细胞亚微结构与功能细胞质

细胞亚微结构与功能细胞质第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一一、细胞内膜系统

(一)内质网1.内质网的结构和类型内质网(endoplasmicreticulum,ER)是交织分布于细胞质中的膜层系统，通常可占细胞膜系统的一半左右。内质网大部分呈膜片状(图1-13)，由两层平行排列的单位膜组成，膜厚约5nm，也有的内质网呈管状，此外，在两层膜空间较宽的地方内质网则呈囊泡状。第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-13植物内质网功能区模型图第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.内质网的功能(1)物质合成粗糙内质网上的核糖体是蛋白质合成的场所，而光滑内质网参与糖蛋白的寡糖链和脂类的合成。(2)分隔作用内质网布满了整个细胞质，将细胞质分隔成许多室，使各种细胞器均处于相对稳定的环境中，有序地进行各自的代谢活动。(3)运输、贮藏和通讯作用内质网形成了一个细胞内的运输和贮藏系统。它还可通过胞间连丝，成为细胞之间物质与信息的传递系统。另外，由内质网合成的造壁物质参与了细胞壁的形成。第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(二)高尔基体1.高尔基体的结构高尔基体(Golgibody)是由膜包围的液囊垛叠而成。液囊呈扁平盘状，囊的两边稍变曲，中央为平板状。通常1个高尔基体由3～12个液囊平叠而成。囊的边缘可分离出许多小泡——高尔基体小泡(图1-14)。第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-14高尔基体透射电镜图

第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-6高尔基体的亚显微结构及功能图解A.高尔基体的结构B.高尔基体的分泌活动1.高尔基体的扁囊2.高尔基体小泡3.内质网4.质膜第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.高尔基体的功能

(1)物质集运

蛋白质合成后输送到高尔基体暂时贮存、浓缩，然后再送到相关部位。运输的过程可能是：内质网→高尔基体→高尔基体小泡→液泡(分泌液泡)。第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-15经由高尔基体的物质集运

A.木糖葡萄糖的集运B.果胶多糖的集运第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(2)生物大分子的装配

高尔基体也参与某些物质的合成或生物大分子的装配。它利用单糖和含硫单糖合成多糖和含硫多糖，是许多多糖生物合成的地点。在合成糖蛋白或糖脂类的碳水化合物侧链时，高尔基体也起一定的作用，很可能糖蛋白中的蛋白质先在核糖体上合成，然后再在高尔基体中把多糖侧链加上去。第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(3)参与细胞壁的形成

在植物细胞中，高尔基体的一个重要作用是参与细胞板和细胞壁的形成。例如，组成细胞壁的糖蛋白就是经高尔基体加工，由高尔基体小泡运输到细胞质膜，然后小泡与质膜融合，把内含物释放出来，沉积于细胞壁后形成的。

(4)分泌物质

高尔基体除分泌细胞壁物质外，还分泌多种其它物质。

第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(三)溶酶体1.溶酶体的结构

溶酶体(lysosome)是单层膜围绕，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。溶酶体内含有酸性磷酸酶、核糖核酸酶、糖苷酶、蛋白酶和酯酶等几十种酶。第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.溶酶体的功能(1)消化作用溶酶体中的水解酶能分解蛋白质、核酸、多糖、脂类以及有机磷酸化合物等，进行细胞内的消化作用。(2)吞噬作用溶酶体通过吞噬等方式消化、溶解部分由于损裂而丧失功能的细胞器和其它细胞质颗粒或侵入其体内的细菌、病毒等，所得产物可被再利用。(3)自溶作用在细胞分化和衰老过程中，溶酶体可自发破裂,释放出水解酶,把不需要的结构和酶消化掉,这种自溶作用在植物体中是很重要的。

第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(四)液泡1.液泡的结构

液泡是植物细胞特有的，由单层膜包裹的囊泡。它起源于内质网或高尔基体的小泡。在分生组织细胞中液泡较小且分散，随着细胞的生长，这些小液泡融合、增大，最后可形成大的液泡，有的中央液泡(centralvacuole)的体积往往占细胞体积的90左右%。细胞质和细胞核则被挤到贴近细胞壁处。

第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-7植物细胞的液泡及其发育A-E.幼期细胞到成熟的细胞，随细胞的生长，细胞中的小液泡变大，合并，最终形成一个大的中央液泡第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.液泡的功能(1)调节功能液泡借单层的液泡膜(tonoplast)与细胞质相联系。植物细胞利用其液泡转运营养物、代谢物和废物。调节细胞水势大多数植物细胞在生长时主要靠液泡大量地积累水分，并借助膨压导致细胞壁扩张。中央液泡的出现使细胞与外界环境之间构成一个渗透系统,从而可调节细胞的吸水机能,维持细胞的挺度。(2)类似溶酶体作用液泡含有多种水解酶，通过吞噬作用，消化分解细胞质中的外来物或衰老的细胞器，起到清洁和再利用作用。(3)代谢库的功能液泡可以有选择性地吸收和积累各种溶质，如无机盐、有机酸、氨基酸、糖等。(4)赋予细胞不同颜色第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(五)微体1.微体的结构和种类

微体(microbody)外有单层膜包裹，直径为0.2～1.5μm，膜内基质是均一的，或呈颗粒状，无内膜片层结构。根据功能不同，微体可分为过氧化物体和乙醛酸体。通常认为微体起源于内质网。第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.微体的功能

(1)过氧化物体与光呼吸

过氧化物体(peroxisome)含有乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等，所催化的反应参与光呼吸过程。高光呼吸的C3植物叶肉细胞中的过氧化物体较多，而低光呼吸C4植物的过氧化物体大多存在于维管束鞘细胞中。

(2)乙醛酸体与脂类代谢

乙醛酸体(glyoxysome)中含乙醛酸循环酶类、脂肪酰辅酶A合成酶、过氧化氢酶、乙醇酸氧化酶等。其生理功能是糖的异生作用，即从脂肪转变成糖类。第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期一二、微梁系统（细胞骨架）

细胞骨架(cytoskeleton)

是指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统(microtrabecularsystem)。细胞骨架不仅在维持细胞形态,保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还与细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂和分化、基因表达等生命活动密切相关。植物的许多生理过程，象极性生长、叶绿体运动、保卫细胞分化、卷须弯曲等也都有细胞骨架的参与。第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(一)微管1.微管的结构

微管(microtubule)是存在于细胞质中的由微管蛋白(tubulin)组装成的中空管状结构。微管粗细均匀，可弯曲，不分支，直径20～27nm，长度变化很大，有的可达数微米。微管的主要结构成分是由α-微管蛋白与β-微管蛋白构成的异二聚体，这些微管蛋白组成念珠状的原纤丝，由13条原纤丝按行定向平行排列则组成微管(图1-11A)。管壁上生有突起，通过这些突起(或桥)使微管相互联系，或与质膜、核膜、内质网等相连。第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-11微管和微丝的分子结构模型

A.微管，示13条原纤丝，α、β为微管蛋白B.微丝第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.微管的功能(1)控制细胞分裂和细胞壁的形成

在细胞分裂中，有丝分裂器——纺锤体(spindle)是由微管组成的，它与染色体的着丝点相连，并牵引染色单体移向两极。其后，细胞板的形成与生长也有微管的参与。周质微管决定了纤维素微纤丝在细胞外沉积的走向，在许多不同类型和形状的细胞中，都可见到紧贴质膜之内的微管和紧贴质膜之外的纤维素微纤丝的方向恰好一致，在初生壁、次生壁的沉积过程中，也可见到这一现象。第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(2)保持细胞形状

由于微管控制细胞壁的形成，因而它具有保持细胞形态的功能。植物的精细胞常呈纺缍形，这与微管的排列和细胞长轴方向一致有关。当用秋水仙素处理破坏微管，精细胞就变成球形。

(3)参与细胞运动与细胞内物质运输

如纤毛运动、鞭毛运动以及纺锤体和染色体运动都有微管的参与。已经在植物细胞中发现与运动有关的几类微管马达蛋白(microtubulemotorprotein)。如烟草花粉中的驱动蛋白(kinesin),萱草花粉中的动力蛋白(dynamin)，这些微管马达蛋白都与细胞内的物质运输和细胞器的运动直接相关。

第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一(二)微丝1.微丝的结构

微丝(microfilament)比微管细而长，直径为4～6nm。微丝由收缩蛋白构成,它类似于肌肉中的肌动蛋白，呈丝状，同时还与肌球蛋白、原肌球蛋白等构成复合物质。微丝在植物细胞中有着广泛的分布：通常是成束地存在于细胞的周质中，其走向一般平行于细胞长轴；有的疏散成网状，与微管一起形成一个从核膜到质膜的辐射状网络体系；在早前期微管带、纺锤体及成膜体中也有大量微丝存在。第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一图1-11微管和微丝的分子结构模型

A.微管，示13条原纤丝，α、β为微管蛋白B.微丝第二十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2.微丝的功能

(1)参与胞质运动关于胞质运动的机制已基本清楚。大体是微丝中的肌动蛋白与肌球蛋白在胞质内外界面上形成三维的网络体系；肌动蛋白位于外质，肌球蛋白位于内质，肌球蛋白连结着胞质颗粒，在有ATP能量的启动下，肌球蛋白—胞质颗粒