真核细胞的基本结构(胞间层胞间隙厂细胞壁{初生壁初生纹孔场I次生壁纹孔、胞间连丝质膜细胞质基质[双层膜结构:质体、线粒体植物细胞]细胞质< 细胞器(单层膜结构:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、微体\ I无膜结构:核糖体、中心体细胞骨架:微管、微税、中间丝「核膜核孔、核周腔细胞核(核仁I核质染色质、核基质(后含物原核细胞与真核细胞的基本特征比较特征原核细胞真核细胞细胞膜有有核膜无有染色体1环状DNA分子,不或很少 与蛋白质结合2个以上线状DNA分子,与 五种组蛋白结合基因组数n2n基因数几「大于几万核仁无有线粒体/内质网无有高尔基体/溶酶体无有核糖体有(70S)有(80S)光合结构蓝藻(类囊体)植物叶绿体核外DNA细菌质粒DNA (裸露)线粒体DNA,叶绿体DNA细胞壁细菌细胞壁一氨基糖与壁酸动物无,植物一纤维素、果 胶细胞骨架无有细胞增殖无丝.分裂(直接分裂)有纥分裂(主)、减数分裂膜体系(1)细胞膜plasma membrane,是指I韦I绕在细胞最外层,由脂类和蛋白质组成的薄膜质膜不仅是细胞结构上的边界,使细胞具有一个相对稳定的内环境,同时在细胞与环境 进行物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作用。
选择性物质交换——能量转换、识别、运动、附着、信号接收和放大糖萼(细胞外被)•糖萼由膜糖脂和糖蛋白相连的寡糖侧链和膜蛋白聚糖上的多糖链组成•所有糖类位于细胞质膜的外表面(非胞质面)•糖萼具有保护和润滑细胞及识别和粘附方面具有重要作用流动镶嵌模型主要强调:• 膜的流动性一一膜蛋白和磷脂均可■侧向运动膜脂可旋转、摆动、上下翻转(较少) 膜蛋白与膜脂之间、膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作 用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性• 膜蛋白和糖萼分布的不对称性(胆固醇几乎均等地分布在两侧单层中)(2)内质网[endoplasmic reticulum, ER],由膜形成的小管与小囊状的潴泡组成内质网通常占细胞膜系统的一半左右由于内质网的存在,大大增加了细胞内膜的表面 积,为多种酶特别是多酶体系提供了大面积的结合位点同时内质网形成的完整的封闭体系 将内质网上合成的物质与细胞质基质中合成的物质分隔开来,更有利于它们的加工和运输糙面内质网【rough endoplasmic reticulum, 1ER] 多呈扁囊状,排列较为整齐,膜表面分 布着大量的核糖体它是内质网和核糖体共同形成的复合细胞器,其主要功能是合成分泌蛋 白和多种膜蛋白。
合成分泌蛋白 当多肽链在结合的核糖体上生长时,它就通过1ER膜中的一种蛋白质 所形成的小孔而进入潴泡并在其中折叠成天然的构象大多数分泌蛋白是糖蛋白,连在糖蛋 白上的糖常是寡糖分泌蛋白一旦形成,就离开ER并被包裹在转运小泡中产生膜把蛋白质和磷脂加到一起就地生长一一当多肽从核糖体上长出时,它们就被插 入膜中并被它的疏水部分固定起来制造本身的膜磷脂一一rER膜中的酶将细胞溶胶中的前 体组装成磷脂光面内质网表面没有核糖体结合,常常由分支的管道形成较为复杂的立体结构细胞中几 乎不含有纯的光面内质网,只作为内质网一部分所占的区域通常较小,往往作为出芽的位 点,将内质网上合成的蛋白质或脂类转移到高尔基体内合成脂质 脂肪、磷脂和固醇类糖类的代谢肝细胞的光面内质网膜中有一种酶,它能将糖磷酸酯(糖原水解的第一个 产物)中的磷酸根去掉,从而使葡萄糖能够进入血液药物或毒物的解毒 解毒通常是使药物带上羟基,增强了其水溶性,使之易于从体内排 出苯巴比妥和其他巳比妥类的镇静剂类药物在肝细胞内被光面ER以这种方式代谢肌肉细胞的收缩ER膜将钙离子从细胞溶胶中泵入潴泡中当神经冲动几次肌肉细胞 时,钙离子就穿过ER膜而回到细胞溶胶中,引发肌肉细胞的收缩。
3)高尔基体Glogi-body,由一摞扁平的小囊(潴泡)和小泡组成高尔基体是一种有极性的细胞器,极性两侧的潴泡,它们的膜在厚度和成分上都有所不 同靠近细胞核一侧的潴泡弯曲成凸面,称为顺面或接受侧;面向质膜的一侧常呈凹面,称 为反面或外运侧蛋白质和磷脂在高尔基体中被转运时,可能被修饰主要功能是蛋白质修饰与加工(糖基化等)、蛋白质的分选、蛋白质和脂质的运输、蛋 白质分泌、多糖(植物的果胶物质和其他非纤维素的多糖)的合成等膜间隙(4)溶酶体lysosome,单层膜,由高尔 基体的外运侧出芽而形成主要功能是消化从外界吞入的颗粒 和细胞本身产生的废弃成分在维持细胞 正常代谢活动及防御等方面起着重要作 用溶酶体内含多种酸性水解酶(其标志 酶),它通过膜上的氢离子泵使H+从细胞 溶胶进入溶酶体,保持其pH为5左右溶酶体是一种异质性的细胞器,这是指不同的溶酶体的形态大小,甚至其中所包含的水解酶的种类都可■能有很大的不同根据溶 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5)微体microbody,由单层膜围 绕的内含一种或几种氧化酶的细 胞器过氧化物酶体存在于动植物 细胞中,内有氧化酶类,尿酸氧化 酶(标志酶)等常形成晶格状结构。
过氧化物酶体是一种异质性的细胞器乙醛酸循环体只存在于植物细胞中细胞中脂肪转化为糖的过程就发生于其中6)线粒体 niitochondiion线粒体是细胞内的“动力车间”,主要功能是将糖类等分子中贮藏的化学能转变成细胞可直 接利用的ATP中的能量线粒体的形状和大小并不是固定的,而是随着代谢条件的不同而改变,发生膨胀或收缩,这 种膨胀和收缩可能为代谢的调节与控制提供了手段根据细胞代谢的需要,线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖,往往在细胞功能旺 盛的需能部位线粒体比较集中这种分布有利于需能部位的能量供应细胞内线粒体的增殖是由原来的线粒体分裂或出芽而实现的线粒体的分裂一般先经过 一个生长阶段,然后其中的DNA进行复制,线粒体中部缢缩或中间产生隔膜一分为二有 的线粒体以“出芽”方式进行繁殖,粒体上出现球形小芽,然后与母体分离,不断长大 而形成新的线粒体7)质体花・前质体:尚未成熟,存在于合子和分生组织细胞中,外有双层膜包序I,内部结构简单r白色体[leucoplast]:不含可见色素,分为造粉体、造油体、蛋白质体 成熟质叫有色体【chromoplast】:缺乏叶绿素而含有类胡萝卜素、叶绿体【chloroplast】:含叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 叶绿体光照下,叶绿体常分布在细胞的照光一侧:黑暗时则移向内部。
叶绿体有环状DNA和核糖体,能自身合成一部分蛋白质叶绿体外膜通透性强,内膜选择透性较强组成基粒的类囊体称为基粒类囊体,连接基 粒的类囊体称为基质类囊体基质的主要成分为可溶性蛋白质,其中催化CO:固定的核酮糖-1, 5-二磷酸(RuBP) 技化酶占大部分,基质中还有各种颗粒,包括核糖体、DNA纤税、淀粉粒、质体小球和植 物铁蛋白质体小球可能是脂类物质的储藏库;植物铁蛋白通常见于正在分化的质体中,nf 能与铁的储存有关;淀粉粒是光合产物的临时储存场所8) 液泡,由单层膜包被的充满稀溶液的囊泡不仅是植物细胞,动物或某些原生生物的细胞也有液泡如变形虫的食物泡,某些原生 生物的伸缩泡等成熟植物细胞才有大液泡液泡中的液体称为细胞液,其中溶有无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素,特别是花色 素昔细胞液的高浓度使得植物细胞经常处于充分膨胀的状态液泡还是植物贮存代谢废物 的场所,这些废物有时以晶体状态存在主要功能调节细胞水势和膨压、参与细胞内物质的枳累和移动、参与多种新陈代谢过程、 隔离有害物质、具有防御作用9) 、核被膜 nuclear envelpoe核被膜有两层膜组成,内外两层膜之间为核周腔perinuclear spaceo真核细胞两个最显著的特征:一是真核细胞具有介导细胞运动的胞质骨架体系,因此核 被膜的一个功能在于保护核内DNA分子免受骨架纤维运动所产生的机械力的损伤;二是真 核细胞有复杂的内膜系统,将细胞分成许多功能特异的分隔区,核被膜正是将细胞分成核与 质两大结构与功能区域,从而使DNA复制、RNA转录及加工(核内)与蛋白质翻译(核内) 在时空上分隔,防止彼此干扰。
夕卜膜是围绕核的内质网部分,上有核糖体核被膜的内面有由纤维状蛋白组成的核纤层nuclear lamina.组成核纤层的纤维状蛋白 为核纤层蛋白lamin.核被膜上有小孔,称为核孔nuclear pore, 一般有几千个核孔构造复杂,与核纤层紧 密结合,成为核孔复合体nuclear pore complexo组成核孔复合体的蛋白质统称为核孔蛋白 nuclepopniio核孔复合体在核内外的物质转运中起重要作用小的水溶性分子能自由地不经选择地来 往于核和胞质溶胶之间:新制造的核内蛋白质自胞质溶胶进入:核内生成的各种RNA以及 组装好的核糖体亚基等大分子都是通过核孔复合体进出细胞核的一个蛋白质家族负责使大 分子穿行核膜的,输入蛋白importin将大分子从细胞质运入核内,输出蛋白exportin则将大 分子从细胞核中运至核外大分子依据自身的核定位信号和与核孔复合体中专一受体蛋白结 合而实现主动转运剪接不完全的信使RNA不能从核内输出,说明核转运在mRNA的合成 与加工中起最后的质量把关作用遗传信息复制、维持和表达体系1.细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器,是细胞遗传与代谢的调控中心除高等植物韧皮 部成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数外,都含有细胞核。
细胞核与细胞质的体积之间通常存在一个大致的比例,即细胞核的体积约占细胞总体积 的10%左右,这被认为是制约细胞最大体积的主要因素之一细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核基质组成1)染色质 chromatin真核细胞染色质的主要成分是DNA和组蛋白,也有少量RNA和非组蛋白常染色质 eucluomatm是DNA长链分子展开的部分,呈细幺幺.状,颜色较淡异染色质heterocluomatiii 是DNA长链分子紧缩盘绕的部分,显现为较大的、染色较深的团块异染色质常附着在核 被膜内面染色质中的蛋白质分组蛋白lustone和非组蛋白nonhisto虾组蛋白是碱性蛋白质,富含 赖氨酸和精氨酸,它们能与带负电荷的DNA (DNA上有磷酸基团)结合组蛋白分为H1、 H2A、H2B、H3和H4五种,由不同的基因编码非组蛋白种类很多,一些有关DNA复制 和转录的蛋白质都属于非组蛋白染色质是串珠状的细幼.样,上面的小珠称为核小体nucleosome核心部分由8个或4 对组蛋白分子构成(H2A、H2B、H3和H4各2个分子),DNA长链围绕在此核心的外|乳 组蛋白H1在核小体核心部分外侧与DNA结合,起稳定核小体的作用。
连接核小体的DNA 称为连接DNA, 一个核小体上的DNA加上一段连接DNA共有146个碱基对,构成染色质 统的一个单位核酸酶能降解连接DNA,不降解核小体上的DNA细胞分裂时,染色质进一步浓缩而成为光学显微镜卜.可■见的染色体chromosome在问 期细胞中染色质一般都不形成粗大的染色体2)核仁 nucleolus细胞分裂时,核仁消失,分裂完成后,2个子细胞中分别产生新的核仁核仁富含蛋白 质和RNA分子rRNA即产生于核仁核仁是产生核糖体(组装核糖体亚基)的细胞器,编码1RNA的DN。