生物细胞结构

动物细胞模型植物细胞模型细胞器分为线粒体；叶绿体；内质网；高尔基体；溶酶体；液泡，核糖体，中心体。其中，叶绿体只存在于植物细胞，液泡只存在于植物细胞和低等动物，中心体只存在于低等植物细胞和动物细胞。另外，在中学阶段，细胞核并不承认为细胞器，而在大学阶段，细胞核则被认为是细胞中最大，最重要的细胞器。*细胞器是悬浮在细胞质基质中的具有特定结构功能的微小构造。*细胞核属于真核细胞基本结构中最重要的组成部分，控制遗传和代谢。*成熟的植物细胞内体积最大是液泡。*动物细胞内面积最大的细胞器是内质网。细胞器-内质网粗面内质网图册英文名（endoplasmicreticulum）是由膜连接而成的网状结构，单层膜，是细胞内蛋白质加工，以及脂质合成的“车间”可分为滑（光）面内质网和粗面内质网，粗面内质网加工蛋白，滑面内质网合成脂质。真核动植物细胞中都含有内质网。单层膜。一般真核细胞中都有内质网，只有少数高度分化真核细胞，如人的成熟红细胞以及原核细胞中没有内质网。在电镜下可以看到内质网是一种复杂的内膜结构，它是由单层膜围成的扁平囊状的腔或管组成，这些管腔彼此之间以及与核被膜之间是相连通的。内质网按功能分为糙面内质网（roughER）和光面内质网（smoothER）两类。糙面内质网上所附着的颗粒是核糖体，它是蛋白质合成的场所。因此糙面内质网最主要的功能是合成分泌性蛋白质，膜蛋白以及内滑面内质网图册质网和溶酶体中的蛋白质。所合成蛋白质的糖基化修饰及其折叠与装配也都发生在内质网中。其次是参与制造更多的膜。光面内质网上没有核糖体，但是在膜上却镶嵌着许多具有活性的酶。光面内质网最主要的功能是合成脂类，包括脂肪、磷脂和甾醇等。功能内质网是指细胞质中一系列囊腔和细管，彼此相通，形成一个隔离于细胞质基质的管道系统。它是细胞质的膜系统，外与细胞膜相连，内与核孔复合体相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。内质网能有效地增加细胞内的膜面积，内质网能将细胞内的各种结构有机地联结成一个整体。这两种内质网的比例与细胞的功能有着密切的联系，如胰腺细胞中粗面型内质网特别发达，这与胰腺细胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有关，在睾丸和卵巢中分泌性激素的细胞中，则滑面型内质网特别发达，这与合成和分泌性激素有关。细胞质中内质网的发达程度与其生命活动的旺盛程度呈正相关。内质网和核糖体是细胞内蛋白质合成和加工的及脂质合成“车间”。种类划分根据内质网膜上有没有附着核糖体，将内质网分为滑面型内质网（又称光面内质网）（smoothER）和粗面型内质网（roughER）两种。滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关。粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能主要与蛋白质的合成有关。电镜下，内质网是由单位膜构成的扁囊（池）和小管，并互相通连。粗面内质网由扁囊和附着在其外表面的核糖体构成，表面粗糙，细胞核周围的粗面内质网可与核膜外层通连。主要功能是合成分泌蛋白质。滑面内质网表面光滑无核糖体附着，主要参与类固醇、脂类的合成与运输，糖代谢及激素的灭活等。细胞器-核糖体核糖体图册英文名（ribosome）无膜结构，分为附着核糖体和游离核糖体，将氨基酸合成蛋白质是由rRNA和核糖核蛋白构成的微小颗粒，是合成蛋白质的场所，所有细胞都含有核糖体。同时核糖体是原核生物唯一的细胞器。核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoproteinparticle），主要由RNA(rRNA）和蛋白质构成，其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链，所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。核糖体无膜结构，主要由蛋白质（40%）和RNA（60%）构成。核糖体按沉降系数分为两类，一类（70S）存在于细菌等原核生物中，另一类（80S）存在于真核细胞的细胞质中。他们有的漂浮在细胞内，有的结集在一起。核糖体是蛋白质合成的场所，它是由rRNA和蛋白质构成的，蛋白质在表面（称为大亚基），rRNA在内部（称为小亚基），并以共价键结合。核糖体是多种酶的集合体，有多个活性中心共同承担蛋白质合成功能。而每个活性中心又都是由一组特殊的蛋白质构成，每种酶或蛋白也只有在整体结构中才具有催化活性。每一细胞内核糖体的数目可达数百万个，大部分处在细胞溶胶中，也有一些处在线粒体、叶绿体中。游离核糖体合成细胞质留存的蛋白质，如膜中的结构蛋白；而附在内质网上的核糖体合成向细胞外分泌的蛋白质，合成后向S-ER输送，形成分泌泡，输送到高尔基体，由高尔基体加工、排放。构成核糖体的蛋白质大肠杆菌核糖体蛋白的初级结构均被确定。大肠杆菌核糖体的30S亚基含S1—S21共21种蛋白质，50S亚基含L1—L34共34种蛋白质。这些蛋白质已被全部分离纯化。分子量约1万到3万。除S6、L7、L12之外全是碱性蛋白质。这些蛋白质是免疫学上独立的蛋白质，只有L7、L12显示出相互交叉反应。已知L7与L12是同一蛋白质，L7的N末端被乙酰化。已经确定了几种蛋白的一级结构。机能已经明确的蛋白质如下述：S1：与蛋白质合成的i因子（干扰因子）和Qβ复制酶的亚基Ⅰ为同一物质，可与mRNA结合；S4：ram（核糖体的双关性ribosomalambiguity）基因的产物；S5：SPc〔壮观霉素（Spectinomycin）抗性〕基因的产物；S12：str（链霉素抗性）基因的产物；L7、L12：有和多肽链延长因子Tu及G间的相互作用，也有和起始因子和终止因子的相互作用。L11：肽基转移酶。种类划分按核糖体存在的部位可分为三种类型：细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。按存在的生物类型可分为两种类型：真核生物核糖体和原核生物核糖体。原核细胞的核糖体原核细胞的核糖体较小，沉降系数为70S，相对分子质量为2.5x103kDa，由50S和30S两个亚基组成；而真核细胞的核糖体体积较大，沉降系数是80S，相对分子质量为3.9～4.5x103kDa，由60S和40S两个亚基组成。典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。在完整的核糖体中，rRNA约占2/3，蛋白质约为1/3。50S大亚基含有34多肽链和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21多肽链和一个16S的rRNA分子。真核细胞的核糖体真核细胞中，核糖体进行蛋白质合成时，既可以游离在细胞质中，称为游离核糖体(freeribosome）。也可以附着在内质网的表面，称为膜旁核糖体或附着核糖体。参与构成RER，称为固着核糖体或膜旁核糖体，是以大亚基圆锥形部与膜接着游离核糖体（freeribosome）。分布在线粒体中的核糖体，比一般核糖体小，约为55S（35S和25S大、小亚基），称为胞器或线粒体核体。凡是幼稚的、未分化的细胞、胚胎细胞、培养细胞、肿瘤细胞，它们生长迅速，在胞质中一般具有大量游离核糖体。真核细胞含有较多的核糖体，每个细胞平均有10^6～10^7个，而原核细胞中核糖体较少每个细胞平均只有1.5×10^4～1.8×10^4个。真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为40S。在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种rRNA∶28SrRNA、5SrRNA和5.8SrRNA。小亚基含有大约33种蛋白质，一种18S的rRNA。无论哪种核糖体，在执行功能时，即进行蛋白质合成时，常3-5个或几十个甚至更多聚集并与mRNA结合在一起，由mRNA分子与小亚基凹沟处结合，再与大亚基结合，形成一串，称为多聚核糖体（游离多聚核糖体及固着多聚核糖体），Polyribosome或Polysome。mRNA的长短，决定多聚核糖体的多少，可排列成螺纹状，念珠状等，多聚核糖体是合成蛋白质的功能团。此时，每一核糖体上均在以mRNA的密码为模板，翻译成蛋白质的氨基酸顺序。在活细胞中，核糖体的大小亚基，单核糖体和多聚核糖体是处于一种不断解聚与聚合的动态平衡中，随功能而变化，执行功能量为多聚核糖体、功能完成后解聚为大、小亚基。按在细胞中的分布分类可分为游离核糖体和附着核糖体。游离核糖体位于细胞质基质中，主要合成胞内蛋白，分泌在细胞内；附着核糖体主要附着在糙面内质网上，负责合成外运蛋白，分泌在细胞外。细胞器-高尔基体高尔基体图册英文名（Golgiapparatus）单层膜，对来自内质网的蛋白质再加工，分类和包装的“车间”及“发送站”，真核动植物细胞中都含有高尔基体，动物细胞用于分泌物的形成，植物细胞参与细胞壁的形成。高尔基体在分泌蛋白的合成与运输中起着重要的交通枢纽作用。由一系列扁平小囊和小泡所组成，分泌旺盛的细胞，较发达。在电镜下得到确认的高尔基体是由单层膜围成的扁平囊和小泡，成堆的囊并不像内质网那样相互连接。在一个细胞中高尔基体只有少数几堆，至多不过上百。⑴是细胞分泌物的最后加工和包装的场所，分泌泡通过外排作用排出细胞外。⑵能合成多糖，如粘液，植物细胞的各种细胞外多糖。(3)断裂后形成溶酶体。高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。（注：囊泡产生的方向是细胞膜或者说高尔基体的成熟面面向细胞膜，形成面面向细胞质。）细胞器-溶酶体英文名（lysosomes）单层膜，是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌，真核动植物细胞中都含有溶酶体。溶酶体是由高尔基体断裂产生，单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小也不等，含有60多种能够水解多糖，磷脂，核酸和蛋白质的酸性酶，这些酶有的是水溶性的，有的则结合在膜上。溶酶体的pH为5左右，是其中酶促反应的最适pH。根据溶酶体处于，完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：初级溶酶体，次级溶酶体和残余小体。溶酶体的功能有二：一是与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子，残渣通过外排作用排出细胞；二是在细胞分化过程中，某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉，这是机体自身重新组织的需要。1949年，比利时的德迪夫首先发现。细胞器-线粒体线粒体图册英文名（mitochondria）具有双层膜。是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称动力车间。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。双层膜，内层膜向内折叠形成“嵴”（作用是可以扩大酶的附着位点）形状为棒状，含核糖体可产生DNA和RNA，能相对独立遗传。存在于所有真核生物细胞中（厌氧菌及哺乳动物成熟的红细胞除外），动植物细胞中都含有线粒体（除哺乳动物成熟的红细胞外），分布于代谢旺盛处，属于半自主性细胞器。线粒体具有双层膜结构，外膜是平滑而连续的界膜；内膜反复延伸折入内部空间，形成嵴。内外膜不相通，形成膜腔。光镜下，线粒体成颗粒状或短杆状，横径0.2um～8um，细菌大小。线粒体是细胞内产生ATP的重要部位，是细胞内动力工厂或能量转换器。线粒体具有半自主性，腔内有成环状的DNA分子、少量RNA和70S核糖体，它们都能自行分化，但是部分蛋白质还要在胞质内合成。（注：厌氧性生物无线粒体）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。注：能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体，如细菌（含有呼吸酶）线粒体是有氧呼吸的主要场所，“细胞动力车间”。细胞器-叶绿体叶绿体图册英文名（chloroplast）具有双层膜。是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，产生氧气和有机物，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。双层膜，形状为扁平椭球形或球形，含核糖体可产生DNA和RNA，属于半自主性细胞器。注：1，能进行光合作用的细胞并不一定都含有叶绿体，如蓝藻（其中只含有叶绿素）；2，并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只分布于绿色植物的绿色器官中，如洋葱表皮细胞，根尖细胞等叶绿体属于