细胞的基本形态结构与功能课件

第三章细胞的基本形态结构与功能第三章细胞的基本1人眼的分辨力仅有0.1mm显微镜的发明为细胞的发现奠定了基础，没有显微镜就不可能有细胞学诞生显微镜的发明史1590年，荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜（有物镜和目镜），它的放大倍数是3～10倍显微镜：打开微观世界大门的钥匙ZacchariasJanssen人眼的分辨力仅有0.1mm显微镜：打开微观世界大门的钥匙Z2显微镜的发明史1665年，英国人R.Hooke用自己设计与制造的显微镜（放大倍数40～140倍）观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室显微镜：打开微观世界大门的钥匙RobertHooke显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙RobertH3显微镜的发明史1673年起，荷兰人A.vanLeeuwenhoek一生中制作了400多台显微镜，最高的放大倍数达到200～300倍。第一个看到活细胞，第一个观察细菌和原生动物显微镜：打开微观世界大门的钥匙A.vanLeeuwenhoek显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙A.vanL4显微镜的发明史1812年，苏格兰人D.Brewster发明油浸物镜，并改进了体视显微镜1886年，德国人E.

Abbe发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普通光学显微镜技术基本成熟显微镜：打开微观世界大门的钥匙Brewster’smicroscopeErnst

Abbe显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙Brewster5显微镜的发明史（光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍）1932年，荷兰籍德国人F.Zernike成功设计了相差显微镜（phasecontrastmicroscope)，并由Zeiss工厂制成，因而获得1953年度诺贝尔物理学奖

相差显微镜可以观察未经染色的标本和活细胞，其原理是把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见显微镜：打开微观世界大门的钥匙F.Zernike显微镜的发明史（光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍）显微6显微镜的发明史（电子显微镜的最大放大倍率超过300万倍）1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska描述了一台最初的电子显微镜，1940年美国和德国制造出分辨力为0.2nm的商品电镜1981年，瑞士人G.

Binnig和H.

Rohrer发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska同获1986年度诺贝尔物理学奖

显微镜：打开微观世界大门的钥匙H.

Rohrer&G.

BinnigE.A.F.Ruska显微镜的发明史（电子显微镜的最大放大倍率超过300万倍）显微7细胞学说的建立十九世纪以前，着眼于细胞显微结构方面的研究和对细胞形态上描述，但对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括19世纪30年代，德国植物学家施莱登（M.J.Schleiden）和动物学家施旺（T.Schwann）分别在其各自的论文《植物发生论》和《动植物的结构和生长一致性的显微研究》提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是生命活动的基本单位1858年，德国细胞病理学家魏尔肖（R.L.C.Virchow）提出“一切细胞来源于细胞”的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说细胞学说细胞学说的建立细胞学说8细胞学说的基本内容：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们“自己的”生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生细胞学说M.J.SchleidenT.SchwannR.L.C.Virchow细胞学说的基本内容：细胞学说M.J.SchleidenT.9原核细胞（procaryoticcell）与真核细胞（eukaryoticcell）由原核细胞构成的生物称为原核生物，包括所有的细菌和蓝藻类由真核细胞构成的生物称为真核生物，包括所有的动物细胞和植物细胞细胞的基本结构与功能原核细胞（procaryoticcell）与真核细胞（eu10细胞的基本结构与功能原核细胞真核细胞大小大多数很小（0.1-10mm）大多数较大（10-100mm）细胞核无膜包围有双层膜包围遗传环状裸露DNA或者结合少量蛋白质DNA复制转录翻译同一时间地点进行线状DNA，与蛋白质结合成染色质复制转录在核中，翻译在细胞质中内膜系统无独立内膜系统无线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等细胞器有，并且分化成细胞器具有各种膜包被的细胞器细胞质无细胞骨架有细胞骨架细胞膜电子传递链、氧化磷酸化位于质膜上电子传递链、氧化磷酸化位于线粒体内膜上细胞壁肽聚糖和壁酸组成纤维素和果胶繁殖方式无丝分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂细胞的基本结构与功能原核细胞真核细胞大小大多数很小（0.1-11细胞的大小与细胞的功能相适应支原体：直径100nm，最简单、体积最小的原核细胞鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞神经细胞：胞体直径不过0.1mm，但发出的纤维可长达1m细胞的基本结构与功能细胞的大小与细胞的功能相适应细胞的基本结构与功能12单细胞生物仅有一个细胞细胞数目增加

生物体积加大多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成正比细胞的基本结构与功能单细胞生物仅有一个细胞细胞的基本结构与功能13真核细胞的结构与功能动物细胞植物细胞真核细胞的结构与功能动物细胞植物细胞14细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能15细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能16细胞膜：细胞表面的被膜，又名质膜（plasmamembrane）厚度：7～8nm半透性（semipermeability）：选择通透性激素受体、抗原结合位点、其他有关细胞识别的位点细胞膜和细胞壁细胞膜：细胞表面的被膜，又名质膜（plasmamembra17细胞壁（cellwall）：植物细胞的细胞膜之外无生命结构，由细胞代谢产物，如纤维素等，组成功能：支持和保护，防止细胞吸涨破裂细胞膜和细胞壁细胞壁（cellwall）：植物细胞的细胞膜之外细胞膜和细18细胞壁（cellwall）的组成：纤维素（cellulose）木质素（lignin）木栓质（suberin）细胞膜和细胞壁细胞壁（cellwall）的组成：细胞膜和细胞壁19细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能20一切真核细胞都有完整的细胞核大多数细胞是单核的细胞核在细胞的代谢、生长和分化中起重要作用细胞控制中心：遗传物质主要位于细胞核细胞核包括：

核被膜、核基质、染色质和核仁细胞核的基本结构一切真核细胞都有完整的细胞核细胞核的基本结构21核被膜与核纤层核被膜（nuclearenvelope）：核外面，两层膜，单层膜厚7-8nm，膜之间的核周腔宽约10-50nm，外膜常与糙面内质网相连核纤层（nuclearlamina）：核膜内面，由核纤层蛋白组成

细胞核的基本结构核被膜与核纤层细胞核的基本结构22核被膜与核纤层核孔（nuclearpore）：直径约50-100nm，数目几千至上百万个，大分子出入细胞核的选择性通道

细胞核的基本结构核被膜与核纤层细胞核的基本结构23染色质（chromatin）常染色质（euchromatin）：细丝状的部分，DNA长链分子展开的部分异染色质（heterochromatin）：染色较深的团块，DNA长链分子紧缩盘绕的部分

细胞核的基本结构染色质（chromatin）细胞核的基本结构24染色质（chromatin）的组成DNA蛋白少量RNA

细胞核的基本结构碱性蛋白（组蛋白，histone）：与DNA相结合，共五种非组蛋白：种类多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等

染色质（chromatin）的组成细胞核的基本结构碱性蛋白（25染色质（chromatin）的组成核小体：4对组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）构成核心，直径10nmH1组蛋白：核小体外侧结合DNA，稳定核小体连接体DNA（linkerDNA）：连接核小体的DNA一个核小体上的DNA与连接体DNA，共约200碱基对，构成染色质丝的一个单位

细胞核的基本结构染色质（chromatin）的组成细胞核的基本结构26染色质（chromatin）间期时，染色质在H1和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成30nm纤维细胞分裂时，染色质进一步浓缩折叠成染色体（chromosome）细胞核的基本结构染色质（chromatin）细胞核的基本结构27核仁（nucleolus）圆形或椭圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（1-2个）富含蛋白质和RNA（rRNA，核糖体RNA）由某一个或几个特定染色体的核仁组织区形成，核仁组织区是rDNA的所在之处转录rRNA和组装核糖体单位细胞核的基本结构核仁（nucleolus）细胞核的基本结构28核基质（nuclearmatrix）蛋白质组成的纤维状网络，网孔中充有液体核的支架染色质附着的场所细胞核的基本结构核基质（nuclearmatrix）细胞核的基本结构29细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能30细胞质（cytoplasm）：质膜内，细胞核外细胞溶胶（cytosol）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质细胞器（cellorganelle）内质网和核糖体高尔基体溶酶体线粒体微体质体、液泡细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器细胞质（cytoplasm）：质膜内，细胞核外细胞质和细胞器31内质网和核糖体内质网（endoplasmicreticulum）：细胞质内一系列囊腔和细管，彼此相通，形成的一个隔离于细胞溶质的膜系统（占细胞总膜面积的一半）核糖体（ribosome）：细胞合成蛋白质的场所细胞质和细胞器内质网光面内质网（SER）糙面内质网（RER）内质网和核糖体细胞质和细胞器内质网光面内质网（SER）糙面内32内质网和核糖体光面内质网（smoothER）

无核糖体颗粒，脂质合成的主要场所，降解有毒分子

合成脂肪、磷脂——脂肪细胞

合成甾体类激素——睾丸、肾上腺细胞细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器33内质网和核糖体糙面内质网（roughER）

富有核糖体颗粒，合成并转运蛋白质

蛋白质都是在核糖体上合成的，起始于细胞质基质，有些蛋白质在合成开始后不久便转在糙面内质网上合成，这些蛋白质主要有：向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器34内质网和核糖体核糖体

唯一功能：按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链

分类：70S核糖体（原核细胞），80S核糖体（真核细胞）

构成：均由大、小两个亚单位构成

细胞质和细胞器只有当小亚单位与mRNA结合后，大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体；肽链合成终止后，大小亚单位解离70sribosome80sribosome内质网和核糖体细胞质和细胞器只有当小亚单位与mRNA结合后，35内质网和核糖体信号假说（signalhypothesis）

蛋白质合成时，首先合成一段十几个氨基酸组成的信号肽，指导蛋白质转移至内质网上合成

细胞质和细胞器1999NobellaureateDr.GünterBlobel内质网和核糖体细胞质和细胞器1999Nobellaure36内质网和核糖体蛋白质转入内质网合成的过程

信号肽与信号识别颗粒（SRP）结合→肽链延伸终止→SRP与内质网上的SRP受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽被内质网腔内的信号肽酶切除→肽链延伸至终止→翻译体系解散细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器37高尔基体（Golgiapparatus）1898年，Golgi应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到20世纪50年代以后，才正确认识它的存在和结构它由数个扁平囊泡堆在一起而形成，高度有极性

细胞质和细胞器CamilloGolgi高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器Ca38高尔基体（Golgiapparatus）凸出的一面对着内质网称为 ——形成面（formingface）或顺面（cisface）凹进的一面对着质膜称为 ——成熟面（matureface）或反面（transface）中间膜囊

——多数糖基修饰、糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处细胞质和细胞器高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器39高尔基体（Golgiapparatus）功能：

将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外细胞质和细胞器参与植物细胞壁的形成，植物细胞壁中的纤维素和果胶质是在高尔基本中合成的高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器参与40溶酶体（lysosome）单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，由高尔基体断裂产生主要功能：进行细胞内消化，消化从外界吞入的颗粒以及细胞本身产生的碎渣异质性细胞器：不同溶酶体

形态不同、大小不同、

所含水解酶种类也可能不同

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器41细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）分类：

初级溶酶体：球形，内容物均一，不含明显颗粒物

次级溶酶体：由初级溶酶体和细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成；形态不规则，内部结构复杂，含颗粒、膜片、乃至细胞器等

残余小体：未被消化的物质残存在溶酶体中，以类似胞吐的方式排出胞外

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）42溶酶体（lysosome）特点：

溶酶体内呈酸性，pH4.8或更低，各种水解酶只有在酸性环境中才有活性

溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同：

溶酶体膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低

具有多种载体蛋白，用于水解产物向外转运

溶酶体膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白降解

细胞质和细胞器acidphosphataseinlysosome溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器acidphosp43溶酶体（lysosome）功能：

清除无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞

防御功能：巨噬细胞杀死病毒和细菌

其他生理功能：

作为消化器官为细胞提供营养

蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化

受精：精子的顶体

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器44线粒体（mitochondrion）细胞的“动力工厂”

通过氧化磷酸化作用，将贮存在糖类或脂肪中的化学能转变为细胞代谢可直接利用的能量分子——ATP（三磷酸腺苷）新陈代谢旺盛的细胞线粒体多

细胞功能旺盛的需能部位线粒体多细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器45线粒体（mitochondrion）结构：

内外两层膜套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连

外膜：孔蛋白（porin）

内膜：向内折叠形成嵴

膜间隙：无定形液体

基质：蛋白质性胶状物质

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器46线粒体（mitochondrion）化学组成：

蛋白质（占干重65-70%）、脂类（占25-30%）酶的定位：约120种酶

外膜：单胺氧化酶

内膜：细胞色素氧化酶、ATP合成酶

膜间隙：腺苷酸激酶

基质：苹果酸脱氢酶

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器47线粒体（mitochondrion）功能：

氧化磷酸化

电子传递链 ATP合成酶

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器48线粒体（mitochondrion）线粒体的半自主性

线粒体中还存在DNA、RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、核糖体、氨基酸活化酶等进行DNA复制、转录和蛋白质翻译的全套装备，说明线粒体具有独立的遗传体系，能编码合成13种多肽

但线粒体的绝大多数蛋白质都由核基因编码，在胞质核糖体合成

受两套遗传系统控制——半自主性

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器49线粒体（mitochondrion）线粒体可能起源于内共生

线粒体在形态，染色反应、化学组成、物理性质、活动状态、遗传体系等方面，都很像细菌

需氧细菌被原始真核细胞吞噬以后，互利共生。在进化过程中，好氧细菌逐步丧失了独立性，并将大量遗传信息转移到宿主细胞中，形成了线粒体的半自主性

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器50质体（plastid）植物细胞的细胞器

白色体：分生组织和不见光的细胞中

含淀粉、蛋白质或油类

有色体：

含各种色素，如类胡萝卜素

叶绿体（chloroplast）细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器51质体（plastid）叶绿体（chloroplast）

光合作用的场所，将光能转变为化学能

同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧

叶绿体在细胞中的分布与光照有关

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器52质体（plastid）叶绿体的结构

叶绿体膜（外膜和内膜）

类囊体（thylakoid）

基粒类囊体

基质类囊体

基质（stroma）

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器53质体（plastid）叶绿体的化学组成

叶绿体膜：

蛋白质、脂类

类囊体膜：

蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类

基质：

可溶性蛋白（RuBP羧化酶）、DNA、RNA

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器54质体（plastid）叶绿体的主要功能：

光合作用（photosynthesis）

光反应——类囊体膜上进行

暗反应——基质中进行叶绿体也是半自主性的细胞器

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器55微体（microbody）和溶酶体相似，单层膜包被所含酶不同、pH为中性分类：

过氧化物酶体（peroxisome）：

氧化酶分解脂肪酸，产生的H2O2再被过氧化氢酶分解

乙醛酸循环体（glyoxisome）：仅存于植物细胞

参与光呼吸反应；将种子中的脂肪酸转化为糖，用于萌发

细胞质和细胞器微体（microbody）细胞质和细胞器56液泡（vacuole）植物细胞单层膜包被的充满细胞液（cellsap）的囊泡液泡随细胞成长而发展：多个→一个；5%→95%功能：

细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满

含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色

贮存代谢废物

细胞质和细胞器液泡（vacuole）细胞质和细胞器57细胞骨架（cytoskeleton）真核细胞中的蛋白质纤维网架体系组成：

微管、微丝、中间纤维功能：

参与细胞运动、物质运输、能量转换、细胞分裂、基因表达、及细胞分化等

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器58细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

平均外径24nm的中空长管状纤维

除红细胞外，真核细胞都有微管

参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成

功能：

细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器59细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

由微管蛋白（tubulin）构成

微管蛋白含a、b两个亚基

a、b二聚体螺旋排列形成原纤维 13根原纤维合拢成一段微管

微管具有极性（+/-）

“踏车”现象

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器60细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

微管蛋白二聚体上具有两个位点：

秋水仙素结合位点：育种，产生多倍体

常春藤碱结合位点：抗癌

紫杉醇：促进微管装配、增加稳定性；抗癌

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器61细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

又称肌动蛋白丝（actinfilament）

直径7nm的骨架纤维

组成单体为肌动蛋白

单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝

微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性

微丝也有极性（+/-）细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器62细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

微丝装配的“踏车”现象细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器63细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

微丝易于解聚成单体，单体又容易重新聚合成微丝，因此有运动功能：

肌肉收缩、变形运动、及胞质分裂等

横纹肌、纤维细胞、肠微绒毛均有丰富的微丝

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器64细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

细胞松弛素B：结合在微丝（＋）端抑制肌动蛋白聚合到微丝纤维上，并引起肌动蛋白解聚

鬼笔环肽：与微丝特异性结合，防止肌动蛋白丝解聚

两者作用相反，但都能特异性的抑制微丝功能，引起细胞变形，使细胞骨架发生变化细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器65细胞骨架（cytoskeleton）中间纤维（intermediatefilament）

直径8-10nm，介于微管和微丝之间

最稳定的细胞骨架成分，支持、运动的功能

形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：

角蛋白(keratin)：上皮细胞

波形蛋白(vimentin)：成纤维细胞

层粘连蛋白(laminin)：上皮组织基础膜

细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器66鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛和纤毛：细胞表面的附属物

运动功能

两者基本结构相同：微管，横切面呈9(2)+2排列

长度、数量不同基粒：微管构成，呈9(3)+0排列，与鞭毛和纤毛的基部相连中心粒：微管构成，与基粒同源，结构相似，位于中心体（微管组织中心）中

细胞质和细胞器鞭毛、纤毛和中心粒细胞质和细胞器67细胞溶胶除细胞器以外的细胞质液体部分细胞骨架位于其中富含蛋白质，拥有细胞25-50%的蛋白质含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所胞质溶胶中还有细胞的各种内含物

细胞质和细胞器细胞溶胶细胞质和细胞器68细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称生物膜厚7-8nm真核细胞的生物膜占细胞干重的70-80%，内质网膜最多，占总膜面积的一半生物膜——流动镶嵌模型生物膜把细胞空间分隔开，使细胞具有了界限分明、功能各异的工作单位——细胞器分隔使膜面积大大增加，提高物质合成、运输等生命活动的效率细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称生物膜生物膜——流动69生物膜主要由脂质、蛋白质以非共价键组合装配而成生物膜的骨架是磷脂双分子层，又称脂双层蛋白质以不同方式镶嵌，执行膜的许多重要功能质膜表面有少量糖类分子 ——糖脂和糖蛋白生物膜——流动镶嵌模型生物膜主要由脂质、蛋白质以非共价键组合装配而成生物膜——流动70流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）1972年，S.J.Singer和G.Nicolson提出膜是流动的，膜蛋白和膜脂均可侧向运动膜蛋白的分布是不对称的均由磷脂双分子层构成生物膜——流动镶嵌模型流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）生物膜—71脂双层在生物膜的总重量中，脂类约占40-50%膜脂主要包括：磷脂（主要）、糖脂和胆固醇三类生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型72脂双层磷脂构成膜脂的基本成分，占整个膜脂50%以上磷脂分子具有一个极性的头和两个非极性的尾脂双层表面是磷脂分子的亲水端内部是磷脂分子的疏水性脂肪酸链生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型73脂双层糖脂约占膜脂总量的5%以下糖脂具有细胞专一性，常是细胞表面的标志性物质糖脂又是细胞表面抗原的重要组分

糖脂决定ABO血型生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型74脂双层胆固醇只存在于动物细胞，含量不超过膜脂的1/3胆固醇分子也是极性分子“脂筏”：胆固醇与鞘磷脂构成生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型75脂双层脂双层中的脂分子进行各种形式的快速运动：沿膜平面的侧向运动围绕轴心的自旋运动脂分子尾部的摆动运动脂分子尾部脂肪酸链沿着纵轴进行的伸缩震荡双层脂分子之间的翻转运动脂分子尾部脂肪酸链围绕C-C键的旋转异构生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型76脂双层脂双层的功能：

有利于细胞保持正常的结构和功能

屏障作用，使膜两侧的水溶性物质不能自由通过，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境

脂类成分随不同生物而不同，脂双层结构的复杂性保证了膜蛋白的嵌入及其特定功能的发挥生物膜——流动镶嵌模型脂双层生物膜——流动镶嵌模型77膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要体现者不同生物膜中的蛋白质含量不同：

线粒体内膜75%

神经纤维髓鞘膜25%

质膜50%生物膜——流动镶嵌模型膜蛋白生物膜——流动镶嵌模型78膜蛋白膜蛋白分为两大类：

内在膜蛋白（intrinsicprotein）

以疏水部分直接与磷脂疏水部分非共价结合，大多两端亲水，也有仅一端亲水

外在膜蛋白（extrinsicprotein）

以非共价键结合在内在蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上生物膜——流动镶嵌模型膜蛋白生物膜——流动镶嵌模型79膜蛋白膜蛋白也有流动性

膜蛋白在脂双层中自由移动

某些膜蛋白与细胞骨架结合，限制膜蛋白的运动

膜蛋白与膜脂分子相互作用，影响膜蛋白的运动生物膜——流动镶嵌模型膜蛋白生物膜——流动镶嵌模型80膜蛋白膜蛋白的功能：

物质运输——作为“载体”将物质转运进出细胞

酶——催化膜上特异化学反应，如内质网膜上的酶催化磷脂合成

受体——作为激素或其他化学物质的受体，如甲状腺细胞上有接受来自脑垂体的促甲状腺素的受体

细胞识别——作为表面抗原，与特异抗体结合（人类白细胞抗原HLA）生物膜——流动镶嵌模型膜蛋白生物膜——流动镶嵌模型81糖和糖萼膜糖：细胞膜表面的糖分类

糖蛋白：与膜蛋白结合而成

糖脂：与脂质结合而成成分：半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖、唾液酸等功能：与细胞识别有关；固定膜中的蛋白质生物膜——流动镶嵌模型糖和糖萼生物膜——流动镶嵌模型82糖和糖萼糖萼（glycocalyx）：

位于细胞表面，由寡糖链和蛋白质共同构成，或称糖被。

各种细胞的糖萼具有特异性，与细胞识别有关

生物膜——流动镶嵌模型糖和糖萼生物膜——流动镶嵌模型83影响膜流动性的因素与膜本身组分、遗传因子和环境因子有关，包括：胆固醇：胆固醇含量增加，膜流动性降低脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，膜流动性增加脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低卵磷脂/鞘磷脂：比例高则膜流动性增加，因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等生物膜——流动镶嵌模型影响膜流动性的因素生物膜——流动镶嵌模型84生物膜（质膜）的功能为细胞生命活动提供相对稳定的内环境选择性的物质运输和能量传递提供细胞识别位点，完成信息跨膜传递提供多种酶的结合位点，使酶促反应高效有序进行介导细胞与细胞、细胞与基质间的连接质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构生物膜——流动镶嵌模型生物膜（质膜）的功能生物膜——流动镶嵌模型85细胞膜防止了细胞内外物质自由进出细胞，保证了细胞内环境相对稳定，使各种生化反应能有序运行然而，细胞必须与周围环境发生信息、物质、能量交换，才能完成特定的生理功能物质出入细胞穿过细胞膜的方式主要有：

单纯扩散、易化扩散、主动运输、

胞吞作用和胞吐作用物质的跨膜转运细胞膜防止了细胞内外物质自由进出细胞，保证了细胞内环境相对稳86单纯扩散和易化扩散扩散（diffusion）：物质分子从相对高浓度的区域移动到低浓度的区域分子的跨膜扩散速度不仅取决于分子的浓度梯度，还与分子的大小、疏水性和电性有关分类：

单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运87单纯扩散和易化扩散单纯扩散（simplediffusion）：即自由扩散特点：沿浓度梯度扩散、不需要提供能量、没有膜蛋白的协助

扩散速率随浓度梯度的增加而等比提高以单纯扩散透过的物质：

非极性的小分子，如O2、CO2、N2；

不带电荷的极性小分子，如尿素、甘油等物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运88单纯扩散和易化扩散易化扩散（facilitateddiffusion）：也称协助扩散

特点：沿浓度梯度扩散、不需要提供能量

但需特异性转运膜蛋白协助

比自由扩散转运速率高、存在最大转运速率物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运89单纯扩散和易化扩散易化扩散（facilitateddiffusion）

转运膜蛋白：分为载体蛋白（通透酶）和通道蛋白两类

物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运90单纯扩散和易化扩散水分子的跨膜扩散——渗透（osmosis）

溶液有一个重要性质，凡是溶液都有渗透压

渗透压取决于溶质颗粒数目的多少，而与溶质的特性无关

人的体液的渗透压与0.9%的生理盐水相当

发生渗透时，水会从低渗溶液进入高渗溶液，直至渗透压平衡

水通过水孔蛋白（水通道）进行跨膜易化扩散物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运91单纯扩散和易化扩散水分子的跨膜扩散——渗透（osmosis）

细胞与等渗、高渗和低渗溶液物质的跨膜转运单纯扩散和易化扩散物质的跨膜转运92主动转运（activetransport）细胞逆浓度梯度或电化学梯度运输物质特点：

逆浓度梯度运输、需要能量、需要载体蛋白物质的跨膜转运主动转运（activetransport）物质的跨膜转运93主动转运（activetransport）钠钾泵：Na+-K+ATP酶

动物细胞胞内的Na+浓度低而K+浓度高

钠钾泵是由2个大亚基和2个小亚基组成的4聚体

物质的跨膜转运钠钾泵通过磷酸化和去磷酸化作用发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化，从而泵出Na+、泵入K+主动转运（activetransport）物质的跨膜转运钠94主动转运（activetransport）质子泵、Ca2+泵小肠上皮细胞对葡萄糖和Na+的同向协同运输（利用浓度梯度）Na+/H+反向协同运输调节细胞pH值物质的跨膜转运主动转运（activetransport）物质的跨膜转运95胞吞作用与胞吐作用真核细胞通过胞吞作用（endocytosis）和胞吐作用（exocytosis）完成大分子、颗粒性物质等的跨膜运输在转运过程中，质膜内陷，形成包围细胞外物质的囊泡，因此又称膜泡运输细胞的内吞和外排活动总称为

吞排作用（cytosis）物质的跨膜转运胞吞作用与胞吐作用物质的跨膜转运96胞吞作用与胞吐作用胞吞作用：分为吞噬作用和胞饮作用

吞噬作用（phagocytosis）：细胞吞噬固体颗粒的作用

胞饮作用（pinocytosis）：细胞吞入液体的过程物质的跨膜转运胞吞作用与胞吐作用物质的跨膜转运97胞吞作用与胞吐作用胞吐作用：细胞从细胞表面排出渣滓和细胞分泌物的过程

胞吞作用和胞吐作用中使用的细胞膜可循环使用物质的跨膜转运胞吞作用与胞吐作用物质的跨膜转运98细胞连接细胞连接（celljunction）：细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的连接结构物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运99细胞连接细胞连接主要分3大类：

锚定连接：通过骨架系统连接，如桥粒、半桥粒、粘合带和粘合斑

封闭连接：细胞膜紧密靠拢、无间隙，如紧密连接

通讯连接：包括间隙连接、化学突触和胞间连丝物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运100细胞连接锚定连接

桥粒（desmosome）

存在于承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中，功能为铆接

相邻细胞间形成的纽扣状结构，两细胞膜间的间隙约30nm，每一质膜胞质面有一厚15-20nm盘状致密斑，并与中间纤维相连，相邻两致密斑由钙粘连蛋白相互连接物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运101细胞连接封闭连接

紧密连接（tightjunction）

存在于上皮细胞间，长度约 50-400nm，相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙

功能：阻止可溶性物质沿上皮细胞间间隙扩散渗漏，而只能跨细胞运输，起重要的封闭作用；还具有隔离和一定的支持功能物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运102细胞连接通讯连接

间隙连接（gapjunction）

普遍存在的一种细胞连接，

间隙为2-3nm，连接区域

大小不一，最大直径可达0.3μm

构成间隙连接的基本单位是连接子（connexon），由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成，中心形成一直径1.5nm的孔道物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运103细胞连接通讯连接

间隙连接的功能：

调节代谢：允许小分子代谢物质和信号分子通过，如cAMP等

传递神经冲动信息（电突触）及形成心肌和平滑肌间的电耦联

调节早期胚胎发育和细胞分化

物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运104细胞连接通讯连接

化学突触（chemicalsynapse）

存在于可兴奋细胞间的连接方式，通过释放神经递质来传导神经冲动，并因此得名

电信号

化学信号

电信号

物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运105细胞连接通讯连接

胞间连丝（plasmodesma）

植物细胞间连接的通道

穿越细胞壁，直径20-40nm，中央是内质网延伸形成的链管结构

功能：植物细胞间通讯、介导物质运输

物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运106细胞连接通讯连接

胞间连丝

物质的跨膜转运细胞连接物质的跨膜转运107Thankyou

foryourattention!Thankyou

fory108第三章细胞的基本形态结构与功能第三章细胞的基本109人眼的分辨力仅有0.1mm显微镜的发明为细胞的发现奠定了基础，没有显微镜就不可能有细胞学诞生显微镜的发明史1590年，荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜（有物镜和目镜），它的放大倍数是3～10倍显微镜：打开微观世界大门的钥匙ZacchariasJanssen人眼的分辨力仅有0.1mm显微镜：打开微观世界大门的钥匙Z110显微镜的发明史1665年，英国人R.Hooke用自己设计与制造的显微镜（放大倍数40～140倍）观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室显微镜：打开微观世界大门的钥匙RobertHooke显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙RobertH111显微镜的发明史1673年起，荷兰人A.vanLeeuwenhoek一生中制作了400多台显微镜，最高的放大倍数达到200～300倍。第一个看到活细胞，第一个观察细菌和原生动物显微镜：打开微观世界大门的钥匙A.vanLeeuwenhoek显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙A.vanL112显微镜的发明史1812年，苏格兰人D.Brewster发明油浸物镜，并改进了体视显微镜1886年，德国人E.

Abbe发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普通光学显微镜技术基本成熟显微镜：打开微观世界大门的钥匙Brewster’smicroscopeErnst

Abbe显微镜的发明史显微镜：打开微观世界大门的钥匙Brewster113显微镜的发明史（光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍）1932年，荷兰籍德国人F.Zernike成功设计了相差显微镜（phasecontrastmicroscope)，并由Zeiss工厂制成，因而获得1953年度诺贝尔物理学奖

相差显微镜可以观察未经染色的标本和活细胞，其原理是把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见显微镜：打开微观世界大门的钥匙F.Zernike显微镜的发明史（光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍）显微114显微镜的发明史（电子显微镜的最大放大倍率超过300万倍）1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska描述了一台最初的电子显微镜，1940年美国和德国制造出分辨力为0.2nm的商品电镜1981年，瑞士人G.

Binnig和H.

Rohrer发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska同获1986年度诺贝尔物理学奖

显微镜：打开微观世界大门的钥匙H.

Rohrer&G.

BinnigE.A.F.Ruska显微镜的发明史（电子显微镜的最大放大倍率超过300万倍）显微115细胞学说的建立十九世纪以前，着眼于细胞显微结构方面的研究和对细胞形态上描述，但对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括19世纪30年代，德国植物学家施莱登（M.J.Schleiden）和动物学家施旺（T.Schwann）分别在其各自的论文《植物发生论》和《动植物的结构和生长一致性的显微研究》提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是生命活动的基本单位1858年，德国细胞病理学家魏尔肖（R.L.C.Virchow）提出“一切细胞来源于细胞”的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说细胞学说细胞学说的建立细胞学说116细胞学说的基本内容：细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们“自己的”生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生细胞学说M.J.SchleidenT.SchwannR.L.C.Virchow细胞学说的基本内容：细胞学说M.J.SchleidenT.117原核细胞（procaryoticcell）与真核细胞（eukaryoticcell）由原核细胞构成的生物称为原核生物，包括所有的细菌和蓝藻类由真核细胞构成的生物称为真核生物，包括所有的动物细胞和植物细胞细胞的基本结构与功能原核细胞（procaryoticcell）与真核细胞（eu118细胞的基本结构与功能原核细胞真核细胞大小大多数很小（0.1-10mm）大多数较大（10-100mm）细胞核无膜包围有双层膜包围遗传环状裸露DNA或者结合少量蛋白质DNA复制转录翻译同一时间地点进行线状DNA，与蛋白质结合成染色质复制转录在核中，翻译在细胞质中内膜系统无独立内膜系统无线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等细胞器有，并且分化成细胞器具有各种膜包被的细胞器细胞质无细胞骨架有细胞骨架细胞膜电子传递链、氧化磷酸化位于质膜上电子传递链、氧化磷酸化位于线粒体内膜上细胞壁肽聚糖和壁酸组成纤维素和果胶繁殖方式无丝分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂细胞的基本结构与功能原核细胞真核细胞大小大多数很小（0.1-119细胞的大小与细胞的功能相适应支原体：直径100nm，最简单、体积最小的原核细胞鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞神经细胞：胞体直径不过0.1mm，但发出的纤维可长达1m细胞的基本结构与功能细胞的大小与细胞的功能相适应细胞的基本结构与功能120单细胞生物仅有一个细胞细胞数目增加

生物体积加大多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成正比细胞的基本结构与功能单细胞生物仅有一个细胞细胞的基本结构与功能121真核细胞的结构与功能动物细胞植物细胞真核细胞的结构与功能动物细胞植物细胞122细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能123细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能124细胞膜：细胞表面的被膜，又名质膜（plasmamembrane）厚度：7～8nm半透性（semipermeability）：选择通透性激素受体、抗原结合位点、其他有关细胞识别的位点细胞膜和细胞壁细胞膜：细胞表面的被膜，又名质膜（plasmamembra125细胞壁（cellwall）：植物细胞的细胞膜之外无生命结构，由细胞代谢产物，如纤维素等，组成功能：支持和保护，防止细胞吸涨破裂细胞膜和细胞壁细胞壁（cellwall）：植物细胞的细胞膜之外细胞膜和细126细胞壁（cellwall）的组成：纤维素（cellulose）木质素（lignin）木栓质（suberin）细胞膜和细胞壁细胞壁（cellwall）的组成：细胞膜和细胞壁127细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能128一切真核细胞都有完整的细胞核大多数细胞是单核的细胞核在细胞的代谢、生长和分化中起重要作用细胞控制中心：遗传物质主要位于细胞核细胞核包括：

核被膜、核基质、染色质和核仁细胞核的基本结构一切真核细胞都有完整的细胞核细胞核的基本结构129核被膜与核纤层核被膜（nuclearenvelope）：核外面，两层膜，单层膜厚7-8nm，膜之间的核周腔宽约10-50nm，外膜常与糙面内质网相连核纤层（nuclearlamina）：核膜内面，由核纤层蛋白组成

细胞核的基本结构核被膜与核纤层细胞核的基本结构130核被膜与核纤层核孔（nuclearpore）：直径约50-100nm，数目几千至上百万个，大分子出入细胞核的选择性通道

细胞核的基本结构核被膜与核纤层细胞核的基本结构131染色质（chromatin）常染色质（euchromatin）：细丝状的部分，DNA长链分子展开的部分异染色质（heterochromatin）：染色较深的团块，DNA长链分子紧缩盘绕的部分

细胞核的基本结构染色质（chromatin）细胞核的基本结构132染色质（chromatin）的组成DNA蛋白少量RNA

细胞核的基本结构碱性蛋白（组蛋白，histone）：与DNA相结合，共五种非组蛋白：种类多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等

染色质（chromatin）的组成细胞核的基本结构碱性蛋白（133染色质（chromatin）的组成核小体：4对组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）构成核心，直径10nmH1组蛋白：核小体外侧结合DNA，稳定核小体连接体DNA（linkerDNA）：连接核小体的DNA一个核小体上的DNA与连接体DNA，共约200碱基对，构成染色质丝的一个单位

细胞核的基本结构染色质（chromatin）的组成细胞核的基本结构134染色质（chromatin）间期时，染色质在H1和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成30nm纤维细胞分裂时，染色质进一步浓缩折叠成染色体（chromosome）细胞核的基本结构染色质（chromatin）细胞核的基本结构135核仁（nucleolus）圆形或椭圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（1-2个）富含蛋白质和RNA（rRNA，核糖体RNA）由某一个或几个特定染色体的核仁组织区形成，核仁组织区是rDNA的所在之处转录rRNA和组装核糖体单位细胞核的基本结构核仁（nucleolus）细胞核的基本结构136核基质（nuclearmatrix）蛋白质组成的纤维状网络，网孔中充有液体核的支架染色质附着的场所细胞核的基本结构核基质（nuclearmatrix）细胞核的基本结构137细胞膜和细胞壁细胞核细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁真核细胞的结构与功能138细胞质（cytoplasm）：质膜内，细胞核外细胞溶胶（cytosol）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质细胞器（cellorganelle）内质网和核糖体高尔基体溶酶体线粒体微体质体、液泡细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器细胞质（cytoplasm）：质膜内，细胞核外细胞质和细胞器139内质网和核糖体内质网（endoplasmicreticulum）：细胞质内一系列囊腔和细管，彼此相通，形成的一个隔离于细胞溶质的膜系统（占细胞总膜面积的一半）核糖体（ribosome）：细胞合成蛋白质的场所细胞质和细胞器内质网光面内质网（SER）糙面内质网（RER）内质网和核糖体细胞质和细胞器内质网光面内质网（SER）糙面内140内质网和核糖体光面内质网（smoothER）

无核糖体颗粒，脂质合成的主要场所，降解有毒分子

合成脂肪、磷脂——脂肪细胞

合成甾体类激素——睾丸、肾上腺细胞细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器141内质网和核糖体糙面内质网（roughER）

富有核糖体颗粒，合成并转运蛋白质

蛋白质都是在核糖体上合成的，起始于细胞质基质，有些蛋白质在合成开始后不久便转在糙面内质网上合成，这些蛋白质主要有：向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器142内质网和核糖体核糖体

唯一功能：按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链

分类：70S核糖体（原核细胞），80S核糖体（真核细胞）

构成：均由大、小两个亚单位构成

细胞质和细胞器只有当小亚单位与mRNA结合后，大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体；肽链合成终止后，大小亚单位解离70sribosome80sribosome内质网和核糖体细胞质和细胞器只有当小亚单位与mRNA结合后，143内质网和核糖体信号假说（signalhypothesis）

蛋白质合成时，首先合成一段十几个氨基酸组成的信号肽，指导蛋白质转移至内质网上合成

细胞质和细胞器1999NobellaureateDr.GünterBlobel内质网和核糖体细胞质和细胞器1999Nobellaure144内质网和核糖体蛋白质转入内质网合成的过程

信号肽与信号识别颗粒（SRP）结合→肽链延伸终止→SRP与内质网上的SRP受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽被内质网腔内的信号肽酶切除→肽链延伸至终止→翻译体系解散细胞质和细胞器内质网和核糖体细胞质和细胞器145高尔基体（Golgiapparatus）1898年，Golgi应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到20世纪50年代以后，才正确认识它的存在和结构它由数个扁平囊泡堆在一起而形成，高度有极性

细胞质和细胞器CamilloGolgi高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器Ca146高尔基体（Golgiapparatus）凸出的一面对着内质网称为 ——形成面（formingface）或顺面（cisface）凹进的一面对着质膜称为 ——成熟面（matureface）或反面（transface）中间膜囊

——多数糖基修饰、糖脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均发生此处细胞质和细胞器高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器147高尔基体（Golgiapparatus）功能：

将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外细胞质和细胞器参与植物细胞壁的形成，植物细胞壁中的纤维素和果胶质是在高尔基本中合成的高尔基体（Golgiapparatus）细胞质和细胞器参与148溶酶体（lysosome）单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，由高尔基体断裂产生主要功能：进行细胞内消化，消化从外界吞入的颗粒以及细胞本身产生的碎渣异质性细胞器：不同溶酶体

形态不同、大小不同、

所含水解酶种类也可能不同

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器149细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）分类：

初级溶酶体：球形，内容物均一，不含明显颗粒物

次级溶酶体：由初级溶酶体和细胞内的自噬泡或异噬泡、胞饮泡或吞噬泡融合形成；形态不规则，内部结构复杂，含颗粒、膜片、乃至细胞器等

残余小体：未被消化的物质残存在溶酶体中，以类似胞吐的方式排出胞外

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）150溶酶体（lysosome）特点：

溶酶体内呈酸性，pH4.8或更低，各种水解酶只有在酸性环境中才有活性

溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同：

溶酶体膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低

具有多种载体蛋白，用于水解产物向外转运

溶酶体膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白降解

细胞质和细胞器acidphosphataseinlysosome溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器acidphosp151溶酶体（lysosome）功能：

清除无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞

防御功能：巨噬细胞杀死病毒和细菌

其他生理功能：

作为消化器官为细胞提供营养

蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化

受精：精子的顶体

细胞质和细胞器溶酶体（lysosome）细胞质和细胞器152线粒体（mitochondrion）细胞的“动力工厂”

通过氧化磷酸化作用，将贮存在糖类或脂肪中的化学能转变为细胞代谢可直接利用的能量分子——ATP（三磷酸腺苷）新陈代谢旺盛的细胞线粒体多

细胞功能旺盛的需能部位线粒体多细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器153线粒体（mitochondrion）结构：

内外两层膜套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连

外膜：孔蛋白（porin）

内膜：向内折叠形成嵴

膜间隙：无定形液体

基质：蛋白质性胶状物质

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器154线粒体（mitochondrion）化学组成：

蛋白质（占干重65-70%）、脂类（占25-30%）酶的定位：约120种酶

外膜：单胺氧化酶

内膜：细胞色素氧化酶、ATP合成酶

膜间隙：腺苷酸激酶

基质：苹果酸脱氢酶

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器155线粒体（mitochondrion）功能：

氧化磷酸化

电子传递链 ATP合成酶

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器156线粒体（mitochondrion）线粒体的半自主性

线粒体中还存在DNA、RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、核糖体、氨基酸活化酶等进行DNA复制、转录和蛋白质翻译的全套装备，说明线粒体具有独立的遗传体系，能编码合成13种多肽

但线粒体的绝大多数蛋白质都由核基因编码，在胞质核糖体合成

受两套遗传系统控制——半自主性

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器157线粒体（mitochondrion）线粒体可能起源于内共生

线粒体在形态，染色反应、化学组成、物理性质、活动状态、遗传体系等方面，都很像细菌

需氧细菌被原始真核细胞吞噬以后，互利共生。在进化过程中，好氧细菌逐步丧失了独立性，并将大量遗传信息转移到宿主细胞中，形成了线粒体的半自主性

细胞质和细胞器线粒体（mitochondrion）细胞质和细胞器158质体（plastid）植物细胞的细胞器

白色体：分生组织和不见光的细胞中

含淀粉、蛋白质或油类

有色体：

含各种色素，如类胡萝卜素

叶绿体（chloroplast）细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器159质体（plastid）叶绿体（chloroplast）

光合作用的场所，将光能转变为化学能

同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧

叶绿体在细胞中的分布与光照有关

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器160质体（plastid）叶绿体的结构

叶绿体膜（外膜和内膜）

类囊体（thylakoid）

基粒类囊体

基质类囊体

基质（stroma）

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器161质体（plastid）叶绿体的化学组成

叶绿体膜：

蛋白质、脂类

类囊体膜：

蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类

基质：

可溶性蛋白（RuBP羧化酶）、DNA、RNA

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器162质体（plastid）叶绿体的主要功能：

光合作用（photosynthesis）

光反应——类囊体膜上进行

暗反应——基质中进行叶绿体也是半自主性的细胞器

细胞质和细胞器质体（plastid）细胞质和细胞器163微体（microbody）和溶酶体相似，单层膜包被所含酶不同、pH为中性分类：

过氧化物酶体（peroxisome）：

氧化酶分解脂肪酸，产生的H2O2再被过氧化氢酶分解

乙醛酸循环体（glyoxisome）：仅存于植物细胞

参与光呼吸反应；将种子中的脂肪酸转化为糖，用于萌发

细胞质和细胞器微体（microbody）细胞质和细胞器164液泡（vacuole）植物细胞单层膜包被的充满细胞液（cellsap）的囊泡液泡随细胞成长而发展：多个→一个；5%→95%功能：

细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满

含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色

贮存代谢废物

细胞质和细胞器液泡（vacuole）细胞质和细胞器165细胞骨架（cytoskeleton）真核细胞中的蛋白质纤维网架体系组成：

微管、微丝、中间纤维功能：

参与细胞运动、物质运输、能量转换、细胞分裂、基因表达、及细胞分化等

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器166细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

平均外径24nm的中空长管状纤维

除红细胞外，真核细胞都有微管

参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成

功能：

细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器167细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

由微管蛋白（tubulin）构成

微管蛋白含a、b两个亚基

a、b二聚体螺旋排列形成原纤维 13根原纤维合拢成一段微管

微管具有极性（+/-）

“踏车”现象

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器168细胞骨架（cytoskeleton）微管（microtubule）

微管蛋白二聚体上具有两个位点：

秋水仙素结合位点：育种，产生多倍体

常春藤碱结合位点：抗癌

紫杉醇：促进微管装配、增加稳定性；抗癌

细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器169细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

又称肌动蛋白丝（actinfilament）

直径7nm的骨架纤维

组成单体为肌动蛋白

单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝

微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性

微丝也有极性（+/-）细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器170细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

微丝装配的“踏车”现象细胞质和细胞器细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器171细胞骨架（cytoskeleton）微丝（microfilament）

微丝易于解聚成单体，单体又容易重新聚合成微丝，因此有运动功能：

肌肉收缩、变形运