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    真核细胞结构<%=id%>

    一、质膜

    细胞表面的一层单位膜,特称为质膜(plasmolemma;plasma membrane)。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(endomembrane system)。内膜系统将细胞质分隔成不同的区域,即所谓的区隔化(compartmentalization)。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(nucleus)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(nuclear envelope),核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体(chromosome)。间期染色体结构疏松,称为染色质(chromatin);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Ophioglossum reticulum的染色体数多达1260个;有的如马蛔虫 Ascaris megalocephala 只有两条染色体。核内1至数个小球形结构,称为核仁(nucleolus)。

    三、细胞质

    存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质(cytoplasm),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(organelles)。除细胞器外,细胞质的其余部分称为细胞质基质(cytoplasmic matrix)或胞质溶胶(cytosol),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)?许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(endoplasmic reticulum):由膜围成一个连续的管道系统。;粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,RER),表面附有核糖体,参与蛋白质的合成和加工;光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,SER)表面没有核糖体,参与脂类合成。

    2.高尔基体(Golgi body;Golgi apparatus):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(lysosome):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(mitochondrion):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(chloroplast):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(cytoskeleton):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(centriole):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(centrosome)。

    8.微体(microbody):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。

    图3-1动物细胞的的结构 图片来自http://www.rkm.com.au

    图3-2 植物细胞的结构 图片来自http://www.rkm.com.au

    四、细胞的形状和大小

    由于结构、功能和所处的环境不同,各类细胞形态千差万别,有圆形、椭圆形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形,甚至不定形。

    原核细胞的形状常与细胞外沉积物(如细胞壁)有关,如细菌细胞呈棒形,球形,弧形、螺旋形等不同形状。单细胞的动物或植物形状更复杂一些,如草履虫像鞋底状,眼虫呈梭形且带有长鞭毛,钟形虫呈袋状。

    图3-3 一种钟形虫(伪彩色) 图片来自http://www.denniskunkel.com/

    高等生物的细胞形状与细胞功能和细胞间的相互关系有关。如动物体内具有收缩功能的肌肉细胞呈长条形或长梭形;红细胞为圆盘状,有利于O2和CO2的气体交换。植物叶表皮的保卫细胞成半月形,2个细胞围成一个气孔,以利于呼吸和蒸腾。细胞离开了有机体分散存在时,形状往往发生变化,如平滑肌细胞在体内成梭形,而在离体培养时则可成多角形。

    图3-4 植物气孔SEM照片(伪彩色) 图片来自http://www.denniskunkel.com/

    一般说来,真核细胞的体积大于原核细胞,卵细胞大于体细胞。大多数动植物细胞直径一般在20~30μm间。鸵鸟的卵黄直径可达5cm,支原体仅0.1μm,人的坐骨神经细胞可长达1m。

    表3-1 几种细胞的大小

    名称

    人卵

    口腔上皮细胞

    肝细胞

    红细胞

    变形虫

    伤寒菌

    肺炎球菌

    大小(μm)

    120

    75

    20

    7

    100

    2.4x0.5

    0.2x0.1


    [1] Purkinje(1839)用原生质一词指细胞的全部活性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。

         

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