高一生物细胞的类型和结构

第二节细胞的类型和结构

第二节细胞的类型和结构.........................................................1

3-2-1原核细胞和真核细胞..............................................1

3-2-2原核细胞向真核细胞的转变.......................................2

3-2-3蓝藻............................................................3

3-2-4原核细胞与真核细胞的比较.......................................4

3-2-5细胞膜与信道....................................................4

3-2-6人工细胞膜......................................................7

3-2-7细胞膜系统......................................................7

3-2-8几种主要的生物膜结构模型.......................................8

3-2-9细胞器的比较...................................................10

3-2-10细胞质........................................................11

3-2-11真核细胞.......................................................12

3-2-12细胞壁的结构和功能............................................14

3-2-13细胞器的分离提出方法.........................................15

3-2-14细胞膜成分与分析方法..........................................16

3-2-15细胞核与线粒体的分级分离.....................................17

3-2-16植物的颜色....................................................20

3-2-17液泡.........................................................23

3-2-1原核细胞和真核细胞返回目录

细胞分原核细胞和真核细胞两大类。

细菌、蓝藻属于原核细胞，它们的结构简单，种类不多。原核细

胞的外部由质膜包围，质膜外有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞内

脱氧核糖核酸（DNA）的区域没有被膜包围，只有一条DNA。这就

是说，它没有一个像样的细胞核。原核细胞因此而命名。

真核细胞里具有真正的细胞核，核内有染色质、核仁和核液。真

核细胞的细胞质里有核糖体、内质网、叶绿体、高尔基体等细胞器。

从原生动物到人类，从低等植物到高等植物，绝大多数动植物都

是由真核细胞构成的。动物细胞和植物细胞既相似又稍有区别。

3-2-2原核细胞向真核细胞的转变

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原核细胞与真核细胞的差别如此巨大，以至于过去人们认为原核

细胞是由真核细胞退化而来的。解决由原核细胞向真核细胞的演化问

题是细胞演化的关键。人们在这个问题上争论颇多，较具代表性的是

以下两个观点：

(1)细胞内共生学说

这个学说认为，真核细胞是通过若干不同种类的原核细胞生物结

合共生而造成的，这些共生的原核生物与宿主细胞建立了紧密的相互

依存的关系，同时在复制和遗传上建立了统一的协调的体系，这样的

共生的组合就成为真核生物的祖先。

最早提出内生说的是A.F.Schimper,他在1883年发现绿藻和高

等植物的叶绿体能够自行繁殖分裂，并发现它们在形态上与自由生活

的蓝藻很相似，从而提出质体来自寄生的蓝藻的假说。这时的共生说

还没有受到多少重视，主要是由于证据太少。20世纪60年代以后，

随着细胞超微结构和细胞生物化学研究的发展，共生说又逐渐流行起

来。在电子显微镜下，植物的叶绿体与蓝藻(蓝菌)极其相似，叶绿

体本身也含有DNA的核质(nucleoid)区，都有片层状结构。人们

还发现细胞器与细胞整体的关系与自然界的内共生现象非常相似。共

生现象在自然界很普遍。

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cell

（2）直接演化学说

3-2-3蓝藻返回目录

蓝藻（图3-20）又称蓝细菌，能进行与高等植物类似的光合作用

（以水为电子供体，放出02）,与光合细菌的光合作用的机制不一

样，因此被认为是最简单的植物。蓝藻没有叶绿体，仅有十分简单的

光合作用结构装置。蓝藻细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样，是

一个环状DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。蓝藻

细胞的体积比其它原核细胞大得多，直径一般在士10um,甚至可达

70plm（颤藻）。蓝藻属单细胞生物，有些蓝藻经常以丝状的细胞群体

存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜就是蓝藻的丝状体；做绿肥的红

萍实际上是一种固氮蓝藻与水生蕨类满江红的共生体。

图项圈藻图片

3-2-4原核细胞与真核细胞的比较

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原核细胞真核细胞

大小较小较大

细胞核没有核膜没有成型的细胞有成形的真正的细胞核，有核

核,遗传物质集中在核区膜核仁

细胞器有分散的核糖体，无其有复杂细胞器

它细胞器

细胞壁不含纤维素主要成分主要成分是纤维素和果

是肽聚糖胶

细胞分裂无有丝分裂能进行有丝分裂

转录和翻出现在同一时间与地转录在核内,翻译在细胞质内，

译点转录在前翻译在后

举例细菌、蓝藻等真菌绝大多数动植物的

细胞

3-2-5细胞膜与信道返回目录

包括人类在内的各种生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城

墙围起来的微小城镇，有用的物质不断被运进来，废物被不断运出去。

早在100多年前，人们就猜测细胞这一微小城镇的城墙中存在着很多

“城门”，它们只允许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔化学奖表

彰的就是有关这些"城门"的研究成果。

瑞典皇家科学家10月8日宣布，将2003年诺贝尔化学奖授予美

国科学家彼得•阿格雷和罗德里克•麦金农，分别表彰他们发现细胞膜

水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献。

生物体的主要组成部分是水溶液，水溶液占人体重量的70%o

生物体内的水溶液主要由水分子和各种离子组成。它们在细胞膜通道

中进进出出以实现细胞的多种功能。

20世纪50年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着一种只允许

水分子出入的水通道。因为水对于生命至关重要，所以水通道是细胞

膜的一种重要通道。尽管科学家发现存在水通道，但水通道到底是什

么却一直是个谜。

20世纪80年代中期，美国科学家彼得・阿格雷研究了不同的细胞

膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白

就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水

通道蛋白的细胞和去除了这种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者

能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，

一种含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜

分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而

膨胀，第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子

的功能，就是水通道。

2000年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道

蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了只允许水分子通过的蛋白的特

殊结构。

水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通

道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体就

有11种。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着关键的

过滤作用。通常一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾

脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，

最终只有约1升的尿液排出人体。

早在1890年，威廉•奥斯特瓦尔德（1909年诺贝尔化学奖获得者）

就推测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代，科学家证实存在

一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初，阿兰•霍奇金和安德鲁•哈

克斯利发现，离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传

递信息。为此，他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过，

那时科学家并不知道离子通道的结构和工作原理。

1988年，罗德里克•麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界

第一张离子通道的高清晰度照片，并第一次从原子层次揭示了离子通

道的工作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌，也是一种蛋白。

麦金农的方法可以让科学家观测到离子在进入离子通道前的状态、在

通道中的状态以及穿过通道后的状态。

对水通道和离子通道的研究意义重大。很多疾病，比如一些神经

系统疾病和心血管疾病，就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的，对细

胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应药物。

另外，利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗

疾病的目的。中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分

的浓度，这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家

认为，对细胞膜通道的研究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的

途径。

3-2-6人工细胞膜返回目录

据报道，加拿大研究人员用相当简单的聚合物生成了细胞大小的

囊，它像细胞膜一样柔韧，但比细胞膜强度高得多。研究人员称该囊

可能为运送药物提供新的方法。他们将由乙基乙烯和环氧乙烷制得的

聚合物涂覆在销电极上，并将其浸在糖溶液中，然后迅速改变电极间

的电流方向，使带微量电荷的聚合物分子向离开电极的方向形成双分

子层，最终与电极断开形成囊。

其中一些囊的直径有50微米大小。研究小组发现制得的囊儿乎如

细胞膜一样可弯曲和伸展，但强度是细胞膜的20倍。专家说，用化合

物来增强聚合物分子间的键合力还可使囊的强度更高。他还说，强度

如此之高的囊可能做包裹药物的人工细胞。药物或其基因可能通过一

个专用的孔装到人工细胞里，细胞外面再附加其它分子，使载药细胞

能聚集到需要它们的地方，如肿瘤.

3-2-7细胞膜系统返回目录

细胞质膜系统是指细胞内那些在生物发生上与质膜相关的细胞器,

显然不包括线粒体、叶绿体和过氧化物酶体，因为这儿种细胞器的膜

是逐步长大的,而不直接利用质膜

3-2-8几种主要的生物膜结构模型返回目录

迄今为止，已提出的生物膜结构模型达儿十种之多，现仅介绍儿

种较为重要的模型。随着研究的深入，人们对膜结构的认识将会不断

趋向全面与合理。

1.双分子片层模型

这是1935年由J.Danielli和H.Davson提出的，以后的研究者又

做了些修改和补充。此模型的主要内容为：细胞膜是由双层脂分子及

内外表面附着的蛋白质所构成的。脂质分子平行排列并垂直于膜平

面。双层脂质分子的非极性端相对，极性端向着膜的内外表面，在内

外表面各有一层蛋白质。这一模型缺少必要的细节，是对膜结构的一

个较粗浅的认识。

2.单位膜模型

此模型是由J.D.Robertson于1959年提出的。这一模型主要强调：

连续的脂双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性

端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，以B折叠形式通过静

电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质一磷脂一蛋白质的三层

结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。

单位膜模型的主要不足在于：把膜结构描述成静止的、不变的，这显

然与膜功能的多样性相矛盾。其次，不同膜的厚度差异明显，变化范

围为5〜10nmo此外，认为蛋白质分子在脂分子表面呈伸展构型，

也与蛋白质发挥其功能时的构象要求不相符。

3.流动镶嵌模型

这一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通过对已有的模

型进行修正而提出的。它的主要特点是：（1）强调了膜结构的不对

称性和不均匀性。将膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白，并且指出蛋白

质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。（2）强调了膜结构的流

动性。认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的

脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。（3）膜的功能是

由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。

4.晶格镶嵌与板块镶嵌模型

Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型。他在流动镶嵌模型的基础

上，进一步强调：生物膜中流动性脂质的可逆性变化。这种变化区域

呈点状分布在膜上。相变表现为膜脂分子的一种协同效益，即儿十个

以上的脂分子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜中其

他组分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响。板块镶嵌模型是Jain

和White于1977年提出的，其内容本质上与晶格镶嵌模型相同。他

们认为：在流动的脂双分子层中存在许多大小不同的刚度较大的彼此

独立运动的脂质“板块”（有序结构区），板块之间被无序的流动的

脂质区所分割，这两种区域处于一种连续的动态平衡之中。

生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本

内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成

和结构特征。

3-2-9细胞器的比较

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分布形态结构成分功能

线粒体普遍存多呈椭内外膜（双蛋白质、有氧呼吸、

在于动球形层）崎、基磷脂、有动力工厂

植物细质、基粒氧呼吸的

胞酶、少量

DNA、RNA

叶绿体主要存球形椭内外膜（双蛋白质、光合作用的

在渔叶球形层）崎、基磷脂、光场所一养料

肉细胞质、基粒合作用的制造工厂、

和幼茎酶、色素、能量转换器

皮层内少量DNA、

RNA

内质网绝大多网状单层膜蛋白质、增大了膜面

数动植磷脂、积，有机物

物细胞合成车间，

运输通道

核糖体普遍存椭球形游离于基质蛋白质、蛋白质的装

在于动粒状小附在内质网RNA、配机器

植物细体核膜上

胞

高尔基体普遍存囊状单层膜蛋白质、与动物细胞

在于动磷脂的等分泌物的形

植物细成有关，浓

胞缩加工蛋白

质，与植物

细胞壁形成

有关

中心体动物细T形两个互相垂微管蛋动物细胞里

胞低等直的中心粒白、鸟昔的中心体与

植物细及其周围物酸等、有丝分裂有

胞质构成关

液泡植物细泡状叶泡膜、细蛋白质、调节细胞的

胞，动物胞液磷脂、有内环境，使

细胞不机酸、生细胞保持一

明显物碱、糖定的渗透

类、无机压，保持膨

盐、色素压状态

等

3-2-10细胞质返回目录

细胞质为透明的胶态原生质，其内含有颗粒状或膜状的构造，共

计有内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、溶体、中心体、叶绿体及

微粒体等儿种胞器。这些细胞器的构造和功能各不相同，各种细胞器

各司其所负责的生理功能。

3-2-11真核细胞返回目录

一、质膜

细胞表面的一层单位膜，特称为质膜。真核细胞除了具有质膜、

核膜外，发达的细胞内膜形成了许多功能区隔。由膜围成的各种细胞

器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。在结

构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统将细胞质分隔

成不同的区域，即所谓的区隔化。区隔化是细胞的高等性状，它不仅

使细胞内表面积增加了数十倍，各种生化反应能够有条不紊地进行，

而且细胞代谢能力也比原核细胞大为提高。

二、细胞核

细胞核是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被

膜，核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体。间期染色体结构疏松,

称为染色质；有丝分裂过程中染色体凝缩变短，称为染色体。其实染

色质与染色体只是同一物质在不同细胞周期的表现。染色体的数目因

物种而异，有的如蕨类植物的染色体数多达1260个；有的如马蛔虫

只有两条染色体。核内1至数个小球形结构，称为核仁。

三、细胞质

存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质，细胞之中具有可

辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细胞器。除细胞器外，细胞

质的其余部分称为细胞质基质或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一

半。细胞质基质并不是均一的溶胶结构，其中还含有由微管、微丝和

中间纤维组成的细胞骨架结构。

（一）细胞质基质的功能：

1、具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提供

了相对稳定的离子环境。

2、多代谢过程是在细胞基质中完成的，如①蛋白质的合成、②核

酸的合成、③脂肪酸合成、④糖酵解、⑤磷酸戊糖途径、⑥糖原代谢、

⑦信号转导。

3、供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。

4、细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并与

细胞运动、物质运输和信号转导有关。

5、控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化，如卵母细胞中

不同的mRNA定位于细胞质不同部位，卵裂是不均等的。

6、参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。

（二）主要细胞器

1.内质网：由膜围成一个连续的管道系统。；粗面内质网，表面

附有核糖体，参与蛋白质的合成和加工；光面内质网表面没有核糖体,

参与脂类合成。

2.高尔基体：由成摞的扁囊和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶

酶体的形成有关。

3.溶酶体：动物细胞中行细胞内消化作用的细胞器，含有多种酸

性水解酶。

4.线粒体：由双层膜围成的与能量代谢有关的细胞器，主要作用

是通过氧化磷酸化合成ATP。

5.叶绿体：植物细胞中与光合作用有关的细胞器，由双层膜围成。

6.细胞骨架：由微管、微丝和中间丝构成与细胞运动和维持细胞

形态有关。

7.中心粒：位于动物细胞的中心部位，故名，由相互垂直的两组

9+0三联微管组成。中心粒加中心粒周物质称为中心体。

8.微体）：由单层单位膜围成的小泡状结构，含有多种氧化酶，

与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。

3-2-12细胞壁的结构和功能返回目录

细胞壁是在植物细胞外层形成的一种较坚硬的结构，它包围着内

部的原生质体。植物体的分生组织区如茎尖和根尖，其组成的细胞具

有较强的增殖能力，所产生的新细胞一般比较小，其外层具有一圈细

胞壁，称为初生细胞壁。初生细胞壁比较薄，具有一定的弹性，以适

应细胞的生长。高等植物的初生细胞壁在不同植物、不同器官组织和

不同发育时期，成分和结构都有很大差异，但基本组成和结构是相似

的，即以纤维素微纤丝为骨架，以半纤维素和果胶以及糖蛋白为基质,

通过共价键和非共价键的结合，交叉形成一种高度复杂的、抗张力强

的网状结构。细胞壁中存在多种酶，如过氧化物酶、磷酸酯酶、苹果

酸脱氢酶等，在衰老和果实成熟时，还产生自溶酶，如纤维素酶、果

胶酶等。

随着细胞的分化，植物体产生各类具有特殊功能的细胞、组织和

器官，为适应其特殊生理功能的需要，其细胞壁也发生各种不同的次

生修饰，如木质部中的导管和管胞，以及纤维和木纤维细胞的细胞壁

都发生次生加厚。

植物细胞壁的形成，首先对细胞具有保护作用，还由于细胞壁具

有较坚韧的支撑性，因此它对植物体起着骨架作用。细胞壁虽是细胞

外层的一种坚韧的结构，但它并未将相邻细胞完全隔离，细胞间存在

着一种穿过细胞壁的特殊结构，即胞间连丝，它使细胞间能进行物质

和信息的交流。同时细胞壁还具有运输功能。特化的细胞一般都产生

具有某种相应功能的细胞壁。

3-2-13细胞器的分离提出方法返回目录

细胞中的膜结构是整个细胞及多种细胞器的界膜，对于保持细胞

和细胞器的独立性是必不可少的，同时很多重要的功能是在膜结构上

完成的。为了研究细胞膜和细胞器的结构与功能，首先要分离出形态

与结构完整的、具有生物活性的、纯度高的样品。在研究工作中，分

离细胞膜和细胞器可以用以下方法。

首先是制备一定量的细胞，细胞的来源可以是培养细胞，也可以

是某种组织。培养细胞的收集相对简单一些，直接用胰酶将细胞从培

养瓶上消化下来，制成细胞悬浮液。比较易碎的组织细胞的收集如肝、

脾等，可采用匀浆的方法，稍加研磨就可制成细胞悬液。有些结缔组

织，直接研磨不易分离出细胞，可先用适量的胶原酶处理。

细胞制备出来后，进行匀浆处理。匀浆的方法有多种，如用高速

打碎机破碎，低渗，玻璃珠与细胞共振荡，冻融法，超声波打碎等。

可根据实验需要和实验室条件来选择。无论选择哪种方法，都要尽可

能保持膜的完整性。整个操作过程要避免过于激烈，pH、离子强度和

渗透压等条件要适中，一般常用中性和等渗溶液。

匀浆产生的细胞裂解物，可通过一系列差速离心再加上一个梯度

离心来分离细胞膜与细胞器，梯度是根据细胞器的大小、密度和沉降

特性来设计的。匀浆分步分离的第一步是差速离心，在一系列的离心

过程中离心力逐渐加大，并且将细胞器加入到具有密度梯度的介质中

离心，常用的分离介质有蔗糖、甘油、葡聚糖等。由于每种细胞器的

大小和沉降特性不同，因此可被分离出来。如果只是分离细胞中的某

种细胞器，可直接根据那种细胞器所对应的相对离心力，在细胞匀浆

后进行离心分离。哺乳动物红细胞的结构比较简单，其细胞膜可用低

渗离心的方法分离出来。如果是独特的细胞膜，可根据表面电荷的密

度采用电泳的方法分离，也可根据大小采用凝胶过滤的方法分离。

3-2-14细胞膜成分与分析方法返回目录

组成细胞膜的成分可分为三大类，即膜脂、膜蛋白和糖类。儿种

成分所占的比例，依据膜类型的不同，细胞类型的不同，生物类型的

不同以及细胞不同的发育时期而发生变化，如肝细胞膜中蛋白质与脂

质的比例明显高于红细胞。

膜脂是细胞膜的基本成分，约占膜成分的50%,它又包括三大类

脂质分子，即磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂含有极性的磷酸基团，以及

非极性的烧链，即包括极性的头部和非极性的尾部，属双型性分子。

糖脂也是双型性分子，它的结构与鞘磷脂很相似，仅由一个或多个糖

基代替了磷脂酰胆碱。胆固醇分子包括三部分：作为极性头部的羟基、

类固醇环和一个非极性的碳氢尾部。

膜蛋白是构成细胞膜的重要组分，膜的大部分功能主要由膜蛋白

完成。膜蛋白约占膜成分的40%。根据膜蛋白与膜脂的结合方式，膜

蛋白可分为内在蛋白（或称跨膜蛋白）和外周蛋白。

膜中的糖类约占膜成分的2%〜10%,它们通常与膜脂结合形成糖

脂，或与蛋白结合形成糖蛋白。其中的糖类分子有单糖，也有多糖。

对于组成细胞膜的基本成分，最初是通过用脂质溶剂和蛋白酶处

理细胞膜来确定的。用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解，脂质

分子进入到溶剂中，说明膜中含有脂质分子；用蛋白酶处理细胞也能

破坏膜结构，说明细胞膜的化学组成中除了脂质还有蛋白质。对于一

些具体的组成成分，可采用相应酶的处理来确定。例如，用卵磷脂酶

处理细胞，可破坏细胞膜，证明膜中有卵磷脂的存在。对于膜中某种

蛋白质功能的分析，有很多方法，其中一种是将这种蛋白质分离纯化

出来，将它掺入到磷脂小泡中，形成只含一种蛋白质的磷脂小泡，然

后检测蛋白质的功能。

3-2-15细胞核与线粒体的分级分离返回目录

一、原理

细胞内不同结构的比重和大小都不相同，在同一离心场内的沉降

速度也不相同，根据这一原理，常用不同转速的离心法，将细胞内各

种组分分级分离出来。

分离细胞器最常用的方法是将组织制成匀浆，在均匀的悬浮介质

中用差速离心法进行分离，其过程包括组织细胞匀浆、分级分离和分

析三步，这种方法已成为研究亚细胞成分的化学组成、理化特性及其

功能的主要手段。

匀浆低温条件下，将组织放在匀浆器中，加入等渗匀浆介质（即

0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙）进行破碎细胞使之成为各种

细胞器及其包含物的匀浆。

分级分离由低速到高速离心逐渐沉降。先用低速使较大的颗粒沉

淀，再用较高的转速，将浮在上清液中的颗粒沉淀下来，从而使各种

细胞结构，如细胞核、线粒体等得以分离。由于样品中各种大小和密

度不同的颗粒在离心开始时均匀分布在整个离心管中，所以每级离心

得到的第一次沈淀必然不是纯的最重的颗粒，须经反复悬浮和离心加

以纯化。

分析分级分离得到的组分，可用细胞化学和生化方法进行形

态和功能鉴定。

二、细胞核的分离提取

（一）操作步骤

1.用颈椎脱位的方法处死小白鼠后，迅速剖开腹部取出肝脏，

剪成小块（去除结缔组织）尽快置于盛有0.9%NaCl的烧杯中，反复洗

涤，尽量除去血污，用滤纸吸去表面的液体。

2.将湿重约1g的肝组织放在小平皿中，用量筒量取8ml预冷的

0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶液，先加少量该溶液于平

皿中，尽量剪碎肝组织后，再全部加入。

3.剪碎的肝组织倒入匀浆管中，使匀浆器下端浸入盛有冰块的

器皿中，左手持之，右手将匀浆捣杆垂直插入管中，上下转动研磨3〜

5次，用3层纱布过滤匀浆液于离心管中，然后制备一张涂片①，做

好标记，自然干燥。

4.将装有滤液的离心管配平后，放入普通离心机，以2500rpm,

离心15分钟；（1）缓缓取上清液，移入高速离心管中，保存于有冰块

的烧杯中，待分离线粒体用；（2）同时涂一张上清液片②做好标记，

自然干燥；（3）余下的沉淀物进行下一步骤。

5.用6ml0.25moi/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶液悬浮沉淀物,

以2500rpm离心15分钟弃上清，将残留液体用吸管吹打成悬液，滴

一滴于干净的载玻片上，涂片③，自然干燥。

6.将①、②、③涂片用1%甲苯胺兰染色后盖片即可观察。

（二）结果

分别于高倍镜下观察三张涂片，描述镜下所见。

三、高速离心分离提取线粒体

（一）操作步骤

1.将装有上清液的高速离心管，从装有冰块的烧杯中取出，配

平后，以17000rpm离心20分钟，弃上清，留取沉淀物。

2.加入0.25moi/L蔗糖一0.003moi/L氯化钙液1ml,用吸

管吹打成悬液，以17000rpm离心20分钟，将上清吸入另一试管中，

留取沉淀物，加入0.1ml0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶

液混匀成悬液（可用牙签）。

3.取上清液和沉淀物悬液，分别滴一滴于干净载玻片上（分别标

记④、⑤涂片），各滴一滴0.02%詹纳斯绿B染液盖上盖片染20分

钟。

（二）结果

油镜下观察，颗粒状的线粒体被詹纳斯绿B染成蓝绿色。

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3-2-16植物的颜色

植物是绿色的，能够进行光合作用的生物，这依赖于它们细胞内

含有能捕获能量的色素，叫做叶绿素，在化学结构上，它由4个连在

一起的吓咻环组成，中央络合一个镁原子，这构成了它的头部，它的

尾部是儿乎完全饱和的炭氢叶绿醇，两部分构成完整的叶绿素分子。

叶绿素是这类光合色素的总称，依据它们化学结构上的细微区别，叶

绿素分为三种，分别是叶绿素a、叶绿素b和叶绿素c。其中叶绿素

a是主要的光合色素，存在于所有的光合放氧植物中，其它两种是辅

助色素，分别存在于不同的植物门类中。

除了叶绿素外，还有其它类型的光合色素，如胡萝卜素、藻胆素

等，它们也是植物光合作用的辅助色素，植物的颜色取决于儿种色素

的组合。

在所有的光合放氧生物中，都有叶绿素a的存在，叶绿素a对

太阳光有两个吸收高峰，分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近

的红区，一个位于蓝光区域，一个位于紫光区域，而对于处在500—

600纳米之间的绿光吸收的甚少，所以我们看到的植物基本上都是绿

色。

植物界中，占主导地位的是绿色植物，包括所有的被子植物、裸

子植物、蕨类植物、苔葬植物和藻类植物中的绿藻。它们叶绿体中除

含有叶绿素a外，还含有叶绿素bo叶绿素b的吸收高峰也是在蓝

区和红区，分别为470纳米和650纳米,而对于处在500—600纳米

的绿