细胞的形态结构.pptx

第第 二二 章章细胞的细胞的形态结构形态结构一、细胞的形状、大小和数目一、细胞的形状、大小和数目 形状与大小各异的形状与大小各异的细胞细胞是生物进化的是生物进化的结果。结果。单细胞生物单细胞生物多细胞生物多细胞生物二、细胞的基本结构二、细胞的基本结构1、细胞膜和细胞壁、细胞膜和细胞壁2、细胞核、细胞核 3、细胞质和细胞器、细胞质和细胞器 细胞器有：细胞器有：线粒体线粒体 质体（质体（叶绿体、有色体、白色体）叶绿体、有色体、白色体）内质网内质网 核糖体核糖体 高尔基体高尔基体 溶酶体溶酶体 微体微体 液泡液泡 细胞骨架细胞骨架 鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛、纤毛和中心粒l真核细胞：真核细胞：植物细胞和动物细胞植物细胞和动物细胞叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛动物细胞与植物细胞的区别动物细胞与植物细胞的区别 细胞器细胞器动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞细胞壁细胞壁无无有有叶绿体叶绿体无无有有液泡液泡无无有有1 细胞壁细胞壁l细胞壁的结构大体可分为三层：细胞壁的结构大体可分为三层：胞间层胞间层、初生壁初生壁和和次生壁次生壁。l一般认为，细胞分化完成后仍保持有生一般认为，细胞分化完成后仍保持有生活原生质体的细胞不具次生壁。活原生质体的细胞不具次生壁。细胞壁的结构图细胞壁的结构图l（1 1）胞间层胞间层 又称中胶层，是细胞分裂产生新又称中胶层，是细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻细胞间共有的一层薄膜。细胞时形成的，是相邻细胞间共有的一层薄膜。它的主要成分是果胶质，果胶是一类多糖物质。它的主要成分是果胶质，果胶是一类多糖物质。l（2 2）初生壁初生壁 在细胞生长过程中，原生质体在细胞生长过程中，原生质体分泌的造壁物质在胞间层上沉积，构成细胞的分泌的造壁物质在胞间层上沉积，构成细胞的初生壁。初生壁主要成分是纤维素、半纤维素初生壁。初生壁主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。和果胶质。l（3 3）次生壁次生壁 是细胞体积停止增大后加在初生是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的壁层。次生壁的主要成分有纤维素、壁内表面的壁层。次生壁的主要成分有纤维素、半纤维素，且常有木质素等物质填充其内而发半纤维素，且常有木质素等物质填充其内而发生质变。生质变。l纤维素是细胞壁的主要成分，它构成细胞壁的纤维素是细胞壁的主要成分，它构成细胞壁的框架，其他物质可以填充在其内。纤维素分子框架，其他物质可以填充在其内。纤维素分子是由链状系列葡萄糖基构成的，它聚集成微纤是由链状系列葡萄糖基构成的，它聚集成微纤丝，微纤丝又聚集成大纤丝。丝，微纤丝又聚集成大纤丝。2 细胞膜（质膜）细胞膜（质膜）l 植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜，称为接的一层薄膜，称为细胞膜或质膜。细胞膜或质膜。动动物细胞无细胞壁，最外方为细胞膜。物细胞无细胞壁，最外方为细胞膜。l膜的化学组成，几乎全由膜的化学组成，几乎全由磷脂和蛋白质磷脂和蛋白质组成，此外，尚有少量的糖类。组成，此外，尚有少量的糖类。l在电子显微镜下看到的质膜是由两层染在电子显微镜下看到的质膜是由两层染色深的暗层（一层蛋白质的分子层和脂色深的暗层（一层蛋白质的分子层和脂类双分子层的亲水头），中间夹着一层类双分子层的亲水头），中间夹着一层染色浅的亮层（脂类双分子层的疏水尾）染色浅的亮层（脂类双分子层的疏水尾）组成。组成。这样的结构称为单位膜。这样的结构称为单位膜。细胞膜的结构图细胞膜的结构图 膜结构的液态镶嵌模膜结构的液态镶嵌模型：型：在脂质双分子层在脂质双分子层中镶嵌着球蛋白分子。中镶嵌着球蛋白分子。膜中的蛋白质有的是膜中的蛋白质有的是特异酶类，在一定条特异酶类，在一定条件下具有件下具有识别识别、捕捉捕捉和和释放释放某些某些物质的能力，从而对物质的能力，从而对物质的透过起主动的物质的透过起主动的控制作用。控制作用。质膜具有多种生理功能质膜具有多种生理功能l维持稳定的细胞内环境；维持稳定的细胞内环境；l控制细胞内外的物质交换，有选择性地控制细胞内外的物质交换，有选择性地使物质通过或排出废物；使物质通过或排出废物；l吞食外围的液体或固体小颗粒；吞食外围的液体或固体小颗粒；l参与胞内物质的胞外分泌；参与胞内物质的胞外分泌；l接受外界的刺激和信号；接受外界的刺激和信号；l还参与细胞的相互识别的功能。还参与细胞的相互识别的功能。核被膜核被膜 包在核外的双层膜，外膜可延包在核外的双层膜，外膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和白质和RNARNA分子可通过核被膜或核被膜分子可通过核被膜或核被膜上的核孔进入或输出细胞核。上的核孔进入或输出细胞核。核仁核仁 是核中颗粒状结构，富含蛋白质是核中颗粒状结构，富含蛋白质和和RNARNA，核糖体的装配场所。大多数细，核糖体的装配场所。大多数细胞的核内有胞的核内有1 1个或几个核仁。个或几个核仁。染色质染色质 是核中由是核中由DNADNA和蛋白质组成并和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色可被苏木精等染料染色的物质，染色质质DNADNA含有大量基因片段，是生命的遗含有大量基因片段，是生命的遗传物质。间期核染色质常伸展成网状传物质。间期核染色质常伸展成网状细丝细丝染色质；分裂时，染色质高染色质；分裂时，染色质高度螺旋化变粗度螺旋化变粗染色体。染色体。染色质和核仁都被液态的染色质和核仁都被液态的核基质核基质所包所包围。围。（二）细胞核细胞核的主要功能细胞核的主要功能l是控制蛋白质的合成，控制细胞的是控制蛋白质的合成，控制细胞的生长、发育和遗传。因此，细胞核生长、发育和遗传。因此，细胞核被强调为被强调为细胞的控制中心细胞的控制中心，在细，在细胞遗传和代谢方面起着主导作用。胞遗传和代谢方面起着主导作用。（三）细胞质与细胞器（三）细胞质与细胞器l细胞质细胞质是质膜以内，细胞核以外的原生质，可是质膜以内，细胞核以外的原生质，可分分胞基质胞基质和和细胞器。细胞器。l细胞器细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。结构。l胞基质胞基质是无色透明的胶体物质。是无色透明的胶体物质。l胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要的离于环境，供给细胞器行使功能所必须的物的离于环境，供给细胞器行使功能所必须的物质。同时，胞基质本身还进行某些生化反应。质。同时，胞基质本身还进行某些生化反应。l 细胞器细胞器内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、微体、液泡、微管、微丝等。有的细胞质体、微体、液泡、微管、微丝等。有的细胞表面还有鞭毛或纤毛。表面还有鞭毛或纤毛。1 线粒体线粒体（1）形状和大小：形状和大小：除细菌、蓝藻和除细菌、蓝藻和厌氧真菌外，生活的细胞一般都有厌氧真菌外，生活的细胞一般都有线粒体。线粒体呈粒状、棒状、丝线粒体。线粒体呈粒状、棒状、丝状或分枝状。线粒体较小，直径一状或分枝状。线粒体较小，直径一般为般为 05-10微米。微米。（2）结构：结构：显微镜下用詹纳斯绿显微镜下用詹纳斯绿B染色才能看到。染色才能看到。用电子显微镜观用电子显微镜观察，线粒体有一层外膜和一层内察，线粒体有一层外膜和一层内膜，内膜在许多部位向内褶叠成膜，内膜在许多部位向内褶叠成管状或搁板状突起称为管状或搁板状突起称为嵴嵴。嵴间。嵴间的空间为的空间为基质基质，其中含有，其中含有DNA、蛋白质、核糖体、类脂球等。在蛋白质、核糖体、类脂球等。在基质和内膜中，有基质和内膜中，有ATP酶和三羧酶和三羧酸循环酶等，与呼吸作用有关。酸循环酶等，与呼吸作用有关。线粒体的线粒体的功能功能是是细胞进行有氧呼吸的场所细胞进行有氧呼吸的场所，提供能量。提供能量。2 质质 体体l质体根据色素和质体根据色素和功能的不同，分功能的不同，分为为三种主要类型三种主要类型l叶绿体叶绿体l有色体有色体l白色体白色体（1）叶）叶 绿绿 体体 高等植物的叶绿体主高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞要存在于叶肉细胞中，其功能是进行中，其功能是进行光合作用，把光能光合作用，把光能转变为化学能；将转变为化学能；将二氧化碳和水合成二氧化碳和水合成有机物，释放氧气。有机物，释放氧气。叶绿体的形状为球叶绿体的形状为球状椭圆形。状椭圆形。叶绿体的超微结构图叶绿体的超微结构图l叶绿体外被两层膜，称叶绿体外被两层膜，称叶绿体被膜。被膜以内叶绿体被膜。被膜以内有蛋白质基质和密布其有蛋白质基质和密布其中的中的基粒基粒。每个基粒由。每个基粒由10-100个个类囊体类囊体叠成。叠成。类囊体是由单层膜围成类囊体是由单层膜围成的，并且具有很多穿孔的，并且具有很多穿孔的扁平小囊。囊内含有的扁平小囊。囊内含有液状内含物。液状内含物。l类囊体平行地相叠，在类囊体平行地相叠，在基质间到处延伸，组成基质间到处延伸，组成了复杂的类囊体系统。了复杂的类囊体系统。连接基粒的类囊体部分连接基粒的类囊体部分称为称为基质片层基质片层或或基质类基质类囊体囊体。（2）有色体）有色体 含有类胡萝卜素的质体，故呈橘红一黄之含有类胡萝卜素的质体，故呈橘红一黄之间的色彩。花瓣、果实等的颜色就是有色体间的色彩。花瓣、果实等的颜色就是有色体的颜色。有色体多从叶绿体转化而来，积累的颜色。有色体多从叶绿体转化而来，积累脂类和淀粉。脂类和淀粉。（3）白色体）白色体 是无色的质体，近球形，存在于甘薯（番薯）、是无色的质体，近球形，存在于甘薯（番薯）、马铃薯地下贮藏器官中，种子的胚及少数植物马铃薯地下贮藏器官中，种子的胚及少数植物叶的表皮细胞中也有存在。包括合成淀粉的造叶的表皮细胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪和油的造油体，合成蛋白质的粉体、合成脂肪和油的造油体，合成蛋白质的糊粉体等等。糊粉体等等。3 内质网内质网 脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。分为糙面内质网糙面内质网和和光面内质网光面内质网，光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。内质网是许多细胞器的来源。4 核糖体核糖体l核糖体是合成蛋白质的场所。核蛋白体核糖体是合成蛋白质的场所。核蛋白体含有大约含有大约40%蛋白质和蛋白质和60%的的RNA。核。核糖体大小约糖体大小约15-30纳米的小颗粒，由大小纳米的小颗粒，由大小两个亚单位组成。两个亚单位组成。l核糖体常几个到几十个与信使核糖体常几个到几十个与信使RNA分子分子结合成念珠状的复合体，称为结合成念珠状的复合体，称为多聚核糖多聚核糖体。体。5 高尔基体 是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。6 溶溶 酶酶 体体l溶酶体常为圆球形，常为圆球形，只有一层膜包围，含只有一层膜包围，含有活性范围非常广泛有活性范围非常广泛的各种水解酶类，以的各种水解酶类，以酸性磷酸酶酸性磷酸酶为特有的为特有的酶。酶。l溶酶体在细胞内起消溶酶体在细胞内起消化作用，能降解生物化作用，能降解生物大分子。进行异体吞大分子。进行异体吞噬、自体吞噬甚至发噬、自体吞噬甚至发生自溶作用。生自溶作用。l 溶酶体是内质网分离溶酶体是内质网分离出来的小泡形成的。出来的小泡形成的。7 微微 体体l 膜内有一单位膜，含有酶，都含有过氧膜内有一单位膜，含有酶，都含有过氧化氢酶、乙醇酸氧化酶与尿酸酶。化氢酶、乙醇酸氧化酶与尿酸酶。l 分为两种类型：一是分为两种类型：一是过氧化物酶体过氧化物酶体，与，与光呼吸有密切关系；另一种为光呼吸有密切关系；另一种为乙醛酸循乙醛酸循环体环体，与脂肪代谢有关，能将脂肪分解与脂肪代谢有关，能将脂肪分解成糖。成糖。9 液泡液泡l液泡是植物细胞的显著特征液泡是植物细胞的显著特征之一。之一。l液胞内的液汁称液胞内的液汁称细胞液细胞液，其，其主要成分是水，并含有糖、主要成分是水，并含有糖、有机酸、脂类、蛋白质、酶、有机酸、脂类、蛋白质、酶、氨基酸、树胶、粘液、植物氨基酸、树胶、粘液、植物碱、花青素和无机盐等物质。碱、花青素和无机盐等物质。l花瓣、果实上红色或蓝色是花瓣、果实上红色或蓝色是因含有花青素，花青素的颜因含有花青素，花青素的颜色随着细胞液的酸碱性不同色随着细胞液的酸碱性不同而有变化，酸性时呈红色，而有变化，酸性时呈红色，碱性时呈蓝色。如牵牛花：碱性时呈蓝色。如牵牛花：由早上的蓝色由早上的蓝色中午的红色。中午的红色。液泡的生理功能液泡的生理功能:贮藏作用贮藏作用;消化作用消化作用;液泡在维持细胞质的内环境的稳定上液泡在维持细胞质的内环境的稳定上起着重要的作用；起着重要的作用；液泡形成的内环境可以缓冲外界条液泡形成的内环境可以缓冲外界条件的突然变化，因而液泡与植物抗性有件的突然变化，因而液泡与植物抗性有关。关。10 细胞骨架细胞骨架l细胞质中存在着骨架结构，称为细胞质中存在着骨架结构，称为细胞骨架细胞骨架。构构成细胞骨架的三种结构是微管、微丝和居间纤丝成细胞骨架的三种结构是微管、微丝和居间纤丝（中间纤维）。它们和细胞质基质中更细微的纤（中间纤维）。它们和细胞质基质中更细微的纤维状蛋白系统，称为维状蛋白系统，称为微梁系统。微梁系统。l微管微管 呈中空管状或纤丝状结构呈中空管状或纤丝状结构,微管的管壁由微管的管壁由13条原纤丝集合而成，每条原纤丝由条原纤丝集合而成，每条原纤丝由和和球状蛋白，球状蛋白，即微管蛋白的亚基组成双体，沿着管径的长轴呈即微管蛋白的亚基组成双体，沿着管径的长轴呈斜向交替排列。微管在细胞中起支架作用，使细斜向交替排列。微管在细胞中起支架作用，使细胞保持一定的形状；微管还参与构成纺锤丝；参胞保持一定的形状；微管还参与构成纺锤丝；参与细胞壁的形成和生长；微管也与胞质运动和鞭与细胞壁的形成和生长；微管也与胞质运动和鞭毛运动有关。毛运动有关。l微丝微丝是比微管更细的纤丝。是比微管更细的纤丝。l中间丝中间丝 介于微管和微丝之间介于微管和微丝之间三者组成的细胞骨架系统：三者组成的细胞骨架系统：维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。三、生物膜与物质的跨膜转运三、生物膜与物质的跨膜转运1 1、生物膜、生物膜各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。n膜的结构膜的结构18951895年年 Overton Overton 膜是由脂组成的膜是由脂组成的19171917年年 Langmuir Langmuir 磷脂单分子层磷脂单分子层19251925年年 Gorter&Grendel Gorter&Grendel 磷脂双分子层磷脂双分子层19321932年年 Davson&Danielli Davson&Danielli “三明治三明治”模型模型 流动镶嵌模型流动镶嵌模型三、生物膜与物质的跨膜转运三、生物膜与物质的跨膜转运l生物膜的生物膜的“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”主要特点主要特点有序性流动性不对称性生物膜的结构是与其功能相一致的。生物膜的结构是与其功能相一致的。2 2、物质的跨膜运输、物质的跨膜运输 被动运输简单扩散 被动运输易化扩散 水的渗透作用 主动运输钠钾泵（动物细胞）直接消耗ATP 主动运输质子泵（植物细胞）直接消耗ATP 主动运输协同运输 间接消耗ATPl协同运输（协同运输（cotransport）是一类靠间接提供能量是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用细菌常利用H+浓度梯度来驱动。浓度梯度来驱动。l根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：协同运输又可分为：同向协同（同向协同（symport）与与反反向协同（向协同（antiport）。胞吞和胞吐作用 生物大分子或颗粒物质的运输l物质的跨膜运输物质的跨膜运输 （总结）（总结）被动运输简单扩散 易化扩散 主动运输直接消耗ATP （动物细胞）钠钾泵 （植物细胞）质子泵 间接消耗ATP协同运输胞吞和胞吐作用 生物大分子或颗粒物质的运输三、细胞的连接三、细胞的连接动物细胞间的连接：动物细胞间的连接：1、桥粒、桥粒2、紧密连接、紧密连接3、间隙连接、间隙连接紧密连接紧密连接紧密连接紧密连接间隙连接间隙连接间隙连接间隙连接桥粒桥粒桥粒桥粒植物细胞间的连接：植物细胞间的连接：胞间连丝胞间连丝