第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)

1、人眼人眼分辨率：分辨率：0.1mm0.1mm（10105 5nm,100um)nm,100um)顯微鏡顯微鏡分辨率：分辨率：200nm,200nm,放大幾十倍、放大幾十倍、幾百倍、一千倍。幾百倍、一千倍。電子顯微鏡電子顯微鏡分辨率：分辨率：0.2nm0.2nm，可以放大，可以放大幾千倍、幾萬倍，甚至幾十萬倍幾千倍、幾萬倍，甚至幾十萬倍用光學顯微鏡觀察到用光學顯微鏡觀察到的細胞內(nèi)部構(gòu)造的細胞內(nèi)部構(gòu)造, ,稱為稱為細胞的顯微結(jié)構(gòu)。細胞的顯微結(jié)構(gòu)。光學顯微鏡的分辨率光學顯微鏡的分辨率不超過不超過200nm,200nm,有效有效放大倍數(shù)一般不超過放大倍數(shù)一般不超過12001200倍。倍。 在電子顯微鏡

2、下觀察在電子顯微鏡下觀察到的細胞結(jié)構(gòu)稱為亞到的細胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。顯微結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡的分辨率：電子顯微鏡的分辨率：0.2nm0.2nm，可以放大幾，可以放大幾千倍、幾萬倍，甚至千倍、幾萬倍，甚至幾十萬倍幾十萬倍細胞質(zhì)細胞質(zhì): :是均勻透明的膠狀物質(zhì)是均勻透明的膠狀物質(zhì), ,能不斷流動。能不斷流動。細胞膜以內(nèi)細胞膜以內(nèi), ,細胞核以外的原生質(zhì)細胞核以外的原生質(zhì)二二. .細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能細胞質(zhì)細胞質(zhì)基基 質(zhì)質(zhì)成分成分: :功能功能: :是活細胞進行新陳代謝的主要場所是活細胞進行新陳代謝的主要場所為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件境條

3、件, ,如提供如提供atpatp、核苷酸、氨基酸等、核苷酸、氨基酸等. .細胞器細胞器水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸等核苷酸等, ,還有很多種酶還有很多種酶線粒體線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體核糖體高爾基體高爾基體液泡液泡葉綠體葉綠體中心體中心體線粒體線粒體“動力工廠動力工廠”（有氧呼吸的主要場所）（有氧呼吸的主要場所）有研究表明，馬拉松運動員腿部肌肉細胞有研究表明，馬拉松運動員腿部肌肉細胞中線粒體的數(shù)量比一般人多出一倍以上？中線粒體的數(shù)量比一般人多出一倍以上？外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜嵴嵴外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量dnadna和有關(guān)酶

4、）和有關(guān)酶）形狀形狀: :功能：功能：橢球形橢球形 ，粒狀或棒狀，粒狀或棒狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :有氧呼吸的主要場所有氧呼吸的主要場所思思考考葉綠體葉綠體“養(yǎng)料制造工廠養(yǎng)料制造工廠”和和“能量轉(zhuǎn)換站能量轉(zhuǎn)換站”葉綠體存在于哪些細胞中？葉綠體存在于哪些細胞中？結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：形狀形狀: :功能：功能：扁平的扁平的橢球形橢球形 或球形或球形外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)（含少量外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)（含少量dnadna和有關(guān)酶）和有關(guān)酶）光合作用的場所光合作用的場所思思考考線粒體線粒體葉綠體葉綠體分布分布形態(tài)形態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)雙雙層層膜膜外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基?；；|(zhì)基質(zhì)功能功能光合作用的場所光合作用的場所有氧呼吸的主要場所

5、有氧呼吸的主要場所都含有少量的都含有少量的dnadna和和rnarna（都能半自主復(fù)制）都能半自主復(fù)制）含與暗反應(yīng)有關(guān)的酶含與暗反應(yīng)有關(guān)的酶含與有氧呼吸有關(guān)酶含與有氧呼吸有關(guān)酶片層膜堆疊成圓柱形，含色片層膜堆疊成圓柱形，含色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶。素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶。是一層光滑的膜是一層光滑的膜向內(nèi)折疊形成嵴向內(nèi)折疊形成嵴與周圍的細胞質(zhì)基質(zhì)分開與周圍的細胞質(zhì)基質(zhì)分開扁平的橢球形或球形扁平的橢球形或球形橢球形橢球形主要存在于植物的葉肉細胞主要存在于植物的葉肉細胞動植物細胞中動植物細胞中分布：分布：類型類型粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：擴大膜面積，蛋白質(zhì)運輸通道粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：擴大膜面積，蛋白質(zhì)運輸通道滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

6、：糖類和脂類合成滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：糖類和脂類合成形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-蛋白質(zhì)合成和加工，脂質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成和加工，脂質(zhì)合成絕大多數(shù)動植物細胞都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細胞核絕大多數(shù)動植物細胞都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細胞核附近較多，并與核膜有一定的聯(lián)系。附近較多，并與核膜有一定的聯(lián)系。由單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物由單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物核糖體核糖體蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的“裝配車間裝配車間”存存 在：在：形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：主要功能：主要功能：附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中橢球形的粒狀小體，無膜結(jié)構(gòu)橢球形的粒狀小體，無膜結(jié)構(gòu)細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場所存在部位：存

7、在部位：動植物細胞中動植物細胞中細胞核附近細胞核附近形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)： 扁平囊狀結(jié)構(gòu)，有大小囊泡扁平囊狀結(jié)構(gòu)，有大小囊泡主要功能：主要功能：與細胞分泌物的形成有關(guān)與細胞分泌物的形成有關(guān)對蛋白質(zhì)有加工和轉(zhuǎn)運功能對蛋白質(zhì)有加工和轉(zhuǎn)運功能植物細胞分裂時與細胞壁的形成有關(guān)植物細胞分裂時與細胞壁的形成有關(guān)高爾基體高爾基體蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的“加工工廠加工工廠”中心體（由兩個垂直排列的中心粒組成）中心體（由兩個垂直排列的中心粒組成）功能：功能：動物細胞內(nèi)和低等的植物細胞中動物細胞內(nèi)和低等的植物細胞中與細胞有絲分裂有關(guān)，形成紡錘體。與細胞有絲分裂有關(guān)，形成紡錘體。分布：分布：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：動動物物細細胞胞有有絲

8、絲分分裂裂與滲透吸水有關(guān)，與代謝產(chǎn)物貯存有與滲透吸水有關(guān)，與代謝產(chǎn)物貯存有關(guān)，與花、果等顏色有關(guān)。關(guān)，與花、果等顏色有關(guān)。存存 在：在：形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：主要功能：主要功能：植物細胞植物細胞泡狀結(jié)構(gòu)；表面有單層膜，內(nèi)有細胞液泡狀結(jié)構(gòu)；表面有單層膜，內(nèi)有細胞液調(diào)節(jié)細胞內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)細胞內(nèi)環(huán)境問：植物細胞都有液泡嗎？問：植物細胞都有液泡嗎？ 植物細胞液泡內(nèi)的水狀液體，是細胞代謝作用的產(chǎn)物，其中溶解著有機酸、生物堿、糖類、蛋有機酸、生物堿、糖類、蛋白質(zhì)、鹽類和色素（花青素）白質(zhì)、鹽類和色素（花青素）等。等。植物的花、葉、果實的顏色，除綠色之外，大多由此產(chǎn)生。由于細胞液中含有很多溶解物質(zhì)，因而具有較高的

9、滲透壓滲透壓，可以維持一定膨壓。細胞液中常含有特殊氣味的物質(zhì)，起到殺菌和防腐作用。細胞液也是藥用和工業(yè)用物質(zhì)的來源，如毛地黃的強心苷，茶葉的鞣質(zhì)，治療瘧疾的奎寧堿和常山堿，鎮(zhèn)痛止咳的嗎啡，治療哮喘的麻黃堿等。 形態(tài)：是一種單層膜的囊狀小泡形態(tài)：是一種單層膜的囊狀小泡特點：含有多種水解酶特點：含有多種水解酶功能：分解衰老損傷的細胞器功能：分解衰老損傷的細胞器 殺死入侵的病毒和病菌殺死入侵的病毒和病菌培養(yǎng)的上皮細胞中的應(yīng)力纖維（微絲紅色、微管綠色） 細胞骨架（cytoskeleton）是指真核細胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)較晚，主要是因為一般電鏡制樣采用低溫（0-4）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚

10、。直到20世紀60年代后，采用戊二醛常溫固定，才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。 細胞骨架不僅在維持細胞形態(tài)，承受外力、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性方面起重要作用，而且還參與許多重要的生命活動，如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離，在細胞物質(zhì)運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向轉(zhuǎn)運；在肌肉細胞中，細胞骨架和它的結(jié)合蛋白組成動力系統(tǒng)；在白細胞的遷移、精子的游動、神經(jīng)細胞軸突和樹突的伸展等方面都與細胞骨架有關(guān)。另外，在植物細胞中細胞骨架指導(dǎo)細胞壁的合成。 細胞骨架由微絲、微管和中間纖維構(gòu)成。微絲確定細胞表面特征，使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸?shù)膶?dǎo)軌。中間纖維使細胞具

11、有張力和抗剪切力。 形形 態(tài)態(tài)膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)功功 能能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單層膜單層膜核糖體核糖體無膜結(jié)無膜結(jié)構(gòu)構(gòu)高爾基高爾基體體單層膜單層膜中心體中心體無膜結(jié)無膜結(jié)構(gòu)構(gòu)液液 泡泡單層膜單層膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與細胞膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與細胞膜和核膜相連通和核膜相連通和蛋白質(zhì)、脂類、糖類和蛋白質(zhì)、脂類、糖類合成有關(guān)；蛋白質(zhì)流通合成有關(guān)；蛋白質(zhì)流通的通道；的通道；橢球形，有的游離在細橢球形，有的游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中，有的附在胞質(zhì)基質(zhì)中，有的附在核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上；核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上；合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)與動物細胞的有絲分裂與動物細胞的有絲分裂有關(guān)有關(guān)調(diào)節(jié)細胞內(nèi)環(huán)境；儲存調(diào)節(jié)細胞內(nèi)環(huán)境；儲存物質(zhì)；保持細胞的滲透物質(zhì)；保持細胞的滲透壓

12、，維持細胞形態(tài)壓，維持細胞形態(tài)由單層膜組成的扁平由單層膜組成的扁平囊狀組合結(jié)構(gòu)囊狀組合結(jié)構(gòu)兩個互相垂直的中兩個互相垂直的中心粒組成心粒組成內(nèi)有細胞液內(nèi)有細胞液動物：分泌動物：分泌植物：細胞壁的形成植物：細胞壁的形成科學家在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射科學家在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射3 3h h標記的亮標記的亮氨酸，氨酸，3min3min后，被標記的亮氨酸出現(xiàn)在附著有核后，被標記的亮氨酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中， 17min17min后，出現(xiàn)在高爾基體中，后，出現(xiàn)在高爾基體中， 117min117min后，出現(xiàn)在細胞膜內(nèi)的小后，出現(xiàn)在細胞膜內(nèi)的小 泡及細胞泡及細胞外的分泌物中。外

13、的分泌物中。a a 蛋白質(zhì)的合成過程蛋白質(zhì)的合成過程高爾基體高爾基體d d 蛋白質(zhì)的合成有關(guān)的細胞器蛋白質(zhì)的合成有關(guān)的細胞器核糖體核糖體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體核糖體核糖體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體線粒體 細胞生物膜系統(tǒng)細胞生物膜系統(tǒng)是指由細胞膜、核膜以及是指由細胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等圍繞而成的細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等圍繞而成的細胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜相連，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜相連，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜之間的腔相通，外層核膜上附著有大量的核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的腔相通

14、，外層核膜上附著有大量的核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜的連通，使細胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密。在與核膜的連通，使細胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密。在有的細胞中，還可以看到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細胞膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有的細胞中，還可以看到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細胞膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與線粒體膜之間也存在一定的聯(lián)系。線粒體是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)執(zhí)膜與線粒體膜之間也存在一定的聯(lián)系。線粒體是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)執(zhí)行功能時所需能量的直接行功能時所需能量的直接“供應(yīng)站供應(yīng)站”，在合成旺盛的細胞，在合成旺盛的細胞里，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)總是與線粒體緊密相依，有的細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜里，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)總是與線粒體緊密相依，有的細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜甚至與線粒體的外膜相連。甚至與線粒體的外膜相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)直接聯(lián)

15、系直接聯(lián)系細胞膜細胞膜核膜核膜線粒體膜線粒體膜間接聯(lián)系間接聯(lián)系高爾基體高爾基體 出芽出芽小泡小泡突起突起小泡小泡細胞內(nèi)的各種生物膜不僅在結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系，它們的化學組成也大致相同。 在核糖體上合成的分泌蛋白，為什在核糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而不是么要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而不是直接運輸?shù)郊毎つ?？進一步的研究直接運輸?shù)郊毎つ?？進一步的研究表明，在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，表明，在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，還要經(jīng)過一些加工，進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，還要經(jīng)過一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團等，如折疊、組裝、加上一些糖基團等，才能成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，才能

16、成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進一步的加工。接著，高爾基體邊緣突一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質(zhì)包裹在小泡里，起形成小泡，把蛋白質(zhì)包裹在小泡里，運輸?shù)郊毎ぃ∨菖c細胞膜融合，運輸?shù)郊毎ぃ∨菖c細胞膜融合，把蛋白質(zhì)釋放到細胞外。把蛋白質(zhì)釋放到細胞外。由此可見，細胞內(nèi)由此可見，細胞內(nèi)的各種生物膜不但在結(jié)的各種生物膜不但在結(jié)構(gòu)上互相連系，在功能構(gòu)上互相連系，在功能上也是既有分工又相互上也是既

17、有分工又相互聯(lián)系的。各種生物膜的聯(lián)系的。各種生物膜的分工合作、相互配合是分工合作、相互配合是細胞生命活動協(xié)調(diào)進行細胞生命活動協(xié)調(diào)進行的結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)。的結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)。 不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時在細不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時在細胞與環(huán)境之間進行物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞的過胞與環(huán)境之間進行物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。程中起著決定性的作用。 細胞內(nèi)的許多重要化學反應(yīng)都在生物膜上進行，細細胞內(nèi)的許多重要化學反應(yīng)都在生物膜上進行，細胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學反應(yīng)的

18、順利進行創(chuàng)造了有利條件。種化學反應(yīng)的順利進行創(chuàng)造了有利條件。 細胞內(nèi)的生物膜把細胞分隔成一個個小的區(qū)室，如細胞內(nèi)的生物膜把細胞分隔成一個個小的區(qū)室，如各種細胞器，這樣就使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學各種細胞器，這樣就使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應(yīng)，而不會相互干擾，保證了細胞的生命活動高效、反應(yīng)，而不會相互干擾，保證了細胞的生命活動高效、有序地進行。有序地進行。 膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)分分 布布其其 它它主要功能主要功能葉綠體葉綠體線粒體線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體核糖體高爾基體高爾基體中心體中心體液泡液泡溶酶體溶酶體細胞器的比較雙層膜雙層膜雙層膜雙層膜無膜結(jié)構(gòu)無膜結(jié)構(gòu)無膜結(jié)構(gòu)無膜結(jié)構(gòu)單層膜單層膜單層膜單

19、層膜單層膜單層膜單層膜單層膜植物細胞植物細胞植物細胞植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞動物和低等動物和低等植物細胞植物細胞光合作用的場所光合作用的場所有氧呼吸主要場所有氧呼吸主要場所有機物合成的車間有機物合成的車間加工和運輸?shù)耐ǖ兰庸ず瓦\輸?shù)耐ǖ赖鞍踪|(zhì)合成的場所蛋白質(zhì)合成的場所參與細胞分泌參與細胞分泌參與細胞有絲分裂參與細胞有絲分裂水和養(yǎng)料的倉庫水和養(yǎng)料的倉庫維持細胞形態(tài)維持細胞形態(tài)水解酶的倉庫水解酶的倉庫基粒、基質(zhì)、酶基粒、基質(zhì)、酶色素、色素、dna嵴、基質(zhì)、嵴、基質(zhì)、酶、酶、dan色素、糖類色素、糖類無機鹽等無機鹽等課堂反饋課堂反饋1 1、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的a a 功能及所含有機化合物都相同功能及所含有機化合物都相同b b 功能及所含有機化合物都不同功能及所含有機化合物都不同c c 功能相同，所含有機化合物不同功能相同，所含有機化合物不同d d 功能不同，所含有機化合物相同功能不同，所含有機化合物相同2 2、水稻根細胞中，含有少量、水稻根細胞中，含有少量dnadna，并與能量轉(zhuǎn)換有密，并與能量轉(zhuǎn)換有密切關(guān)系的細胞器