間期是分裂的準(zhǔn)備期，主要變化是DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，結(jié)果核內(nèi)每個(gè)染色體都形成兩個(gè)完全一樣的姐妹染色單體，它們共用一個(gè)著絲點(diǎn)，因此只能算是一條染色體，但含有兩個(gè)DNA分子。分裂期包括細(xì)胞核的連續(xù)變化，染色體和紡錘體的出現(xiàn)，染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中等一系列復(fù)雜變化，前期最主要的特征是“兩消失兩出現(xiàn)”———核膜、核仁消失，染色體出現(xiàn)，紡錘絲形成的紡錘體出現(xiàn);中期染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞赤道板上，染色體數(shù)目，形態(tài)最清晰，是辨認(rèn)染色體形態(tài)和數(shù)目的時(shí)期;后期著絲點(diǎn)一分為二，姐妹染色單體分開(kāi)，染色體暫時(shí)加倍，末期染色體解旋變成細(xì)絲狀的染色質(zhì)、核膜、核仁重現(xiàn)，子細(xì)胞形成。