细胞器结构功能总结

细胞器结构功能总结（共6篇）

1.细胞器结构功能总结 篇一

细胞的结构和功能_教学反思

制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片

1.实验前要带领学生复习操作步骤，检查材料器具是否齐全。

2.撕取洋葱鳞片叶内表皮时可在内表皮用刀片划取多个约5毫米见方的“#”，以便取材方便。

3.滴清水时液滴大一点，以便材料展开，盖盖玻片时好操作。

制作人口腔上皮细胞临时装片

1.生理盐水液滴不要太大，会使本就不观察的细胞更分散。

2.刮取材料时用消毒牙签在口腔内侧壁处轻刮。

3.观察时注意区分细胞和其它杂质。

4.盖玻片薄，易碎，操作时不要太过用力，碎了的盖玻片要及时扔掉，注意不要刮伤。

探究草履虫对刺激的反应实验

1.观察草履虫时将载玻片放在有颜色的背景下更易观察。

2.用牙签划通连桥时，注意不要使草履虫培养液和食盐水溶液或葡萄糖溶液完全混合。

3.实验结束后要总结说明：草履虫除了应激性，它的取食、排泄、运动等也都是依靠这一个细胞完成的。

2.细胞器结构功能总结 篇二

细胞是生命活动的基本单位, 其结构与生产生活、生物工程等科学技术息息相关。“细胞的结构和功能”是历年来高考的高频考点之一, “结构”、“功能”及“信息”是串联本考点的三根主线, 高考中多以细胞结构的模式图为载体, 对细胞膜的结构和功能, 各种细胞器的形态结构、分布规律和生理功能以及细胞核的结构和功能进行多角度立体考查。

预计2013高考中本专题内容仍为考查重点。而将细胞膜的研究的最新科技作为背景来考查细胞膜的应用, 是高考趋势之一。物质的跨膜运输与农业生产中植物吸收营养物质的关系, 是常考的热点。实验探究的考查则侧重于对实验设计的考查, 要求学生运用实验设计的方法, 来解决一些实际问题。

二、核心考点梳理

考点一、细胞膜的结构和功能

1.细胞膜的制备:常利用哺乳动物的红细胞, 让其吸水涨破, 来获得较纯的细胞膜。

2.细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。

3.细胞膜的功能特性:具有一定的选择透过性。

4.细胞膜的成分、结构、功能之间的关系如下图所示。

考点二、细胞质的结构及功能

2.细胞器的归纳整合

3.叶绿体与线粒体的比较

4.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的比较

考点三、细胞核的结构与功能

1.结构: (1) 核膜:双层膜, 具有核孔, 使细胞核保持相对独立性, 实现核质间的物质交换、信息交流。 (2) 核仁:与核糖体的形成及某种RNA的合成有关。 (3) 染色质 (体) 组成:DNA和蛋白质。

2.功能:是遗传信息库, 是细胞遗传和代谢的控制中心。

考点四、细胞的生物膜系统

1.概念

核膜、细胞膜以及细胞器膜, 在结构和功能上是密切统一整体, 它们形成的结构体系, 叫做生物膜系统。

2.细胞内的生物膜在结构上的联系

(1) 直接联系:内质网膜向外与细胞膜直接相连, 向内与外层核膜直接相连, 这种连接有利于细胞内外的物质交换。在代谢旺盛时, 内质网膜还与线粒体外膜直接相连, 这种连接有利于内质网上的耗能过程。 (2) 间接联系:内质网膜“出芽”形成小泡, 小泡移至高尔基体与高尔基体膜融合, 这种联系使蛋白质类物质由内质网运至高尔基体;高尔基体膜“出芽”形成小泡, 小泡外移与细胞膜融合, 再由细胞膜通过外排将蛋白质类物质由高尔基体经细胞膜分泌到细胞外。

3.细胞内的生物膜在功能上的联系

以分泌蛋白的合成与分泌为例:

(1) 氨基酸在粗面型内质网上的核糖体中形成多肽链。 (2) 多肽链在内质网腔进行加工 (包括折叠、组装、加糖基团等) , 通过“出芽”形成的小泡送达高尔基体。 (3) 不成熟的蛋白质在高尔基体被加工成为成熟的蛋白质, 通过“出芽”形成的小泡送达细胞膜。 (4) 细胞膜以胞吐形式将成熟的分泌蛋白分泌出去。

考点五、物质跨膜运输的方式和特点

提示:在整个分泌蛋白的合成与分泌过程中, 其通过的生物膜层数为零层。

注意:大分子物质如蛋白质分子等在进出细胞时, 不能以跨膜方式运输, 而是以胞吞或胞吐的方式实现的。

考点六、用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体

1.实验材料:新鲜的苔藓叶、口腔上皮细胞。观察叶绿体, 最好选用细胞内叶绿体数量较少体积较大的植物细胞。观察线粒体要选择无色的细胞。

2.实验原理:植物绿色部位的细胞内含有叶绿体, 可以在显微镜下直接观察。叶绿体在细胞内不是静止的, 它不仅会随着光照强度的变化而改变方向, 还可以随着细胞质的流动而运动。线粒体无色, 可以用健那绿染色。健那绿是一种活细胞染色剂, 线粒体在健那绿染液中可以维持数小时的活性。通过染色可以看到被染成蓝绿色的线粒体的形态和分布。

3.实验过程:

观察叶绿体:制作苔藓叶片临时装片→低倍镜下找到叶片细胞→高倍镜下观察。

观察线粒体:取材→染色→制片→低倍镜下找到口腔上皮细胞→高倍镜下观察。

4.注意事项:

(1) 选择苔藓或黑藻叶片是因为他们的叶片较薄, 有些部位的细胞是单层的, 可以直接放在显微镜下观察, 如果用菠菜等其他材料, 撕取的表皮上一定要带有些叶肉细胞, 因为叶表皮细胞没有叶绿体。

(2) 制好的植物细胞临时装片要保持有水的状态, 否则会影响细胞的活性;加盖玻片时一定要缓慢盖上盖玻片, 以免装片中有气泡。

(3) 在刮取口腔上皮细胞时, 要先漱口。刮时不能太用力, 避免刮伤。

(4) 强光下, 叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源;而在弱光下, 则以其椭球体的正面朝向光源, 以充分接受光照。在用强光照射时, 灯泡不能离装片太近, 否则, 叶绿体会被强光灼伤而解体。

三、高频易错考点剖析

1.对于细胞类型的判定的易错点例举

(1) 认为没有细胞核的细胞是原核细胞。哺乳动物成熟的红细胞虽没有细胞核, 但最初有真正的细胞核, 属于真核细胞。

(2) 能够进行光合作用的细胞一定含叶绿体, 没有叶绿体的一定是动物细胞。蓝藻细胞没有叶绿体也进行光合作用;根细胞没有叶绿体, 但它是植物细胞等。

(3) 具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。其实, 细菌、酵母菌等也有细胞壁。

(4) 有中心体的细胞一定是动物细胞。低等植物细胞也有中心体。

(5) 有液泡的细胞是植物细胞。某些低等原生动物 (如草履虫的伸缩泡) 相当于液泡的一种形式, 某些真菌如酵母菌也有液泡。

2.常见的原核生物及与之易混淆的真核生物

3.“流动性”与“选择透过性”、“全透性”三者概念的比较与认识的误区

(1) 细胞膜才有流动性, 细胞壁才有全透性。所有生物膜都有流动性, 死细胞的细胞膜失去选择透过性, 也变成全透性。

(2) 核膜没有选择透过性。活细胞的所有生物膜都有选择透过性, 核膜是生物膜的一种。

(3) 无法区分流动性和选择透过性。流动性是结构特点, 选择透过性是功能特性。变形虫的变形运动、胞吞 (吐) 、细胞融合、原生质体融合等依靠膜的流动性, 而被动运输和主动运输体现的是膜的选择透过性。

4.关注活跃在试题中的“特殊”细胞

运用细胞结构与功能相适应的观点分析结构类型不同的细胞, 其功能不尽相同, 这是由它们的结构特点决定的。注意一些特殊细胞的结构特点, 这是高考命题常见的材料。

(1) 根尖分生区细胞没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。

(2) 蛔虫在人体肠道内寄生, 只进行无氧呼吸, 自然也无线粒体。

(3) 哺乳动物成熟的红细胞只有细胞膜, 没有核膜和细胞器膜。

(1) 哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜, 所以实验室常用作提取纯度较高的细胞膜的实验材料;

(2) 哺乳动物成熟的红细胞无核, 也没有一般的细胞器如核糖体、线粒体等, 所以自身不能合成蛋白质, 呼吸作用方式是无氧呼吸, 不能进行细胞分裂, 而且寿命较短;

(3) 红细胞数目的增多源于造血干细胞的增殖分化;

(4) 红细胞中含有血红蛋白, 在氧浓度高的地方容易与氧结合, 在氧浓度低的地方容易与氧分离, 使红细胞具有运输氧的功能;

(5) 红细胞在低渗溶液中会因吸水而涨破, 在高渗溶液会因失水而皱缩。

(4) 需氧型细菌等原核生物细胞内无线粒体, 不等于说原核细胞不能进行有氧呼吸, 其有氧呼吸主要在细胞膜上进行。

(5) 蓝藻属原核生物, 无叶绿体, 但能进行光合作用, 完成光合作用的场所是细胞质。

(6) 精子不具有分裂能力, 仅有极少的细胞质在尾部。

(7) 神经细胞具突起, 不具有分裂能力。

四、典例剖析

例1. (多选) 细胞内很多化学反应都是在生物膜上进行的, 如图表示真核细胞中4种生物膜上发生的化学变化示意图, 相关叙述不正确的是 ()

A. (1) 是高尔基体膜

B. (2) 与细胞板的形成有关

C. (3) 是叶绿体内膜

D. (4) 中蛋白质的含量较多

知能定位:

此题考查的是几种生物膜的功能和其膜上分布的化学成分, 属于分析推理层次。解答本题的关键是对图要能判断准确, 懂得图中提供的信息。

解析:

肽链是氨基酸在核糖体中经脱水缩合形成的, 其在内质网上形成一定空间结构, 也就是蛋白质, 然后经过高尔基体的再加工和包装等, A错。细胞板逐渐形成细胞壁, 纤维素由许多葡萄糖连接而成, 是构成细胞壁的成分之一, B对。吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上, 可以将水分解成氧和[H], C错。有氧呼吸的第三个阶段是在线粒体内膜上进行的, 线粒体内膜含有比外膜更多的蛋白质, 所以承担着更复杂的生化反应, 存在于线粒体内膜中的蛋白质主要是载体蛋白、合成酶等。

答案:

AC

例2.下列有关动植物细胞结构的比较不正确的是 ()

A.胆固醇是动物细胞膜的重要成分, 而植物细胞膜中没有

B.液泡主要存在于植物细胞中, 中心体见于动物和某些低等植物细胞中

C.植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁, 而动物细胞没有

D.动植物细胞间信息交流都必须依赖于细胞膜表面的受体

知能定位:

知能定位:本题考查动植物细胞的结构及细胞的功能, 属于分析判断层次。解答本题的关键是熟悉动植物细胞的结构和功能。

解析:

动物细胞有胆固醇而植物细胞没有;液泡主要存在植物细胞中, 中心体存在动物细胞和低等植物细胞中;植物细胞有细胞壁, 动物细胞没有细胞壁;植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流。

答案:

D

例3. (2011年重庆卷-5) 下图为某种植物幼苗 (大小、长势相同) 均分为甲、乙两组后, 在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况 (其它条件相同且不变) 。下列有关叙述, 错误的是 ( )

A.3h时, 两组幼苗均已出现萎蔫现象, 直接原因是蒸腾作用和根细胞失水

B.6h时, 甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO3-, 吸水能力增强, 使鲜重逐渐提高

C.12h后, 若继续培养, 甲组幼苗的鲜重可能超过处理前, 乙组幼苗将死亡

D.实验表明, 该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

知能定位:

本题考查细胞吸水和失水有关的知识, 及细胞重量变化与细胞吸水和失水的关系。

解析:

3h后, 两组幼苗重量均已低于初始萎蔫鲜重水平即发生了萎蔫, 一方面是因为蒸腾作用散失了水分, 另一方面是因放在浓度较大的KNO3溶液中, 根细胞吸水的能力很弱, 甚至失水。根系从一开始就通过主动运输吸收K+、NO3-, 6h后鲜重增加说明根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失的水分多, 根细胞内离子浓度高于外界溶液浓度应在6h前就开始了, 只不过根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失的水分少, 所以鲜重还是在减少。12h后, 由于甲组根系不断通过主动运输吸收K+、NO3-, 从而保持根细胞内外浓度差, 使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量, 而乙组放在比根细胞浓度大很多的KNO3溶液中, 根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡。通过以上分析可知吸收离子与吸收水分是两个相对独立的过程。

答案:

B

拓展:

细胞吸水能力和失水能力大小的判别:细胞在发生质壁分离的过程中, 由于不断的失水使得细胞液的浓度越来越大, 所以细胞失水的能力越来越小, 但是, 细胞吸水的能力越来越大, 虽然细胞还是处在失水状态。相反, 在细胞发生质壁分离复原的过程中由于细胞不断的吸水, 使得细胞液的浓度逐渐减小, 所以细胞吸水的能力逐渐减弱, 但是, 细胞失水的能力逐渐增强。

例4. (2012年安徽卷-2) 蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞, 膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是 ( )

A.Na+流入是被动运输, 排出是主动运输

B.Na+流入是主动运输, 排出是被动运输

C.Na+流入和排出都是被动运输

D.Na+流入和排出都是主动运输

知能定位:

本题以神经元内外Na+浓度、电位变化切入, 通过动作电位和静息电位产生机制, 考查物质跨膜运输方式。

解析:

Na+流入细胞是由高浓度流入低浓度, 故为被动运输;Na+排出细胞是由低浓度流入高浓度, 故为主动运输。

答案:

A

例5. (2012年江苏卷-4) 下列关于真核细胞结构的叙述, 错误的是 ()

A.细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应

B.线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所

C.由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构

D.高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所

知能定位:

本题考查细胞器的知识, 涉及线粒体、核糖体等细胞器的结构和功能, 属于了解层次。

解析:

细胞器有不同的功能, 它们的分布与细胞的功能相适应, A正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所, B正确;核糖体是合成蛋白质的细胞器, 它具有特定的空间结构, C正确;蛋白质的合成在核糖体上, 而不是高尔基体, D错误。

答案:

D

例6. (2012年北京卷-31) 科学家为了研究蛋白A的功能, 选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验, 处理及结果见下表。

(1) 将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后, 水分子经自由扩散 (渗透) 穿过膜的______进入卵母细胞。

(2) 将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后, 该mRNA______的蛋白质进入细胞膜, 使细胞在低渗溶液中体积______。

(3) 与Ⅱ组细胞相比, Ⅲ组细胞对水的通透性______, 说明HgC12对蛋白A的功能有______作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果, 表明试剂M能够使蛋白A的功能。推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列, 而是破坏了蛋白A的______。

(4) 已知抗利尿激素通过与细胞膜上的______结合, 可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中, 从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的______。

(5) 综合上述结果, 可以得出______的推论。

解析:

(1) 考查生物膜的结构和自由扩散。自由扩散不需要载体蛋白的协助, 所以水穿过膜, 就是穿越了磷脂双分子层。

(2) 考查翻译和水分进出细胞。mRNA是翻译的模板。根据实验Ⅱ可知, 蛋白A可以提高水的通透速率, 因此细胞在低渗溶液会吸水而膨胀。

(3) 考查实验分析能力。从实验结果可知:与Ⅱ组细胞相比, Ⅲ组细胞对水的通透性降低, 说明HgC12对蛋白A的功能有抑制作用;与Ⅲ组细胞相比, Ⅳ组细胞对水的通透性升高, 但是没有恢复到Ⅱ组的水平, 说明试剂M能够使蛋白A的功能部分恢复, 最终可以推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列, 而是破坏了蛋白A的空间结构。

(4) 考查水盐平衡调节, 见答案。

(5) 考查实验分析能力, 从实验结果可知, 蛋白A可以提高水通透速率, 因此可推断蛋白A是水通道蛋白。

答案:

(1) 磷脂双分子层 (2) 翻译迅速增大 (3) 明显降低抑制部分恢复空间结构 (4) 受体重吸收 (5) 蛋白A是水通道蛋白

例7.下图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程, 溶酶体的消化作用存在胞吞和自噬两种途径。请据图回答下列问题。

(1) 与溶酶体的产生直接相关的细胞器是______, 该过程体现了生物膜_____的特点。

(2) 吞噬细胞能识别病原体, 依赖于细胞膜上的_____ (物质) 。溶酶体能消化病原体的原因是_____。

(3) 胞吞作用与主动运输相比较, 相同点是_____, 不同点是_____。

(4) 留在细胞内的残余体多为脂褐质, 其数量随着个体的衰老而增多。存在大量脂褐质的细胞可能还具备的特征有_____。

(1) 细胞核体积变大 (2) 细胞间的黏着性下降 (3) 细胞体积变小 (4) 细胞运输功能降低

(5) 分析下列资料, 可以得出的结论是_____ (答出两条) 。

a.某些病原体进入细胞后未被溶酶体杀死, 原因是这些病原体能破坏溶酶体内的酸性环境;

b.如果溶酶体酶进入细胞质基质的中性环境中, 溶酶体酶将失去活性;

c.如果溶酶体酶进入核膜残缺的细胞核内, 则可降解细胞核内的物质。

知能定位:

本题以图像为信息载体, 综合考查细胞器的结构和功能、生物膜系统, 属于分析推理层次。解题的关键是清楚各细胞器的结构和功能以及它们之间的关系。

解析:

(1) 从图中可以看到高尔基体向外分泌囊泡形成溶酶体, 在这一过程中可以体现生物膜在结构上具有 (一定的) 流动性。

(2) 在细胞膜上有一些糖蛋白或受体具有识别、免疫的功能, 能够识别外来病原体, 进而将其吞噬消灭掉;溶酶体内部含有多种水解酶, 能够分解消化病原体。

(3) 胞吞作用与主动运输都消耗能量, 但主动运输需要载体蛋白的帮助而胞吞作用不需要载体蛋白的帮助。

(4) 存在大量脂褐质的细胞可能是一些衰老的细胞, 其可能还具备的特征有:细胞核体积变大, 细胞体积变小, 细胞运输功能降低。

(5) a.某些病原体进入细胞后未被溶酶体杀死, 原因是这些病原体能破坏溶酶体内的酸性环境;b.如果溶酶体酶进入细胞质基质的中性环境中, 溶酶体酶将失去活性, 两者说明溶酶体酶在酸性环境中起作用。c.如果溶酶体酶进入核膜残缺的细胞核内, 则可降解细胞核内的物质, 说明细胞核内为酸性环境。

答案:

(1) 高尔基体具有 (一定的) 流动性 (2) 受体 (或糖蛋白) 内部含有多种水解酶 (3) 都需要消耗能量胞吞作用不需要载体蛋白质而主动运输需要 (4) (1) (3) (4) (5) 溶酶体酶在酸性环境中起作用 (或酶的催化作用需要适宜pH) ;细胞核内为酸性环境 (其他合理答案也可)

五、跟踪训练

1.关于细胞器的说法, 正确的是 ( )

A.植物细胞的核糖体和高尔基体都能进行脱水缩合反应

B.所有细胞器都含有蛋白质和磷脂

C.有液泡的植物细胞都能发生质壁分离

D.叶绿体和线粒体都能产生[H], 两者的作用不完全相同, 前者用来氧化三碳化合物, 后者用来氧化氧气。

2.下列关于人体细胞结构和功能的叙述, 正确的是 ( )

A.抗体从合成到分泌不经过高尔基体

B.细胞质基质不能为细胞代谢提供ATP

C.人的红细胞成熟后, 仍继续合成血红蛋白

D.高尔基体膜具有流动性, 主要由磷脂和蛋白质组成

3.下图是细胞膜的亚显微结构模式图, (1) ～ (3) 表示构成细胞膜的物质。下列关于细胞膜结构和功能的叙述中, 正确的是 ( )

A.a过程与膜内外物质的浓度无关

B.b可表示细胞分泌胰岛素的过程

C. (1) 与细胞间识别和免疫密切相关

D. (2) 和 (3) 构成了细胞膜的基本骨架

4.碘是合成甲状腺激素的原料, 其在甲状腺细胞内的浓度高于内环境。131I是一种人工放射性同位素, 是核电站泄露的核辐射源之一。口服一定剂量131I可以治疗甲状腺功能亢进。据此分析, 下列表述不正确的是 ( )

A.甲状腺细胞受损会导致下丘脑和垂体细胞分泌激素的量增加

B.131I能破坏部分甲状腺细胞使甲亢患者甲状腺激素分泌减少

C.131I辐射可能诱发突变而增加细胞癌变几率

D.甲状腺细胞吸收碘需要载体但不消耗ATP

5.有关下图所示四种不同生物的叙述, 正确的是 ( )

A.甲、乙两种细胞的细胞壁都可用纤维素酶完全分解

B.乙为低等植物细胞, 细胞中的核糖体和叶绿体均含RNA

C.丙的遗传物质是单链RNA, 其突变率远高于DNA病毒

D.丁细胞的有氧呼吸被抑制会影响脂溶性小分子物质的运输

6.下图为动物肌肉细胞细胞膜对部分物质的转运过程。下列叙述中, 与图中信息不相符的是 ( )

A.甲侧为细胞外, 乙侧为细胞内

B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输

C.葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP

D.葡萄糖与甘油跨膜运输的方式相同

7.某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置, 开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中 ( )

A.液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定

B.水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢

C.当半透膜两侧液体浓度相等时, 水分子不再通过半透膜扩散

D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时, 长颈漏斗内液面最高

8.下列关于细胞结构的叙述, 正确的是 ( )

A.溶酶体的形成说明了经高尔基体加工的蛋白质可以被送到细胞内

B.破坏线粒体内膜后, 有氧呼吸过程还能产生大量ATP

C.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

D.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类是一样的

9.将脉胞菌培养在加有3 H标记的胆碱培养基中, 使其线粒体膜带有放射性标记, 然后收集放射性标记的细胞, 再转入无同位素标记的培养基中继续培养, 分别在不同培养时间收集菌体。而后, 通过放射自显影检查经过不同时期培养的细胞中同位素的分布。结果证明新线粒体是 ( )

A.通过分裂增殖的

B.由其他膜重新装配而来

C.重新合成的

D.通过复制产生的

10.HIV能通过细胞表面的CD4 (一种受体蛋白) 识别T细胞, 如果给AIDS患者大量注射用CD4修饰过的红细胞, 红细胞也会被HIV识别、入侵。HIV在红细胞内无法增殖, 因此红细胞成为HIV的“陷阱细胞”, 这为治疗AIDS提供了新的思路。据材料分析, 下列叙述正确的是 ( )

A.红细胞可作为“陷阱细胞”与其结构有关

B.T细胞与红细胞发育、成熟的场所相同

C.禽流感病毒也能通过CD4识别T细胞

D.入侵到红细胞的HIV, 会被红细胞内的溶酶体杀死

11.图1表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图;图2表示膜蛋白的功能。请据图回答下列问题。

(1) 该细胞不同表面执行不同的功能, 且具有高度的极性。从质膜的成分分析, 出现这一现象的原因是_____。

(2) 膜蛋白A要消耗主要由图中的_______ (结构) 产生的ATP, 以_______方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛, 以增多细胞膜上_______数量, 进而可以高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。

(3) 通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞_______, 以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。

(4) 细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D, 说明膜蛋白还具有_______功能。

(5) 以连线的方式表示图1和图2中膜蛋白之间的关系。

膜蛋白A 连结蛋白

膜蛋白B 受体

膜蛋白C 运输蛋白

膜蛋白D 酶

参考答案:

1.A 2.D 3.C 4.D 5.C 6.D7.D 8.A 9.A 10.A

11. (1) 细胞膜蛋白质不同 (或膜蛋白质结构不同)

(2) 线粒体主动运输载体蛋白 (膜蛋白A)

(3) 紧密连在一起

(4) 生物催化 (或催化)

3.细胞核的结构与功能 篇三

一、细胞核的结构

细胞核的结构主要包括四个部分——核膜、核孔、染色质和核仁。掌握这四个部分的结构和功能是解答这类题目的关键。现将构成细胞核各组分的结构和功能归纳总结如下：

1．核膜的结构和功能

（1）核膜具双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。

（2）核膜起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。

（3）核膜具有选择透过性，控制离子和小分子物质进出细胞核。

2．核孔的结构和功能

（1）核孔存在于核膜上。

（2）实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质进出细胞核的通道。

（3）代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。

例1 真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是（ ）

A．胰岛细胞 B．造血干细胞

C．效应B细胞（浆细胞） D．口腔上皮细胞

解析 根据题中核孔数目与细胞类型和代谢水平有关的信息，考查选项中几种不同类型的细胞在代谢水平上的差异。胰岛细胞和效应B细胞能分泌激素（胰岛素或胰高血糖素）和抗体，造血干细胞能够旺盛分裂，它们都代谢旺盛；口腔上皮细胞为高度分化的细胞，代谢较弱。由于细胞代谢越旺盛，核孔数目越多，因此口腔上皮细胞的核孔数目最少。

答案 D

3．核仁的结构和功能

（1）核仁是间期细胞核中存在的一个或多个球形致密小体，无膜结构。组成成分主要是核糖核酸和蛋白质类物质。

（2）核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

（3）蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。

例2 下列细胞中核仁较小的是（ ）

A．胰腺细胞 B．肿瘤细胞

C．神经细胞 D．胚胎细胞

解析 核仁主要作用是与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，所以核仁较小就表示细胞需要合成的蛋白质较少。胰腺细胞需要合成和分泌大量的蛋白质，肿瘤细胞核胚胎细胞连续分裂，也需要有大量蛋白质，而神经细胞不分裂，也不分泌蛋白质，所以合成的蛋白质较少，故核仁也相对较小。

答案 C

4．DNA、染色体和染色质的关系

[DNA(遗传物质)蛋白质组成染色质(间期)高度螺旋化、缩短变粗解开螺旋、成为细丝状染色体(分裂期)]

5．原核细胞核与真核细胞核的区别

原核细胞细胞核无以核膜为界限的细胞核，无核仁，无染色体，有环状DNA分子，称为拟核。

例3 下列关于细胞核的叙述正确的是（ ）

A．真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行

B．光学显微镜下可观察看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体

C．真核细胞的核膜上有核孔，DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质

D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别

解析 核膜为酶提供了附着位点，有利于生化反应的进行。在细胞分裂间期是以染色质的形式存在。DNA分子储存在细胞核内，不能通过核孔，细胞质中某些蛋白质，如酶等可以通过核孔进入细胞核。原核细胞的拟核不具核膜，拟核区内只有一个大型的环状DNA分子，没有与蛋白质结合形成染色体，也无核仁等结构。

答案 A

二、细胞核的功能

细胞核是细胞的控制中心，在细胞的代谢、生长、分化中起着重要作用，是遗传物质的主要存在部位。

1．细胞核是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的场所

从细胞核的结构可以看出，细胞核中最重要的结构是染色质，染色质的组成成分是蛋白质分子和DNA分子，而DNA分子又是主要遗传物质。当遗传物质向后代传递时，必须在核中进行复制。所以，细胞核是遗传物储存和复制的场所。

2．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心

遗传物质能经复制后传给子代，同时遗传物质还必须将其控制的生物性状特征表现出来，这些遗传物质绝大部分都存在于细胞核中。所以，细胞核又是细胞遗传性和细胞代谢活动的控制中心。

一般来说，真核细胞失去细胞核后，很快就会死亡，但红细胞失去细胞核后还能生活120天；植物筛管细胞，失去细胞核后，能活好几年。

例4 下图是克隆羊的培养过程示意图，请据图回答：

[植入][细胞核][去核卵细胞][母羊B

（基因型aa）][母羊A

（基因型AA）] [羊D][发育] [母羊C子宫

（基因型Aa）]

（1）隆羊D的繁殖方式是 。

（2）与羊A、羊B、羊C都有关系，从外表看羊D长得像羊 。羊A和羊C在羊D的法乐过程中各有什么作用： 。

（3）在克隆时，若将羊B换成雄性，则克隆羊的性别为 。

解析 （1）“克隆clone”一词的希腊文原意是“一段树枝”。即用树枝繁殖的过程，为营养生殖，即属于无性生殖。（2）由于生物体性状主要是由细胞核中的物质决定，细胞质中遗传物质量极少。因此，羊D的性状主要由细胞核决定，性别也相同。在羊D的发育过程中，羊A提供胚胎发育最初所需的物质，羊C提供胚胎发育所需的条件至胚胎发育为幼年产出。（3）克隆羊的性别应与提供细胞核的羊的性别一致，因为性染色体存在于每个体细胞的细胞核中。所以，羊D的性别与羊B一致。

答案 （1）无性生殖 （2）B；羊A卵细胞质中含有胚胎发育初期所需物质，羊C提供羊D胚胎发育所需条件 （3）雄

【练习】

1．黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质，有关研究发现，它能引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来，这一结果直接导致（ ）

A．核仁被破坏B．染色体被破坏

C．细胞膜被破坏D．蛋白质合成受到影响

2．下列物质中，必须从核孔进入核内的是（ ）

A．氨基酸B．RNA酶

C．呼吸作用酶D．葡萄糖

3. 下列成熟的细胞中，没有细胞核的活细胞是（ ）

①导管细胞 ②筛管细胞 ③蛙的红细胞 ④人的红细胞 ⑤牛的红细胞

A．②④⑤ B．③④⑤

C．①②④ D．④⑤

4. 下列关于染色体的叙述不正确的是（ ）

A．染色体是细胞核中易被碱性染料染成深色的物质

B．严格地说只有细胞分裂时才出现的染色体

C．蓝藻细胞在有丝分裂时也形成染色体

D．染色体的主要成分是蛋白质和DNA

5. 有人用变形虫做如下实验，观察下图，回答相关问题。

[①][②][③][④][⑤][⑥][A][B][a]

（1）变形虫A在a处被切成①②两部分，①中切口处的修复与细胞膜的什么特点有关？

（2）①②两部分的存活情况是① ；② 。

（3）变形虫B被取走了细胞核，则③④两部分的存活情况是③ ，原因是 ；④ 。而后又给去核细胞④移植细胞核⑤，得到重组细胞⑥，则⑥的存活情况是 。

（4）对以上实验分析后，我们可得出怎样的结论？ 。

6．Hammerlin的实验如下图所示，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断（A），此中间之茎（B）置海水中可再生一杯（C），但将此杯切掉后的（D），不能再生第二杯。

[切断][切断][切断][核][再生一杯][不能再生第二杯][A B C D]

（1）如图所示，能由B再生一杯的原因是 。

（2）不能由D再生第二个杯的原因是 。

（3）此实验说明 。

【参考答案】

1. D 2. B 3. A 4. C

5. （1）一定的流动性

（2）①正常存活；②不久死亡

（3）③很快死亡；没有细胞质，不能合成生命活动所需要的蛋白质 ④不久死亡；正常存活

（4）细胞只有保持完整性，才能正常完成各项生命活动。

6. （1）细胞内合成的控制细胞新陈代谢和生长发育的物质进入“茎”（即细胞质内），并贮存了一部分。

（2）上述进入茎内和物质己耗尽，故不能由D再生一杯形帽。

4.“细胞质的结构和功能”教学设计 篇四

张从伟（广西柳州地区民族高中 广西柳州 545004）教材分析

1.1 对教材认识 “细胞质的结构和功能”是全日制普通高级中学教科书（必修）《生物》（人民教育出版社）第一册第2章第1节“细胞的结构和功能”这一课题的一个内容。在此之前，教材已经安排了细胞膜的结构和功能的相关内容，学生已经了解了细胞的雏形，但是生命基本单位的里面都有哪些神秘结构使其能完成各种功能？未知激发学生想进一步了解和探究的欲望。遵循学习的规律教材在此安排“细胞质的结构和功能”顺理成章。可是使学生建立一个完整的细胞概念图和细胞学基础的知识体系。1.2 教学目标

1）知识目标：通过学习，学生理解细胞质基质内含有的物质和细胞质基质的主要功能；应用线粒体和叶绿体的基本结构及主要功能；应用组成线粒体和叶绿体的主要化合物。

2）能力目标：通过观察叶绿体和细胞质的流动，培养学生的观察和实验能力；通过学习各种细胞器的结构和功能培养学生的识图、绘图、比较、分析、推理、判断能力。3）情感目标：通过观察叶绿体和细胞质的流动培养学生实事求是的态度，对其进行运动、发展、变化的教育；通过学习各种细胞器的结构和功能使学生形成局部与整体相统一的观点。

1.3 教学重点和难点

1)重点:线 粒体和叶绿体的基本结构和主要功能； 2)难点:线粒体和叶绿体的基本结构和主要功能。1.4 课型与时间

1）课型：新课。2）时间：1课时。教学思路及策略

2.1教学思路设计 以细胞质的功能带动细胞质的结构学习，使学生学会用辨证的观点，理解结构与功能的关系，理解两者的合理性、协调性和统一性；在教学中引入探究性学习的相关模式，把新课 程理念的思想 渗透在课堂教学中，使课堂体现以“学生为主体，以教师为主导” 的指导思想，让学生在学习过程中体验研究的方法与思维并激发学生关注生命科学、关注生命科学的研究、发展和方法。

2.2教学方法 以实验法、讨论法、问题法为基础方法，课堂组织学生合作实验探究为先导，提问、讲解、演示、课件辅助等多种形式相结合，应到学生观察、操作、思考合作交流等。

2.3教具及媒体应用

实验器材（菠菜叶临时装片、显微镜、铅笔等）动植物亚显微结构示意图，线粒体和叶绿体的示意图和模型，投影仪和多媒体。教学过程

3.1 实验观察，设疑入题

3.1.1 老师组织同学观察菠菜叶临时装片 学生尝试使用显微镜按照老师实验课要求操作，小组合作观察观察细胞质的流动（教师巡察、释疑、示范）。提问在光学显微镜下观察的活细胞，细胞质物理性质及状态？ 3.1.2 多媒体展示光学显微镜下的活细胞，请学生观察细胞膜之内、细胞核之外的细胞质里有哪些细微的结构，它们有什么功能呢? 让学生总结细胞质都包括哪些部分？ 3.2 细胞质基质都有哪些主要功能？（学生阅读作答）

细胞质的基质中悬浮着多种细胞器。每种细胞器都有特定的形态结构，完成各自专有的功能。（让学生观察图片说出细胞器都有哪些）线粒体，叶绿体，内质网等。3.3 真核细胞内的主要细胞器

3.3.1 线粒体 向学生推荐我发明的“八宝粥”细胞器理论并让学生观看动植物细胞亚显微结构图，找找有无线粒体，大致什么形态。

形态：大多呈棒状、颗粒状、短线状 分布：普遍存在于动植物细胞中

功能：教师举例，由学生思考推论线粒体的功能。

例①生长旺盛的细胞或生理功能活跃的细胞中线粒体居多(如肝细胞中线粒体多达2 000个，一般细胞为几十至几百个)，在代谢衰退的细胞中线粒体较少。②鸟翼的肌原纤维、精子的尾部基端线粒体数目较多。③线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中，但它在活细胞中能自由地移动，往往在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中。例如在小鼠受精卵的分裂面附近比较集中。

让学生分析上述例子，说明线粒体有何功能，在分布上有何特点? 这些能量来源是什么，线粒体又是如何提供的? 教师加以引导，由学生得出结论。结论是:线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量。

线粒体有哪些形态结构特点，有利于进行有氧呼吸释放能量呢? 教师出示图片，让学生观察线粒体的结构，并思考线粒体都有那些结构，突出线粒体结构与功能相统一的观点。（图略）

小结时再用色彩鲜明且有立体感的挂图，由学生来讲有哪些结构和生理功能，以利学生理解掌握以下内容：

①线粒体有内外两层膜，外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开，内膜向内腔折叠形成嵴，加大了内膜的表面积，有利于有氧呼吸的生化反应顺利进行。

②内膜、嵴周围充满液态基质，液体环境有利于生化反应进行。

③内膜、嵴上分布有基粒。内膜、嵴、基粒和基质中均有许多种与有氧呼吸有关的酶。

3.3.2 叶绿体 首先，观察植物细胞亚显微结构图，然后简单讲述质体的分类及特点，强调重点学习叶绿体。

分布：主要存在植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的皮层细胞里。功能：植物进行光合作用的细胞器。

关于光合作用的知识，学生在初中学习过，但对光合作用的细胞器是叶绿体还是叶绿素有时搞不清，应注意让学生分清叶绿素是物质，叶绿体是结构。

启发和提问，植物叶片正面和背面的绿色有何区别。正面见光，叶绿体多，有利于进行光合作用。那么叶绿体的内部结构有哪些特点有利于接受阳光进行光合作用呢? 展示叶绿体亚显微结构模型和挂图，围绕叶绿体的功能讲解其结构。教学中应尽量采用谈话法使学生明确以下几点：

①叶绿体一般呈扁平椭球形或球形，膜透明有利于透进阳光，表面积较大有利于接受光照，叶绿体在细胞中分布与光照有关，能在细胞质的基质中流动。②有两层膜，使叶绿体内部与外界隔开，成为一个独立的完成光合作用功能的系统。内膜光滑，基质中有几个～几十个基粒。每个基粒呈圆柱形，由10～100个片层结构薄膜重叠而成，薄膜上分布叶绿素等色素。色素的作用是吸收光能、利用光能。

③基粒与基粒之间充满液态基质，在叶绿体的内膜上、基粒片层结构薄膜上和基质中含许多光合作用必需的酶。

④小结叶绿体结构与光合作用功能的适应关系。

学习完线粒体和叶绿体，应该对二者进行比较、小结，为第二章学习新陈代谢中的有氧呼吸和光合作用奠定基础。小结时要明确: 1）线粒体和叶绿体，这两种细胞器，各具有特定的结构和功能。结构是功能的基础，功能和结构协调统一。

2）线粒体和叶绿体虽有相同的结构名称，两者都与能量的转换密切相关，但两者又是两种完全不同的能量转换器。线粒体是化能转换器(有机物中稳定的化学能一活泼可转移的化学能)，叶绿体是光能转换器(光能一有机物中稳定的化学能)3）线粒体和叶绿体还都含有少量的遗传物质DNA和RNA，这是其它许多细胞器所没 有的，在遗传上具相对独立遗传功能，为第五章讲到细胞质遗传作些铺垫。教学反思

“细胞质的结构和功能”教学，让学生亲身利用显微镜观察实践：细胞质的流动让学生感到新奇也感动喜悦——因为他们不再机械记忆“纸质生物”而是感到受生命本省；不再被动接受而是主动探寻。有理由相信抓住学生动脑动手学生心思自然回归到课堂上来，自然学有所获，大大提高教学的实效性。教学观念的转变也自然影响教师心情，体会到教学的快乐。（因为课堂的高效——少做高回报）。

5.细胞器结构功能总结 篇五

早期研究使用的成纤维细胞生长因子(FGFs)主要来自牛脑和脑垂体的提取液，是大约150个氨基酸结构的酸性或碱性成纤维细胞生长因子(aFGF：FGF1或bFGF：FGF2)。其后分离的癌基因产物的细胞增殖因子与上述FGFs结构类似，也被分类在FGFs家族，并依次命名为FGF3~9〔1〕。目前已发现23种FGFs。现主要就多能FGFs结构和相关功能机制的研究进展进行综述。?

1发现和鉴定新的FGFs结构?

FGFs作为细胞间信号分子在胚胎发生和分化过程中起重要作用。FGFs是由约150~200氨基酸组成的多肽，相互之间的氨基酸序列有20%~50%是相同的〔2,3〕。其中心区域有大约120个氨基酸序列存在高度的同源性(30%~70%)。利用该区域的同源性，以人、小鼠或大鼠cDNA和基因组DNA为模板、采用同源序列PCR法进行新FGFs基因检测。当然，还可以采用T7噬菌体?cDNA显示法鉴定新FGFs。FGFs受体(FGFRs)是典型的膜结合酪氨酸激酶型受体。将FGFRs的胞外结构域在杆状病毒群(baculovirus)表达株表达，制成重组的细胞外结构域(可溶性FGF受体)。进而利用可溶性FGFRs与配体结合的特性，通过T7噬菌体cDNA显示法对互补cDNA文库进行筛选。?

通过同源序列PCR法，已经发现了6种新的FGFs基因(FGF10、FGF16、FGF17、FGF18、FGF20、FGF21)〔4〕。虽然T7噬菌体cDNA显示法能获得较多的阳性克隆，但不能确认是新发现的FGFs。随着人类基因组结构的解析及其DNA数据库被公开，通过基因检索进而又发现3种新的FGFs基因(FGF19、FGF22、FGF23)〔5,6〕，并发现FGF-22mRNA选择性表达于皮肤毛囊的内毛根鞘〔7〕。加上在探索视网膜特异性表达基因的过程中所发现的4种新的FGFs基因(即FGF11、FGF12、FGF13和FGF14)〔1〕，以及McWhirter等〔8〕在探索嵌合体同源结构域癌蛋白(chimerichomeodomainoncoprotein)E2A-Pbx1下游目标过程中发现的FGF15，迄今共鉴定出23种人或鼠FGFs。但是人FGF15和小鼠FGF19尚未被证实。人FGF19与小鼠FGF15显示很高的同源性(约50%)，且这两种基因都跟FGF3、FGF4基因的染色体邻接〔3〕，由此推断人FGF19是小鼠FGF15的相同体。由于人与小鼠其他FGFs结构之间的同源性达90%以上，因而除非FGF15和FGF19在进化过程中意外地发

6.细菌纤维素酶结构和功能总结要点 篇六

概述了细菌纤维素酶的水解机制及其基因的克隆和表达，总结了近年来纤维素酶结构和功能方面的研究成果，展望细菌纤维素酶领域的研究前景。1 引言 纤维素分解性细菌的类群

纤维素分解性细菌是指能分解纤维素的细菌 分三大类群：

（1）厌氧发酵型：芽孢梭菌属（Clostridium）、牛黄瘤胃球菌属（Ruminococcus）、白色瘤胃球菌（Ruminococcusalbus）、产琥珀酸拟杆菌（Bacteroides succinogenes）、产琥珀酸丝状杆菌（（Fibrobactersuccinogenes）、溶热

纤纤

维梭

菌菌Butyrivibrio fibrisolvens）、（Clostridium thermocellum）、解纤维梭菌（Clostridiumcellulolyticum）；

（2）好氧型：粪碱纤维单胞菌（Cellulomonasfimi）、纤维单胞菌属（Cellulomonas）、纤维弧菌属（Cellvibrio）、发酵单胞菌（Zymomonas）、混合纤维弧菌（Cellvibrimixtus）；

（3）好氧滑动菌，如噬胞菌属（Cytophaga）。细菌纤维素酶分类

细菌纤维素酶是多酶复合体系，根据各酶的功能可分为三大

类：

（1）内切葡聚糖酶（1,4-D-glueanohydrolase

或endo-1,4-β-D-glucanase，EC 3.2.1.4），简称Cen。作用于纤维素内部的非结晶区，随机水解β-1,4-糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量非还原性末端的小分子纤维素，其分子量大小约为23-146KD。

（2）外切葡聚糖纤维二糖水解酶（1,4-β-D-glucan cellobio-hydrolase或exo-1,4-β-D-glucanase,EC3.2.1.91），简称Cex。作用于纤维素线状分子末端，水解β-1，4-D-14糖苷键，依次切下一个纤维二糖分子，故又称为纤维二糖水解酶（cellobiohydrolase），分子量约38-118 KD。

（3）β-葡萄糖苷酶（β-1,4-glucosidase, EC3.2.1.21）简称BG或称纤维二糖酶。这类酶一般将纤维二糖或可溶性的纤维糊精水解成葡萄糖分子，其分子量约为76KD。细菌纤维素酶水解机制

好氧细菌的三种纤维素酶是以各自独立的形式分泌到细胞外水解纤维素的；厌氧细菌的三种纤维素酶以多酶复合体形式结合在细胞壁上对纤维素进行水解。细菌纤维素酶通过多酶复合体系各组分协同作用彻底有效降解天然纤维素。

Cen负责进攻纤维素的非结晶区，随机水解β-1，4-糖苷键，将长键纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素

Cex负责从纤维素线状分子的非还原性末端水解切下纤维二糖单位

BG则将纤维二糖水解成葡萄糖

在已知结构的细菌纤维素酶分子中，通过在异头碳原子位通过构型的保留或构型的转化完成催化反应，其中两个保守的羧基氨基酸分别作为质子供体和亲核试剂，如C.thernmocellum的内切酶CelC催化域中Glu-280和Glu-140分别作亲核试剂和质子供体, C.fimi的外切酶Cex的Glu-574和Glu-645分别作亲核试剂和质子供体，证明了细菌纤维素酶降解纤维素的水解双置换机制。由于纤维素底物的高度复杂性以及底物的多样性，纤维素水解过程的并没有完全清楚。因此，纤维素酶系的降解机理还有待进一步研究和探讨。细菌纤维素酶的结构和功能

通过对粪碱纤维单胞菌（Cellulomonas fimi）的一个外切酶Cex和一个内切酶CenA的研究表明，细菌纤维素酶的纤维素结合结构域（CBD）位于氨基端或羧基端，它借助连接桥（Linker）与催化结构域（CD）连接。在多种细菌的纤维素酶中发现有相似的结构。

催化结构域（CD）

纤维素酶分子的催化结构域主要体现酶的催化活性及对特定水溶性底物的特异性。不同 来源纤维素酶分子量差别很大，但其催化区的大小却基本一致，活性位点的三级结构都是保守区域。

Juy M et 等采用x光衍射的方法对热纤梭菌的Cel D的催化域进行了结晶和解析。结果表明，内切酶的活性位点位于一个开放的“裂缝”（Cleft）中，可与纤维素链的任何部位结合并切断纤维素链；外切酶的活性位点位于一个长“环”（1oop）所形成的“内部通道”（tunnel）里，它只能从纤维素链的非还原性末端切下纤维二糖。细菌的外切酶有两个酶切位点，有限酶切时，可将CBD和连接桥分别切去。Meinke A 等利用蛋白质工程的方法将粪碱纤维单胞菌的外切酶Cbh A分子的Loop删除后，发现该酶的内切酶活性提高。根据其氨基酸序列的相似性已知的纤维素酶的CD可分为70多个家族，在同一家族内具有相似的分子折叠模式和保守的活性位点，因此在同一家族内，其反应机制和对底物的特异性都可能相同，这已通过实验得到证实。纤维素结合结构域（CBD）

许多纤维素酶主要依靠在肽链N端或C端的CBD结合底物，该结构又称纤维素结合模块，其功能是将相邻的催化结构域传递到晶体纤维素底物上。细菌纤维素酶的CBD由100-110个氨基酸组成，同源性较低。细菌CBD平坦的表面只露出2个或3个芳香族氨基酸残基和一些形成氢键的残基,多项研究证实，这些残基与CBD对结晶纤维素的结合有关。一些细菌的CBD结构有一定的共同特点：带电荷氨基酸含量很低；羟基氨基酸含量很高；都含有Trp、Asn和Gly，而且两个Cys在N、C末端的位置完全相同。汪天虹等用多维核磁共振和X射线衍射技术，证实了族

Ⅱ C.Fimi Cex、Cen以及族Ⅲ C．thermocelhun Cip的CBD有相似的结构：由2个β片层面对面折叠在一起，形成一个β三明治结构，CBDcex含有一个单一的二硫桥连接N-末端和C-末端，CBDcip有一个Ca2+的高亲和性结合位点[6]。然而，有的CBD的作用似乎不在于跟底物结合，而是破坏晶体纤维素链间的非共价相互作用；或者不仅结合底物，还提供结合不同底物结构的优先权。杨永彬等通过实验证实家族Ⅱ的CBD能够促使纤维素中氢键的断裂,从而释放单根纤维素分子链[7]。C.fimi的 CenA或Cex单独的CBD不具备对纤维素的水解活力，但能破坏棉纤维，形成短纤维，具有疏解结晶纤维素的能力。实验证明，细菌纤维素酶中的CBD对酶的催化活力是非必需的，但它们具有调节酶对可溶性和非可溶性底物专一性活力的作用。

连接桥（1inker）

连接肽（1inker）一级结构的研究发现，细菌纤维素酶分子的连接肽富含脯氨酸（Pro）和丝氨酸（Thr），完全由Pro-Thr这样的重复序列约100多个氨基酸残基组成。在高级结构的分子形状上，细菌连接肽、CD、CBD之间呈135o。连接肽的作用可能是保持CD和CBD之间的距离，有助于不同酶分子间形成较为稳定的聚集体。

纤维素酶降解纤维素是酶的各组分之间协同作用的结果，目前主要有2种观点：一种观点认为，首先由EG在纤维素分子内部的无定形区进行酶切产生新的末端，然后由CBH以纤维二糖为单位由末端进行水解，每次切下1个纤维二糖分子，最后由BG将纤维二糖以及短链的纤维寡糖水解为葡萄糖。另一种观点则认为，首先是由CBH水解不溶性纤维素生成可溶性的纤维糊精和纤维二糖，然后由EG作用于纤维糊精生成纤维二糖，再由BG将纤维二糖分解成2个葡萄糖。这种协同作用方式也决定了纤维素酶表达调控的复杂性。7 细菌纤维素酶基因的克隆与表达

细菌中编码纤维素酶的基因在基因组的分布为随机的或形成基因簇。在基因簇中，有转录终止子，没发现有启动子。人们已从40多种细菌中克隆到了纤维素酶基因，其中一些酶基因已经在大肠杆菌和酵母中得到表达。如从Stropyomyces、Clostridium、Thermoanaer obacter、Themomonspora、Erwinia、Pseudomonas、Cellvibrio、Ruminococcus、Cellulomonas、Fibrobacter 和 Bacillus 中成功分离出葡聚糖基因，并先后克隆了瘤胃的Bacteroides、succi nogenes、Butyrivibrio sp Ruminococcus albus等细菌的纤维素酶基因，同时热梭菌中的11种内切纤维素酶（CelA、CelB、CelD、CelE、CelF、CelG、CelH、CelI、CelJ、CelK、CelS）的基因已经被克隆，嗜纤维梭菌的5种内切纤维素酶（EngA、EngB、EngC、EngD、EngE）已经测序并在大肠杆菌中得到表达。不同的细菌中克隆了内切葡聚糖酶基因。Kim等克隆了Aquifex aeolicus VF5编码EG的 ce18Y基因，在E.coli XL1-Blue中成功表达，Hakamada等运用盒式连接介导PCR 和反向

PCR 克隆到了基因egl-257。人们将纤维素酶、纤维二糖等外源基因转入运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）中并得到不同程度的表达，有望将它改造为能将纤维素转化为乙醇的重组菌株并在工业中广泛应用。细菌葡聚糖酶基因在S.cerevisiae的启动子和信号肽的控制下构建在同一质粒载体上，然后转入S.cerevisiae，重组菌可向培养基分泌保留70%活性的葡聚糖内切酶和外切酶，这种酶能够分解滤纸和木浆中的纤维素。展望

细菌以多酶复合体结构彻底有效降解天然纤维素，纤维小体是研究较多的细菌纤维素酶复合体。纤维小体的作用方式是理解纤维素降解和利用纤维素资源的关键。进一步了解纤维小体结构的普遍性，不同来源的纤维小体的组成同源性和多样性，纤维小体蛋白质之间的相互作用，纤维小体组织结构的形态发生等，从而为工程改造纤维小体，利用纤维素资源提供基础。

提高纤维素酶的分离纯化技术，利用基因工程和蛋白质工程的手段，对它的空间结构作进一步的研究，以便更好地了解它的结构、酶学特性和协同作用的降解机制，为纤维素酶蛋白质分子的改造和设计提供理论基础。

通过构建培养和未培养细菌的基因组DNA文库，筛选到高效的、多样性的纤维素酶基因，利用体外DNA分子定向进化等