细胞形态结构

1、一、细胞大小、形状、数目 1、细胞大小 大多数细胞直径在10100m 细菌直径一般12m 支原体（最小的细胞）：直径100nm 鸵鸟卵细胞（最大的细胞）：直径78cm 球形或近似球形：某些卵细胞 纺锤体形（梭形）：平滑肌细胞 扁平状：人的表皮细胞 纤维状：葡萄中的分隔纤维细胞 其它形状：人的红细胞、神经细胞、精子细胞、 鞭毛虫、变形虫 2、细胞形状 3、数目 单细胞生物 多细胞生物：差异很大 多细胞生物体积的增大，可以通过细胞体积 的增大，也可以通过细胞数目的增多，但主要还 是靠细胞数目的增多。一般情况下，多细胞生物 的细胞数目与生物体的大小成正比。 二、细胞结构 （一）原核细胞 细菌、蓝藻：

2、细菌、蓝藻：没有成形的细胞核；也没有内质网、高尔基体、 线粒体、叶绿体等细胞器。 （二）真核细胞 1、细胞膜 （1）结构 （2）功能 （3）细胞膜与癌 2、细胞壁 大多数原核生物、真菌和植物细胞的质膜外面，都有 细胞壁。这里主要介绍植物细胞的细胞壁。 （1）结构 胞间层 位于两个相邻细胞之间，主要成分是果胶，主要作用 是把两个细胞粘合在一起，在细胞分裂中最早形成，幼稚 期细胞的细胞壁中只有胞间层。 初生壁 位于胞间层内侧，由原生质体所产生，主要成分是纤 维素，同时也含有其它一些多糖和Pr 。初生壁薄而有弹性， 能随细胞的生长而扩大。 次生壁 位于初生壁内侧，主要成分是纤维素，有的还含有 木质素

3、或木栓质。 纹孔、胞间连丝 支持和保护 防止细胞吸胀而破裂，维持细胞正常形态 某些结构有利于物质运输 （2）细胞壁的功能 3、细胞核 （1）数量 （2）形状：通常与细胞形状有一定关系 细胞形状细胞核形状 球形、椭球形、多 边形、正方体形 一般为球形 柱状一般为椭球形 梭形一般为杆状 （3）位置 （4）结构：包括核被膜、核仁、核质、染色质等 核膜：核膜：双层膜，两层膜之间为核周腔，外膜与内质 网相连，附有核糖体，核周腔与内质网腔相通，核 膜实际上是包围核物质的内质网的一部分，主要作 用是把遗传物质集中于细胞内的特定区域。 核纤层：核纤层：位于核膜内侧，主要成分为核纤层蛋白， 它为核被膜和染色质提

4、供结构支架。 核孔、孔心粒 核被膜 常染色质：常染色质：指间期核内染色质折叠压缩程度低，处于伸展 状态，用碱性染料染色时着色较浅的染色质。（功能活跃， 正在进行自我复制，呈解螺旋状态） 异染色质：异染色质：指间期核内染色质折叠压缩程度较高，处于 凝集状态，用碱性染料染色时着色较深的染色质（功能 不活跃，没有在进行自我复制，螺旋化程度较高） 染色质：染色质：是指间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量 RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。 （染色体：（染色体：细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由 染色质聚缩而成的结构。） 、概念 染色质 组蛋白：组蛋白：与DNA非特异性结合；

5、富含Lys和Arg；包括H1、 H2A、H2B、H3、H4这样5种，其中， H2A、H2B、H3、H4 非常保守，尤其是H3、H4 ，是所有已知Pr 中最保守的。 非组蛋白：非组蛋白：与染色质上特定的DNA序列相结合的Pr ，又 称序列特异性DNA结合蛋白。 非组蛋白的特性： A、具有多样性和异质性 B、对DNA具有识别特异性 C、具有多种功能 、组蛋白和非组蛋白 、核小体 结构要点： A、每个核小体单位包括200个碱基对（bp）左右的DNA 和一个组蛋白八聚体，以及1分子的H1组蛋白； B、组蛋白八聚体构成核小体的核心结构，分子量约为 1105，由H2A、H2B、H3、H4各2分子所组成；

6、C、146bp的DNA链围绕组蛋白八聚体1.75圈， H1组蛋白 在核小体核心颗粒以外再结合20bp的DNA链，锁住核小 体的进出端，起稳定核小体的作用，并促进各核小体的 聚拢。这样，包括H1组蛋白和166bp的DNA链在内的核 小体结构又称染色质小体； D、两个相邻核小体之间以连接DNA相连，不同物种 变化值为080bp不等。 核仁 结构 A、纤维中心：含rDNA（合成rRNA的DNA片段）、 RNA聚合酶（合成rRNA所需）、转录因子。是rRNA 基因的存储位点。 B、致密纤维组分：含高密度rRNA和一些特异性结合 蛋白。是初始rRNA首先出现的位点。 C、颗粒组分：是核仁的主要结构，由核

7、糖核蛋白颗 粒构成。是核糖体亚单位成熟和存储的位点。 功能 核仁是rRNA合成、加工以及核糖体亚单位装配的场所。 核基质（核骨架） 概念：概念：指细胞核内除核被膜、染色质和核仁以外的精细网 架体系，主要成分是Pr ，也含有少量RNA。 功能： A、真核细胞内的DNA复制可能要依靠核骨架作为 空间支架，DNA复制起点永久性地结合在核骨架上。 B、参与基因的选择性表达，某些正在活跃转录的 基因优先与核骨架结合。 （5）细胞核的功能 真核细胞的细胞核是遗传信息储存和复制的主要场所，控 制着细胞的生长、分裂、分化和新陈代谢等生命活动，从分子 水平上讲，细胞核是真核生物合成DNA和RNA分子的部位。 4

8、、细胞质和细胞器 （1）内质网 除原核生物和哺乳动物的成熟红细胞外，所有动植物细胞 都有内质网，它是一种相互连通的扁平囊泡所构成的膜性管道 系统，也是生物膜的一种。 光面内质网： 没有核糖体附着，参与脂类合成，在与脂类代 谢相关的细胞中含量较高，如脂肪细胞。 糙面内质网： 附有核糖体，参与Pr合成和运输，在Pr合成旺 盛的细胞中含量较高，如胰腺细胞。 （2）核糖体 它是由rRNA和Pr构成的略呈球形的颗粒状小体，是细胞 合成Pr的场所。 每个核糖体由大、小2个亚基组成，原核细胞的核糖体 为70S型，包括50S和30S两个亚基；真核细胞的核糖体为80S 型，包括60S和40S两个亚基。 真核 细

9、胞 的核 糖体 游离核糖体： 游离在细胞质中，所合成的Pr留在细胞质 基质中或作为细胞中各种生物膜的结构成 分。 固着核糖体： 附着在糙面内质网上，所合成的Pr最终 被运到细胞外，如抗体、酶、Pr激素等。 多聚核糖体：核糖体在进行Pr合成时，常常是几个核糖体聚集 在mRNA上一起参加活动，这样的一个功能单位 聚合体叫做多聚核糖体，有利于提高核糖体合成 Pr的效率。 核糖体合成Pr的“信号假 说”： 认为所有Pr的合成最初都在游离核糖体上开始进行， 但运输到细胞外的Pr在合成时，先形成一段由几个aa组成 的疏水性“信号肽”，核糖体在信号肽引导下附着到糙面 内质网上，信号肽进入内质网膜的脂双层中。

10、 此时，核糖体继续合成肽链，新合成的肽链在信号肽 引导下穿过内质网膜，进入内质网腔。 然后信号肽在内质网腔内特异性酶的作用下被分解， 合成的Pr分子就留在内质网腔中，并运送到光面内质网中， 由内质网膜包围成小泡，移向高尔基体，并在高尔基体中 进一步加工，最后通过高尔基体产生的分泌泡运输到细胞 外。 （3）高尔基体 电镜下，高尔基体是由单层膜围成的扁平囊、大泡和 小泡所组成。 形成面：小泡多分布在形成面。 成熟面： 大泡多分布在成熟面。 高尔基体的功能与细胞内一些分泌物的储存、加工和 运输出细胞有关，它是细胞分泌物最后加工和包装的场所。 （4）溶酶体 溶酶体是由单层膜围成的、内含多种酸性水解酶的

11、囊 泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。 溶酶体含40种以上的水解酶，刚从高尔基体产生的溶 酶体叫初级溶酶体，它与食物泡融合后，就形成次级溶酶 体。 功能 总的功能是细胞内消化，具体而言： A、营养功能 溶酶体内的大分子物质被分解成小分子后，可穿过溶酶 体膜进入细胞质基质，被细胞利用。 B、防御功能 侵入细胞的病毒和细菌，可在溶酶体作用下被杀死并降 解。 C、清除无用的生物大分子、衰老的细胞器以及受伤、 衰老和死亡的细胞，有利于细胞更新。 溶酶体缺陷症 庞帕氏病、台萨氏病 （5）线粒体 由双层膜围成的囊状细胞器，是细胞内产生ATP的重要 部位，被称为细胞内的动力工厂或能量转换器。 线粒体是

12、细胞进行有氧呼吸的主要场所，其主要功能是 提供TCA循环、电子传递以及能量转换的场所，把有机物氧 化分解产生的能量转移到ATP中。 外膜： 平滑，只存在少数酶，在代谢中不占重要地位。 允许小分子和离子通过。 内膜： 内折形成嵴，存在与呼吸作用相关的酶和电子传 递体，以及ATP合成酶复合体，后者是形成ATP的 场所。内膜通透性差，包括H+在内的绝大多数离 子和小分子都不能自由通过。 基质： 位于内膜以内，含有与TCA循环相关的酶以及少 量DNA、RNA和核糖体，能编码并合成自身所需 的10的Pr。 结 构 （6）质体 植物细胞所特有，包括： 白色体： 主要位于分生组织和不见光细胞中，主要功能为贮

13、 存作用，含淀粉、Pr或油类等物质，分别叫造粉体、 造蛋白体和造油体。 有色体： 含各种色素，如叶黄素、胡萝卜素、叶绿素等。 叶绿体是有色体中最重要的一种，是绿色植物进行光合 作用的场所。 形态、数目、分布 结构 双层膜，内部是一个由扁平囊状结构，即类囊体所形成 的复杂膜系统。 类囊体有规则地堆叠，形成基粒；基粒之间还有类囊体 相互连接，称基质类囊体。类囊体上存在一系列与光合作用 相关的色素和电子传递链。 基质中含有少量DNA、RNA和核糖体，以及一些酶和 光合作用产物淀粉粒，能自己合成某些Pr，但大部分Pr 靠细胞质中的核糖体合成。 线粒体和叶绿体都有自己的DNA、RNA和核糖体，具 有相对

14、独立的遗传功能，共同决定着细胞质的遗传。 （7）微体 单层膜，结构与溶酶体相似。 过氧化物酶体 由糙面内质网芽生而来，含一些氧化酶和H2O2酶。 乙醛酸循环体 植物细胞所特有，常见于富含脂类的细胞中，能将脂类 物质转化为糖，供植物早期生长所需。 （8）液泡 动植物细胞中均有，单层膜。 植物的中央大液泡充满细胞液，主要成分是水，还含有无 机盐、糖类、aa、单宁、植物碱和一些色素。 细胞液对细胞吸水、维持细胞形态有重要作用。 （9）细胞骨架 细胞质基质并非匀质液体，它含有维管、微丝、中间纤维 所组成的网络支架，称细胞骨架，有利于维持细胞形态。 微管(直径约24nm) 由微管蛋白依次螺旋排列所形成的

15、中空管状纤维。每个微 管蛋白分子含、两个亚基。 细胞分裂时的纺锤体即由微管形成，某些药剂如秋水仙素， 能阻断微管蛋白形成微管，从而抑制纺锤体形成，使细胞分裂 停留在中期，染色体数加倍，常用于育种。 类似药物长春花碱，可用来抑制癌细胞生长。 微丝(直径47nm) 由肌动蛋白所组成，也叫肌动蛋白丝，主要作用是参与 细胞运动。 细胞松弛素B可抑制微丝形成；鬼笔环肽可抑制微丝解体。 中间纤维(直径812nm) 细胞核中的核纤层即由中间纤维构成。 中间纤维的功能不十分清楚，一般认为有支持和运动的功能。 （10）鞭毛、纤毛和中心粒 鞭毛和纤毛为细胞表面的附属物，具运动功能，其基本结 构相同，都由微管组成，

16、微管排列方式为9（2）2型。区别在 于：鞭毛长而少，纤毛短而多。 三、生物膜 鞭毛和纤毛的基部与细胞质中的基粒相连，基粒也由微管 构成（9（3）0型） ，通过鞭毛和纤毛摆动，可实现细胞或 周围物质的移动。 中心粒存在于大多数真核细胞中（种子植物和某些原生 动物细胞除外），一般一个细胞含2个中心粒，互成直角，微 管排列方式为9（3）0型。 中心粒及其周围的一小团致密细胞质基质，合称中心体 或微管组织中心，细胞分裂时的纺锤丝即从中心体发出。而 中心粒对纺锤体的形成似乎不是必需的。 各种细胞器的膜、核膜、质膜，统称生物膜，其分子结 构非常相似，主要都是由脂类和Pr所组成。 1、总体结构 生物膜的骨架

17、是磷脂双分子层（脂双层），在水 溶液中，磷脂分子的亲水端一致朝外，疏水端埋在内 部。只允许某些小分子物质自由通过，而一些大分子 物质要借助特殊的方式才能选择性透过。 脂类分子之间镶嵌着形态、结构、功能各异的 Pr。 生物膜上往往还存在一些糖类，常与Pr结合成糖 蛋白，或与脂类结合成糖脂。 流动镶嵌模型流动镶嵌模型：1972. S.J. Singer和G.L. Nicolson 要点要点： （1）磷脂排成双分子层，构成膜的骨架。双分子 层中每个磷脂分子都可以自由地横向移动，从而使 双分子层具有流动性。 （2）膜Pr为球Pr，可从脂双层的两个侧面嵌入或 穿透脂双层，或位于脂双层表面。膜Pr也可以在

18、 脂双层中横向移动。 该模型强调了生物膜的流动性和膜Pr分布的 不对称性。 2、脂双层 脂类一般占生物膜总重的4050，所含脂类：磷脂（主 要）、胆固醇（只存在于动物细胞的生物膜上）、糖脂等。 促进生物膜流动性的因素： （1）磷脂分子中的不饱和脂肪酸。 （2）存在短链脂肪酸。 （3）动物细胞的膜上含有胆固醇。 3、膜蛋白 不同生物膜，其膜蛋白的种类和含量差异较大，主要是与功 能相适应。例如，线粒体的内膜Pr含量可达75，而神经纤维髓 鞘的膜Pr含量一般不超过25。 4、膜糖 只存在于细胞膜外侧，而细胞膜内侧和细胞器的膜上 没有糖类 。膜糖主要以糖蛋白形式存在，少数以糖脂形式 存在。膜糖的主要功

19、能是参与细胞识别。 四、物质穿膜运动 1、扩散 一种物质的分子从相对高浓度地区移动到低浓度地区， 叫做扩散。（不耗能） （1）影响扩散的因素 膜两侧的浓度梯度 分子大小 溶解性和电性 Pr载体的种类和数量 （2）扩散类型 单纯扩散：不需载体，扩散速度相对较慢。 易化扩散（协助扩散）：需载体，扩散速度远大于单纯扩散。 2、渗透 本质上就是溶剂分子（一般是水分子）从高浓度一侧穿过 半透膜向低浓度一侧扩散。其强度可用渗透势来表示。 （1）膨压 植物细胞吸水膨胀时，原生质体所产生的对细胞壁的压力， 称膨压。 （2）质壁分离 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质 体缩小并与细胞壁脱离，使细胞

20、壁与质膜之间出现空隙，这 就是质壁分离。 3、主动运输 （1）概念：指细胞膜通过某种耗能过程，将某种物质由低 浓度一侧移向高浓度一侧的过程，即逆浓度梯 度的转运。 （2）特点：需要载体；需要耗能；逆浓度梯度运输。 5、外排作用 细胞内不能消化的食物残渣或分泌物，通过细胞表面 排出细胞外的过程。 4、内吞作用 吞噬作用：细胞吞噬固体颗粒的过程。 胞饮作用：细胞吞入液体物质的过程。 五、细胞连接 植物细胞之间通过细胞壁相互粘连，相邻细胞之间 通过质膜形成胞间连丝，可使水和其它一些小分子物质 从一个细胞进入另一个细胞。 在动物体内，紧密排列的细胞之间也可以细胞膜分 化，形成特定的连接，称细胞连接，主

21、要包括3种类型： 1、桥粒(锚定连接) 由中间纤维或微丝在细胞之间形成的一种细胞连接， 在上皮细胞之间分布较多，电镜下呈钮扣状，起机械连接 作用，允许物质从两细胞间的空隙通过。 2、紧密连接 相邻细胞之间通过特殊的跨膜蛋白成串排列，使细胞 膜紧密靠拢，不留空隙，物质不能通过，这种坚固的细胞 连接叫紧密连接。 它使胞外物质只能通过细胞膜进行运输，而不能从 细胞之间通过。 3、间隙连接 相邻细胞之间通过许多连接子相互连接，每个连接子由 6个跨膜蛋白围成，中央形成一个通道。这种细胞连接称间 隙连接。 其功能与植物的胞间连丝相似，可使水和小分子物质在 细胞之间流动。 细胞膜的功能 物质跨膜运输 半透性

22、（选择透过性） 细胞膜可以通过扩散、渗透、主动运输、内吞、外排等 方式，使细胞内外进行物质交换。 信息传递 细胞膜上存在一些受体 有些受体能与激素结合，参与激素的作用； 有些受体能与抗原结合，参与免疫反应； 有些受体与其它细胞表面的特异性物质结合，参与细胞识别。 细胞识别 细胞识别是指细胞通过其表面的 受体与胞外信号物质分子选择性地相 互作用，导致细胞内一系列生理生化 反应，最终表现为细胞整体的生物学 效应的过程，即细胞之间的认识和鉴 别。 返回 核被膜 核孔复合体核孔复合体 外膜外膜 内膜内膜 核孔核孔 返回 核骨架 活性基因活性基因 复制起点复制起点 残留核仁残留核仁 核骨架纤维核骨架纤维

23、 非活性基因非活性基因 核纤层核纤层 DNA环状环状 结构域结构域 返回 生 物 膜 结 构返回 原核细胞 菌毛菌毛 核糖体核糖体 间体间体 鞭毛鞭毛 性菌毛性菌毛 颗粒颗粒 细胞核细胞核 溶酶体溶酶体 内质网内质网 高尔基体高尔基体 微丝微丝 微管微管 质膜质膜 线粒体线粒体 中心体中心体 液泡液泡 细胞核细胞核 内质网内质网 微管微管 质膜质膜 细胞壁细胞壁 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 微丝微丝 高尔基体高尔基体 磷脂性质：磷脂性质： 磷脂是双极性磷脂是双极性 分子，在水环境中分子，在水环境中 自发形成自发形成的双分子的双分子 层或脂质体，是层或脂质体，是水水 溶性分子难以通过溶性分子难以

24、通过 的天然屏障。的天然屏障。 脂脂 质质 体体 膜蛋白：与磷脂双分子层膜蛋白：与磷脂双分子层结合，执行各结合，执行各 种功能，分为：种功能，分为： 运输载体运输载体 酶酶 受体蛋白受体蛋白 连接蛋白连接蛋白 膜脂的运动膜脂的运动 旋转旋转 摆动摆动 上下翻转上下翻转 膜蛋白的运动膜蛋白的运动 鼠细胞鼠细胞 人细胞人细胞 标记蛋白标记蛋白 标记蛋白标记蛋白 重新分布重新分布 细胞融合细胞融合 膜蛋白分布不对称膜蛋白分布不对称 脂质双层脂质双层 镶嵌蛋白镶嵌蛋白 跨膜跨膜 蛋白蛋白 膜表面膜表面 蛋白蛋白 内内 质质 网网 糙面内质网糙面内质网 光面内质网光面内质网 信信 号号 假假 说说 停靠

25、停靠 蛋白蛋白 信号肽信号肽 内质网腔内质网腔 合成合成 多肽多肽 核糖体核糖体 mRNA 核核 糖糖 体体 核糖体是合成蛋白核糖体是合成蛋白 质的细胞器质的细胞器 主要成分主要成分蛋白质蛋白质 RNA 功功 能能 按照按照mRNA 的指令合成的指令合成 多肽链多肽链 高尔基体高尔基体 形成面形成面 成熟面成熟面 空腔空腔 分泌小泡分泌小泡 溶溶 酶酶 体体 内吞小泡内吞小泡 溶酶体溶酶体 质膜质膜 细胞核细胞核 内质网内质网 运输小泡运输小泡 分泌小泡分泌小泡 高尔基体高尔基体 外膜外膜 嵴嵴基质基质膜间隙膜间隙 内膜内膜 基粒基粒类囊体类囊体内膜内膜外膜外膜 微丝微丝 微管微管 中间纤维中

26、间纤维 微管由微管由、微管蛋白亚基组成，二者形成微管蛋白亚基组成，二者形成 二聚体，是微管装配的基本单位。二聚体，是微管装配的基本单位。 异源二聚体异源二聚体 微管蛋白亚基微管蛋白亚基 肌动蛋白单体肌动蛋白单体 C末端末端 N末端末端 中间纤维中间纤维 小肠小肠 相邻小相邻小 肠细胞肠细胞 质膜质膜 桥粒桥粒 膀胱膀胱 相邻膀相邻膀 胱细胞胱细胞 质膜质膜 紧密连接紧密连接 肝脏肝脏 相邻肝相邻肝 细胞细胞 质膜质膜 间隙连接间隙连接 根根 相邻根相邻根 细胞细胞 胞间连丝胞间连丝 质膜质膜 细胞壁细胞壁 3、数目 单细胞生物 多细胞生物：差异很大 多细胞生物体积的增大，可以通过细胞体积 的增大，也可以通过细胞数目的增多，但主要还 是靠细胞数目的增多。一般情况下，多细胞生物 的细胞数目与生物