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第二章細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、細(xì)胞的形狀、大小和數(shù)目

形狀與大小各異的細(xì)胞是生物進(jìn)化的結(jié)果。單細(xì)胞生物多細(xì)胞生物二、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞膜和細(xì)胞壁2、細(xì)胞核3、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器細(xì)胞器有：

①線粒體②質(zhì)體（葉綠體、有色體、白色體）③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)④核糖體⑤高爾基體⑥溶酶體⑦微體⑧液泡⑨細(xì)胞骨架⑩鞭毛、纖毛和中心粒真核細(xì)胞：植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞葉綠體線粒體細(xì)胞壁細(xì)胞膜液泡細(xì)胞質(zhì)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體線粒體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體纖毛動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的區(qū)別

細(xì)胞器動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞壁無有葉綠體無有液泡無有1細(xì)胞壁細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)大體可分為三層：胞間層、初生壁和次生壁。一般認(rèn)為，細(xì)胞分化完成后仍保持有生活原生質(zhì)體的細(xì)胞不具次生壁。2細(xì)胞膜（質(zhì)膜）

植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)外方與細(xì)胞壁緊密相接的一層薄膜，稱為細(xì)胞膜或質(zhì)膜。動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，最外方為細(xì)胞膜。膜的化學(xué)組成，幾乎全由磷脂和蛋白質(zhì)組成，此外，尚有少量的糖類。在電子顯微鏡下看到的質(zhì)膜是由兩層染色深的暗層（一層蛋白質(zhì)的分子層和脂類雙分子層的親水頭），中間夾著一層染色淺的亮層（脂類雙分子層的疏水尾）組成。這樣的結(jié)構(gòu)稱為單位膜。

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)圖

膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型：在脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著球蛋白分子。膜中的蛋白質(zhì)有的是特異酶類，在一定條件下具有"識(shí)別"、"捕捉"和"釋放"某些物質(zhì)的能力，從而對(duì)物質(zhì)的透過起主動(dòng)的控制作用。質(zhì)膜具有多種生理功能維持穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境；控制細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換，有選擇性地使物質(zhì)通過或排出廢物；吞食外圍的液體或固體小顆粒；參與胞內(nèi)物質(zhì)的胞外分泌；接受外界的刺激和信號(hào)；還參與細(xì)胞的相互識(shí)別的功能。核被膜包在核外的雙層膜，外膜可延伸與細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。一些蛋白質(zhì)和RNA分子可通過核被膜或核被膜上的核孔進(jìn)入或輸出細(xì)胞核。核仁是核中顆粒狀結(jié)構(gòu)，富含蛋白質(zhì)和RNA，核糖體的裝配場(chǎng)所。大多數(shù)細(xì)胞的核內(nèi)有1個(gè)或幾個(gè)核仁。染色質(zhì)是核中由DNA和蛋白質(zhì)組成并可被蘇木精等染料染色的物質(zhì)，染色質(zhì)DNA含有大量基因片段，是生命的遺傳物質(zhì)。間期核染色質(zhì)常伸展成網(wǎng)狀細(xì)絲——染色質(zhì)；分裂時(shí)，染色質(zhì)高度螺旋化變粗——染色體。染色質(zhì)和核仁都被液態(tài)的核基質(zhì)所包圍。（二）

細(xì)胞核細(xì)胞核的主要功能是控制蛋白質(zhì)的合成，控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和遺傳。因此，細(xì)胞核被強(qiáng)調(diào)為"細(xì)胞的控制中心"，在細(xì)胞遺傳和代謝方面起著主導(dǎo)作用。（三）細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)是質(zhì)膜以內(nèi)，細(xì)胞核以外的原生質(zhì)，可分胞基質(zhì)和細(xì)胞器。細(xì)胞器是細(xì)胞內(nèi)具有特定結(jié)構(gòu)和功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。胞基質(zhì)是無色透明的膠體物質(zhì)。

胞基質(zhì)能維持細(xì)胞器的實(shí)體完整性提供所需要的離于環(huán)境，供給細(xì)胞器行使功能所必須的物質(zhì)。同時(shí)，胞基質(zhì)本身還進(jìn)行某些生化反應(yīng)。細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、線粒體、質(zhì)體、微體、液泡、微管、微絲等。有的細(xì)胞表面還有鞭毛或纖毛。1線粒體（1）形狀和大?。?/p>

除細(xì)菌、藍(lán)藻和厭氧真菌外，生活的細(xì)胞一般都有線粒體。線粒體呈粒狀、棒狀、絲狀或分枝狀。線粒體較小，直徑一般為0．5-1．0微米。（2）

結(jié)構(gòu)：顯微鏡下用詹納斯綠B染色才能看到。用電子顯微鏡觀察，線粒體有一層外膜和一層內(nèi)膜，內(nèi)膜在許多部位向內(nèi)褶疊成管狀或擱板狀突起稱為嵴。嵴間的空間為基質(zhì)，其中含有DNA、蛋白質(zhì)、核糖體、類脂球等。在基質(zhì)和內(nèi)膜中，有ATP酶和三羧酸循環(huán)酶等，與呼吸作用有關(guān)。

線粒體的功能是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的場(chǎng)所，提供能量。2質(zhì)體質(zhì)體根據(jù)色素和功能的不同，分為三種主要類型葉綠體有色體白色體（1）葉綠體

高等植物的葉綠體主要存在于葉肉細(xì)胞中，其功能是進(jìn)行光合作用，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；將二氧化碳和水合成有機(jī)物，釋放氧氣。葉綠體的形狀為球狀橢圓形。葉綠體的超微結(jié)構(gòu)圖葉綠體外被兩層膜，稱葉綠體被膜。被膜以內(nèi)有蛋白質(zhì)基質(zhì)和密布其中的基粒。每個(gè)基粒由10-100個(gè)類囊體疊成。類囊體是由單層膜圍成的，并且具有很多穿孔的扁平小囊。囊內(nèi)含有液狀內(nèi)含物。類囊體平行地相疊，在基質(zhì)間到處延伸，組成了復(fù)雜的類囊體系統(tǒng)。連接基粒的類囊體部分稱為基質(zhì)片層或基質(zhì)類囊體。（2）有色體

含有類胡蘿卜素的質(zhì)體，故呈橘紅一黃之間的色彩?；ò?、果實(shí)等的顏色就是有色體的顏色。有色體多從葉綠體轉(zhuǎn)化而來，積累脂類和淀粉。（3）白色體

是無色的質(zhì)體，近球形，存在于甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中，種子的胚及少數(shù)植物葉的表皮細(xì)胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉體、合成脂肪和油的造油體，合成蛋白質(zhì)的糊粉體等等。3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

脂類雙分子層為基礎(chǔ)形成的囊腔和管道系統(tǒng)。分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂類合成和代謝有關(guān)。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上附有顆粒狀的核糖體。核糖體是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是許多細(xì)胞器的來源。4核糖體核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。核蛋白體含有大約40%蛋白質(zhì)和60%的RNA。核糖體大小約15-30納米的小顆粒，由大小兩個(gè)亞單位組成。核糖體常幾個(gè)到幾十個(gè)與信使RNA分子結(jié)合成念珠狀的復(fù)合體，稱為多聚核糖體。5高爾基體

是一些聚集的扁的小囊和小泡。是細(xì)胞分泌物的加工和包裝場(chǎng)所，最后形成分泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時(shí)的新細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的形成有關(guān)。6溶酶體溶酶體常為圓球形，只有一層膜包圍，含有活性范圍非常廣泛的各種水解酶類，以酸性磷酸酶為特有的酶。

溶酶體在細(xì)胞內(nèi)起消化作用，能降解生物大分子。進(jìn)行異體吞噬、自體吞噬甚至發(fā)生自溶作用。

溶酶體是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離出來的小泡形成的。7微體

·膜內(nèi)有一單位膜，含有酶，都含有過氧化氫酶、乙醇酸氧化酶與尿酸酶?！し譃閮煞N類型：一是過氧化物酶體，與光呼吸有密切關(guān)系；另一種為乙醛酸循環(huán)體，與脂肪代謝有關(guān)，能將脂肪分解成糖。9液泡液泡是植物細(xì)胞的顯著特征之一。液胞內(nèi)的液汁稱細(xì)胞液，其主要成分是水，并含有糖、有機(jī)酸、脂類、蛋白質(zhì)、酶、氨基酸、樹膠、粘液、植物堿、花青素和無機(jī)鹽等物質(zhì)?；ò?、果實(shí)上紅色或藍(lán)色是因含有花青素，花青素的顏色隨著細(xì)胞液的酸堿性不同而有變化，酸性時(shí)呈紅色，堿性時(shí)呈藍(lán)色。如牽?；ǎ河稍缟系乃{(lán)色→中午的紅色。液泡的生理功能:

①

貯藏作用;

②消化作用;

③

液泡在維持細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定上起著重要的作用；④液泡形成的內(nèi)環(huán)境可以緩沖外界條件的突然變化，因而液泡與植物抗性有關(guān)。10細(xì)胞骨架細(xì)胞質(zhì)中存在著骨架結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞骨架。構(gòu)成細(xì)胞骨架的三種結(jié)構(gòu)是微管、微絲和居間纖絲（中間纖維）。它們和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中更細(xì)微的纖維狀蛋白系統(tǒng)，稱為微梁系統(tǒng)。

微管呈中空管狀或纖絲狀結(jié)構(gòu),微管的管壁由13條原纖絲集合而成，每條原纖絲由α和β球狀蛋白，即微管蛋白的亞基組成雙體，沿著管徑的長(zhǎng)軸呈斜向交替排列。微管在細(xì)胞中起支架作用，使細(xì)胞保持一定的形狀；微管還參與構(gòu)成紡錘絲；參與細(xì)胞壁的形成和生長(zhǎng)；微管也與胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)和鞭毛運(yùn)動(dòng)有關(guān)。微絲是比微管更細(xì)的纖絲。中間絲介于微管和微絲之間三者組成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)：維持著細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性。三、生物膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)1、生物膜各類細(xì)胞器的膜（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、內(nèi)囊體膜等）、質(zhì)膜和核膜在分子結(jié)構(gòu)上基本相同，它們統(tǒng)稱為生物膜。膜的結(jié)構(gòu)1895年Overton膜是由脂組成的1917年Langmuir

磷脂單分子層1925年Gorter&Grendel

磷脂雙分子層1932年Davson&Danielli

“三明治”模型

……

流動(dòng)鑲嵌模型三、生物膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)生物膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”主要特點(diǎn)有序性流動(dòng)性不對(duì)稱性生物膜的結(jié)構(gòu)是與其功能相一致的。2、物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸——簡(jiǎn)單擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸——易化擴(kuò)散水的滲透作用主動(dòng)運(yùn)輸——鈉鉀泵（動(dòng)物細(xì)胞）

——直接消耗ATP

主動(dòng)運(yùn)輸——質(zhì)子泵（植物細(xì)胞）

——直接消耗ATP主動(dòng)運(yùn)輸——協(xié)同運(yùn)輸

——間接消耗ATP協(xié)同運(yùn)輸（cotransport）是一類靠間接提供能量完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)跨膜運(yùn)動(dòng)所需要的能量來自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)濃度梯度，而維持這種電化學(xué)勢(shì)的是鈉鉀泵或質(zhì)子泵。動(dòng)物細(xì)胞中常常利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度來驅(qū)動(dòng)，植物細(xì)胞和細(xì)菌常利用H+濃度梯度來驅(qū)動(dòng)。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸方向與離子沿濃度梯度的轉(zhuǎn)移方向，協(xié)同運(yùn)輸又可分為：同向協(xié)同（symport）與反向協(xié)同（antiport）。

胞吞和胞吐作用

——生物大分子或顆粒物質(zhì)的運(yùn)輸物質(zhì)的跨