电场力,但在细胞内和细胞外液体之间存在着一层主要由脂质构成的膜。因 此只有一些能溶 于脂质的物质,才有可能由膜的高浓度 侧向低浓度 扩散,其扩散量不仅决定于膜两侧该物质的浓度梯度,也决定于该物质通过 膜的难易程度。后者称为膜对该物质的通透性。能够通过细胞膜进行单纯扩 散的物质并不多,目前能肯定的只有02和C0等气体,以及脂溶性小分子物 质。 2)易化扩散:不溶于脂质或很难溶于脂质的某些物质,如葡萄糖、氨基 酸等分子和K、Na、C+等离子,在一定情况下,也能顺浓差通过细胞膜, 但它们是借助于细胞膜结构中某些特殊蛋白质的帮助而进行的。因此,称之 为易化扩散。 斤年来通过各种研究 般认为 易化扩散至 可分为两 种类型 种是以所谓“载体 为中介的易化扩散,葡萄糖、氨基酸顺浓差通过细 膜就属于这种类型。 “载体”是细胞膜上的镶嵌蛋白质,在这种蛋白质分子 上,有与被运输物质结合的特异结合点,当“载体”在膜的一侧与处于高浓 度的某一被运输物质结合后,可移向膜的另一侧,然后与被运输物质分离 如此反复进行,但详细过程尚不清楚 “通道” 为中 个的多 化扩散。 些离子,如K*、Na'、Ca2*等顺着浓度梯度通过细胞膜,即属于这 种类型。“通道”也是镶嵌在细胞膜内的一种蛋白质,称通道蛋白质,简称 “通道”。通道蛋白质最重要的特性,即随着它们构型的变化而导致它们处 干不同的功能状态。如在 一定条件下通道蛋白内部结构的变化出现了允许某 种离子顺浓度梯度移动的孔道时, 即通道 也可称 对该种离子的 通透性增加。反之,当“通道”内部结构无孔道时,则不允许该种离子通过 即通道“关闭 ,也可称膜对该种离子的通透性降低或不通透。根据引起通 道开关的条件不同,将通道分为两类:①电压依从性通道,这类通道的开关 决定干通首蛋白所在的模两们测的由位差。分布干经纤维和某些细响草上 离子通道即属于此类 ②化学依从性通道, 这类通 道的开关决定于膜所在的 环境中存在化学物质(如递质、激素或药物等)的情况。分布于神经元胞体 和树突上的突触后膜处的离子通道,以及肌细胞终板膜和某些腺细胞膜上的 离子通道则尾此类 单纯扩散和易化扩散的址同特占是,物质分子或离子都是浓差知师由 位差移动;物质转移所需能量来自溶液浓差所包含的势能,因而当时不需要 细胞另外供能。这样的转运方式称为被动转运。 3)主动转运:主动转运是指细胞膜将物质分子或离子从浓度低的一侧向 浓度高的一俱测转运的过程。在这个过程中,需要细胞代谢供给能量。因此主 动转运程与细的代谢密切相关。 通过细胞膜主动转运的物质有 Na+K+ Ca2*、H、C1等离子和葡萄糖、氨基酸等分子。其中最重要而且研究较 充分的是Na、K*的主动转运。 很早以前就知道,所有动物和人体细胞内、外的液体含有多种离子,在 细胞内、外液中的各种离子浓度是不同的,例如哺乳动物的神经和骨骼肌细 胞 正常时细胞内K浓度大约为细胞外的30倍,细胞外Na浓度大约为细胞 的12倍。这种明显的浓度差是如何形成和维持的?很早就有人推测,各利 细胞的细胞膜上普遍存在着一种称为钠钾泵的结构,简称钠泵。它们的作用 是:在细胞代谢供能的情况下能够逆浓度差将细胞内的Na移出膜外,同时 格细胞外的K+移入膜内.以形成和保特N妇*、K+在膜两侧的不均衡分布。现 已证明,钠泵就是镶嵌在膜脂质双分子层中的 种膜蛋白质。这种蛋白质不
电场力,但在细胞内和细胞外液体之间存在着一层主要由脂质构成的膜。因 此只有一些能溶解于脂质的物质,才有可能由膜的高浓度一侧向低浓度一侧 扩散,其扩散量不仅决定于膜两侧该物质的浓度梯度,也决定于该物质通过 膜的难易程度。后者称为膜对该物质的通透性。能够通过细胞膜进行单纯扩 散的物质并不多,目前能肯定的只有 O2和 CO2等气体,以及脂溶性小分子物 质。 2)易化扩散:不溶于脂质或很难溶于脂质的某些物质,如葡萄糖、氨基 酸等分子和 K +、Na+、Ca2+等离子,在一定情况下,也能顺浓差通过细胞膜, 但它们是借助于细胞膜结构中某些特殊蛋白质的帮助而进行的。因此,称之 为易化扩散。近年来通过各种研究,一般认为易化扩散至少可分为两种类型: 一种是以所谓“载体”为中介的易化扩散,葡萄糖、氨基酸顺浓差通过细胞 膜就属于这种类型。“载体”是细胞膜上的镶嵌蛋白质,在这种蛋白质分子 上,有与被运输物质结合的特异结合点,当“载体”在膜的一侧与处于高浓 度的某一被运输物质结合后,可移向膜的另一侧,然后与被运输物质分离, 如此反复进行,但详细过程尚不清楚。另一种是以所谓“通道”为中介的易 化扩散。一些离子,如 K +、Na+、Ca2+等顺着浓度梯度通过细胞膜,即属于这 种类型。“通道”也是镶嵌在细胞膜内的一种蛋白质,称通道蛋白质,简称 “通道”。通道蛋白质最重要的特性,即随着它们构型的变化而导致它们处 于不同的功能状态。如在一定条件下通道蛋白内部结构的变化出现了允许某 种离子顺浓度梯度移动的孔道时,即通道“开放”,也可称膜对该种离子的 通透性增加。反之,当“通道”内部结构无孔道时,则不允许该种离子通过, 即通道“关闭”,也可称膜对该种离子的通透性降低或不通透。根据引起通 道开关的条件不同,将通道分为两类:①电压依从性通道,这类通道的开关 决定于通道蛋白所在的膜两侧的电位差。分布于神经纤维和某些细胞膜上的 离子通道即属于此类。②化学依从性通道,这类通道的开关决定于膜所在的 环境中存在化学物质(如递质、激素或药物等)的情况。分布于神经元胞体 和树突上的突触后膜处的离子通道,以及肌细胞终板膜和某些腺细胞膜上的 离子通道则属此类。 单纯扩散和易化扩散的共同特点是:物质分子或离子都是顺浓差和顺电 位差移动;物质转移所需能量来自溶液浓差所包含的势能,因而当时不需要 细胞另外供能。这样的转运方式称为被动转运。 3)主动转运:主动转运是指细胞膜将物质分子或离子从浓度低的一侧向 浓度高的一侧转运的过程。在这个过程中,需要细胞代谢供给能量。因此主 动转运过程与细胞代谢密切相关。通过细胞膜主动转运的物质有 Na+、K +、 Ca2+、H +、I -、Cl-等离子和葡萄糖、氨基酸等分子。其中最重要而且研究较 充分的是 Na+、K +的主动转运。 很早以前就知道,所有动物和人体细胞内、外的液体含有多种离子,在 细胞内、外液中的各种离子浓度是不同的,例如哺乳动物的神经和骨骼肌细 胞,正常时细胞内 K +浓度大约为细胞外的 30 倍,细胞外 Na+浓度大约为细胞 内的 12 倍。这种明显的浓度差是如何形成和维持的?很早就有人推测,各种 细胞的细胞膜上普遍存在着一种称为钠钾泵的结构,简称钠泵。它们的作用 是:在细胞代谢供能的情况下能够逆浓度差将细胞内的 Na+移出膜外,同时 将细胞外的 K +移入膜内,以形成和保持 Na+、K +在膜两侧的不均衡分布。现 已证明,钠泵就是镶嵌在膜脂质双分子层中的一种膜蛋白质。这种蛋白质不
仅有转运物质的功能,而且具有三磷酸腺苷酶的活性,当它被激活时可以分 解三磷酸腺苷(ATP)释放能量 并利用此能量进行Na 、K的主动转运 泵转运Na、K的详细机制尚不完全清楚。 但已肯定它的酶活性可被细胞内 Na的增加和细胞外K的增加所激活,并受Mg2+浓度的调控,泵出Na和泵入 K两个过程是“耦联”在一起的。因此,钠泵又被称为Na-K依赖式ATP酶, 在一般生理情况下,分解1分子ATP,可以使3个N妇移出膜外,同时有2个 K移入膜内 钠泵广泛存在于各种细胞膜上。据估计, 一般细胞大约把它代谢所获能 量的20%~30%用于钠泵的转运。钠泵活动最重要的意义在于它建立起一种 势能贮备,供细胞的其它耗能过程利用。例如Na、K在膜两侧的不均匀分布, 是神经和肌肉等细织具有兴奋性的其础」 主动转运是人体最重要的物质转运形式 除上述的钠泵以外 还有钙系 氢泵、负离子泵、碘泵等,有些内容将在以后有关章节介绍。4)入胞和出胞 ~些大分子物质或物质团块进出细胞是通过细胞的入胞和出胞形式来实现 的。这涉及细胞膜结构和功能发生较大的变化。入胞又称内吞,是指细胞外 某些物质团块进入细胞的过程。其过程首先是细胞膜“辨认”细胞外的某物 质团块 接着与 块 接触的细胞膜内陷 形成对该物质团块的包耳 然后伪足互相接触并发生膜融合和断裂,最后物质团块与包围它的膜 起 入细胞。如物质团块是因体,上述过程叫吞噬。如进入物质是液体, 上述过 程叫吞饮。出胞又称胞吐,是指某些物质由细胞排出的过程,这主要见于细 胞的分泌活动。如内分泌腺把激素分泌到细胞外液中, 外分冰鹃抑酶原颗料 和粘液等分泌到腺管的管腔中, 以及神经细胞的轴突末梢把递质分泌到突 间隙中。其分泌过程大致是:细胞内包含分泌物的囊泡向细胞膜移动, 然后 囊泡膜与细胞膜接触,互相融合,最后在融合处破裂, 毒泡内的分洲物被叶 出细胞外。一些未能消化的残渣也是以胞吐形式排出细胞(图2-3) (3)细胞膜受体:细胞环境中各种因素的变化, 是通过细胞膜受体的作 用而影响细胞内的生理过程发生相应的变化。细胞膜受体也是镶嵌在膜脂质 双分子层中的膜蛋白质。受体蛋白质一般由两个亚单位组成:裸露于细胞膜 外表面的部分叫调节亚单位,即一般所说的受体,它能“识别”环境中的特 异化学物质(如激素、神经递质、抗原、药物等)并与之结合;裸露于细脆 内表面的部份叫催化亚单位,常见的是无活性的腺苷酸环化香 (AC) 将能被受体识别的环境中的特异化学物质叫信号或叫配体。配体所作用的细 胞又叫那个配体的靶细胞。 一般来讲,受体与配体的结合有高度特异性。当 某一配体与其靶细胞膜上的特异性受体结合时,调节亚单位构型变化,随即 激活膜上的AC,在ME2+存在的条件下, AC催化细响内 系列生物化学后应 进而引起靶细胞生理功能的改变 也有的膜受体与配体结合后并不继发细胞内一系列生化反应,而是通过 改变细胞膜对离子的通透性而产生生理效应。 2.内质网是分布在细胞质中的膜性管道系统。大小管、泡互相吻合形成 网状。内质网膜可与核膜、 高尔基复合体膜、 细的腊空在 这说明整个 胞的膜性结构是互相连接的 个整体。内质网膜表面附着有许多核蛋白体的 称为粗面内质网,没有核蛋白体附着的称为滑面内质网。 粗面内质网常见于蛋白质合成旺盛的细胞中,例如消化腺上皮细胞、肝
仅有转运物质的功能,而且具有三磷酸腺苷酶的活性,当它被激活时可以分 解三磷酸腺苷(ATP)释放能量,并利用此能量进行 Na+、K +的主动转运。钠 泵转运 Na+、K +的详细机制尚不完全清楚。但已肯定它的酶活性可被细胞内 Na+的增加和细胞外 K +的增加所激活,并受 Mg2+浓度的调控,泵出 Na+和泵入 K +两个过程是“耦联”在一起的。因此,钠泵又被称为 Na+-K+依赖式 ATP 酶, 在一般生理情况下,分解 1 分子 ATP,可以使 3 个 Na+移出膜外,同时有 2 个 K +移入膜内。 钠泵广泛存在于各种细胞膜上。据估计,一般细胞大约把它代谢所获能 量的 20%~30%用于钠泵的转运。钠泵活动最重要的意义在于它建立起一种 势能贮备,供细胞的其它耗能过程利用。例如 Na+、K +在膜两侧的不均匀分布, 是神经和肌肉等组织具有兴奋性的基础。 主动转运是人体最重要的物质转运形式,除上述的钠泵以外,还有钙泵、 氢泵、负离子泵、碘泵等,有些内容将在以后有关章节介绍。4)入胞和出胞: 一些大分子物质或物质团块进出细胞是通过细胞的入胞和出胞形式来实现 的。这涉及细胞膜结构和功能发生较大的变化。入胞又称内吞,是指细胞外 某些物质团块进入细胞的过程。其过程首先是细胞膜“辨认”细胞外的某物 质团块,接着与该物质团块相接触的细胞膜内陷,形成对该物质团块的包围, 然后伪足互相接触并发生膜融合和断裂,最后物质团块与包围它的膜一起进 入细胞。如物质团块是固体,上述过程叫吞噬。如进入物质是液体,上述过 程叫吞饮。出胞又称胞吐,是指某些物质由细胞排出的过程,这主要见于细 胞的分泌活动。如内分泌腺把激素分泌到细胞外液中,外分泌腺把酶原颗粒 和粘液等分泌到腺管的管腔中,以及神经细胞的轴突末梢把递质分泌到突触 间隙中。其分泌过程大致是:细胞内包含分泌物的囊泡向细胞膜移动,然后 囊泡膜与细胞膜接触,互相融合,最后在融合处破裂,囊泡内的分泌物被吐 出细胞外。一些未能消化的残渣也是以胞吐形式排出细胞(图 2-3)。 (3)细胞膜受体:细胞环境中各种因素的变化,是通过细胞膜受体的作 用而影响细胞内的生理过程发生相应的变化。细胞膜受体也是镶嵌在膜脂质 双分子层中的膜蛋白质。受体蛋白质一般由两个亚单位组成:裸露于细胞膜 外表面的部分叫调节亚单位,即一般所说的受体,它能“识别”环境中的特 异化学物质(如激素、神经递质、抗原、药物等)并与之结合;裸露于细胞 内表面的部份叫催化亚单位,常见的是无活性的腺苷酸环化酶(AC)。一般 将能被受体识别的环境中的特异化学物质叫信号或叫配体。配体所作用的细 胞又叫那个配体的靶细胞。一般来讲,受体与配体的结合有高度特异性。当 某一配体与其靶细胞膜上的特异性受体结合时,调节亚单位构型变化,随即 激活膜上的 AC,在 Mg2+存在的条件下,AC 催化细胞内一系列生物化学反应, 进而引起靶细胞生理功能的改变。 也有的膜受体与配体结合后并不继发细胞内一系列生化反应,而是通过 改变细胞膜对离子的通透性而产生生理效应。 2.内质网是分布在细胞质中的膜性管道系统。大小管、泡互相吻合形成 网状。内质网膜可与核膜、高尔基复合体膜、细胞膜等相连,这说明整个细 胞的膜性结构是互相连接的一个整体。内质网膜表面附着有许多核蛋白体的 称为粗面内质网,没有核蛋白体附着的称为滑面内质网。 粗面内质网常见于蛋白质合成旺盛的细胞中,例如消化腺上皮细胞、肝
细胞等。粗面内质网大多呈启平毒板层排列,少数为求形或成管状靠泡。其 面附着的核蛋白体合成的输出性蛋白质,首先进入粗面内质网囊腔中, 然后 被输送到其它结构。因此,粗面内质网与蛋白质的合成密切相关,它既是 蛋白体附着的支架,又是运输蛋白质的通道。 滑面内质网的形态基本上都是分支的小管。其功能比较复杂。例如,肝 细胞内的滑面内质网可能与糖原的合成和贮存有关;皮脂腺和产生类固醇物 质的内分泌腺细胞中, 滑面内质网有合成脂类物质的功能 骨骼肌细胞内的 滑面内质网又称“肌质网”,可能与兴奋一收缩耦联机制有关等。 3.高尔基体又称高尔基复合体。它是由数层重叠的扁平囊泡、若干小 泡及大泡三部份组成的膜性结构。电镜、细胞化学和放射自显影等技术的应 一个重要的中间环 一般认为小泡是由附近的内质网膜以 出芽 ”的方式形成 其中含有固 着核蛋白体合成的蛋白质,然后它与扁平囊泡融合,因此,小泡起运输作用 从内质网转运来的蛋白质在扁平囊泡内进行加工,例如给蛋白质加上某种 糖,完成糖蛋白的合成。以后扁平囊泡局部渐渐膨大,将加工好的糖蛋白包 起来形成大询 大泡与扁平囊泡脱离, 可可风宫尔其休的功能 是与细胞内 些物质的积聚、加工和分泌颗粒的形成密切相关。此外,高尔 基体也参与溶酶体的形成。 4.线粒体是由内、外两层单位膜所形成的圆形或椭圆形的囊状结构, 外膜平滑,内膜向内折叠,形成许多线粒体嵴。内、外膜之间为膜间腔,或 称外腔。线粒体崤与嵴之间的腔称为间腔】 其中充满线粒体基 线粒体中存在着催化物质代谢和能量转换的各种酶和辅酶, 因而供能物 质(如糖酵解产物丙酮酸)在线粒体内能得到彻底氧化分解,生成更多的高 能磷酸化合物ATP以备细胞其它生命活动需要。细胞生命活动中所需能量约 有95%来自线粒体。因出,线粒体的主要功能是讲行细胞的每化供能,故有 细胞内“动力工广” 5.溶酶体 是一种囊状小体 其形态和大小有较大的差别 直径可在 50m和几μm之间。外面是一层单位膜,里面包含约50种水解酶,在酸性条 件下,对蛋白质、肽、糖、中性脂质、糖脂、糖蛋白、核酸等多种物质起水 醒作用。溶酶体的是中围着核蛋白休合成的经高尔其体加狱后分实 出来成为初级 当初级溶酶 ★ (细月 内 破损的各手 胞器或过剩的分泌颗粒,由内质网包围形成) 或噬体(外采的细、病 等,经细胞膜以内吞方式吞入细胞形成)接触,双方接触处的膜融合,随之 内容物混合形成次级溶醢体,在次级溶酶体中,水解酶对原自噬体和吞噬体 中的物质进行分解消化。消化后的产物如氨基酸 单糖脂肪酸空 通讨 酶体膜进入胞浆: 细胎 未能分解的 质残留其中形成残余 的残余体存留在细胞内,有的则以胞吐的方式排出细胞(见图2-3)。因此, 溶酶体是细胞内重要的消化器官。 6.核膜是位于细胞核表面的薄膜.由两层单位膜组成。两层膜之间的 间隙,称核周隙最近发现核周隙中也含有酶 在核膜外层面向细胞质的表 附有核蛋白体 有时还可看到 质与内质网相连 核周隙 内质网腔相通(见图2-1)。这表明,核膜实际上就是包围核物质的内质网 的一部份,或者说是遍布于细胞中的细胞“膜系统”的一部份。核膜的特殊 作用就是把核物质集中在靠近细胞中央的一个区域内,核物质的区域化有利
细胞等。粗面内质网大多呈扁平囊板层排列,少数为球形或管状囊泡。其表 面附着的核蛋白体合成的输出性蛋白质,首先进入粗面内质网囊腔中,然后 被输送到其它结构。因此,粗面内质网与蛋白质的合成密切相关,它既是核 蛋白体附着的支架,又是运输蛋白质的通道。 滑面内质网的形态基本上都是分支的小管。其功能比较复杂。例如,肝 细胞内的滑面内质网可能与糖原的合成和贮存有关;皮脂腺和产生类固醇物 质的内分泌腺细胞中,滑面内质网有合成脂类物质的功能;骨骼肌细胞内的 滑面内质网又称“肌质网”,可能与兴奋-收缩耦联机制有关等。 3.高尔基体 又称高尔基复合体。它是由数层重叠的扁平囊泡、若干小 泡及大泡三部份组成的膜性结构。电镜、细胞化学和放射自显影等技术的应 用,发现高尔基体实质上是细胞各膜性结构间物质转运的一个重要的中间环 节。一般认为小泡是由附近的内质网膜以“出芽”的方式形成,其中含有固 着核蛋白体合成的蛋白质,然后它与扁平囊泡融合,因此,小泡起运输作用。 从内质网转运来的蛋白质在扁平囊泡内进行加工,例如给蛋白质加上某种 糖,完成糖蛋白的合成。以后扁平囊泡局部渐渐膨大,将加工好的糖蛋白包 起来形成大泡,大泡与扁平囊泡脱离,形成分泌颗粒。可见高尔基体的功能 是与细胞内一些物质的积聚、加工和分泌颗粒的形成密切相关。此外,高尔 基体也参与溶酶体的形成。 4.线粒体 是由内、外两层单位膜所形成的圆形或椭圆形的囊状结构, 外膜平滑,内膜向内折叠,形成许多线粒体嵴。内、外膜之间为膜间腔,或 称外腔。线粒体嵴与嵴之间的腔称为嵴间腔,或称内腔,其中充满线粒体基 质。线粒体中存在着催化物质代谢和能量转换的各种酶和辅酶,因而供能物 质(如糖酵解产物丙酮酸)在线粒体内能得到彻底氧化分解,生成更多的高 能磷酸化合物 ATP 以备细胞其它生命活动需要。细胞生命活动中所需能量约 有 95%来自线粒体。因此,线粒体的主要功能是进行细胞的氧化供能,故有 细胞内“动力工厂”之称。 5.溶酶体 是一种囊状小体,其形态和大小有较大的差别,直径可在 50nm 和几μm 之间。外面是一层单位膜,里面包含约 50 种水解酶,在酸性条 件下,对蛋白质、肽、糖、中性脂质、糖脂、糖蛋白、核酸等多种物质起水 解作用。溶酶体的酶是由固着核蛋白体合成的,经高尔基体加工,然后分离 出来成为初级溶酶体,当初级溶酶体与自噬体(细胞内衰老、破损的各种细 胞器或过剩的分泌颗粒,由内质网包围形成)或吞噬体(外来的细菌、病毒 等,经细胞膜以内吞方式吞入细胞形成)接触,双方接触处的膜融合,随之 内容物混合形成次级溶酶体,在次级溶酶体中,水解酶对原自噬体和吞噬体 中的物质进行分解消化。消化后的产物如氨基酸、单糖、脂肪酸等,通过溶 酶体膜进入胞浆中供细胞膜利用。未能分解的物质残留其中形成残余体。有 的残余体存留在细胞内,有的则以胞吐的方式排出细胞(见图 2-3)。因此, 溶酶体是细胞内重要的消化器官。 6.核膜 是位于细胞核表面的薄膜,由两层单位膜组成。两层膜之间的 间隙,称核周隙最近发现核周隙中也含有酶。在核膜外层面向细胞质的表面 附有核蛋白体,有时还可看到核膜外层突向细胞质与内质网相连,核周隙与 内质网腔相通(见图 2-1)。这表明,核膜实际上就是包围核物质的内质网 的一部份,或者说是遍布于细胞中的细胞“膜系统”的一部份。核膜的特殊 作用就是把核物质集中在靠近细胞中央的一个区域内,核物质的区域化有利
于实现其功能。核膜上还有许多散在的孔,称为核孔,在核孔周围,核膜的 内层与外层相连。核孔是核与细胞质进行物质交换的孔道。在核内形成的各 种核糖核酸(RNA 可以经核孔进入细胞质。 (二)微纤维体系 细胞内另有一组细胞器是由不同直径的微细纤维状结构为基础的,暂时 称为“微纤维体系” 微丝 是存在于细胞质中的一种实心的丝状结构 横径约6~8n 有的微丝密集排列成束状,有的成网络状。微丝主要是由球形肌动蛋白聚合 而成的一种可变的结构,在一定条件下,微丝解聚成溶解于基质中的肌动蛋 白分子,若干肌动蛋白分子也可重新聚集成微丝。 肌动蛋白具有收缩的特性 这些就使微丝与细胞器的位移、分泌颗粒的移动、微绒毛的收缩、细胞入胞 和出胞动作的发 ,以及细胞的运动等机能都有密切关 2.微管 是存在于细胞质中的 一种非膜性的管状结构,横径约201 50nm. 长度可经常改变,管壁由球形微管蛋白连接而成的原纤维围成。除构 成中心体、纤毛和鞭毛的微管是稳定的外,细胞中的其它微管都是不稳定的 细胞器,随着细胞功能状态的变化,微管可不断解聚和重聚。不同细胞的微 管,其功能不完全相同 例如 纤毛 鞭毛和纺锤丝中的微管主要与运动有 关,神经纤维内的微管起支持作用并和神经递质的运输有关, 3.中心粒电镜观察到的中心粒(centriole)是一对短筒状小体,直径 约0.1~0.5μm、长约0.3~0.7μm、最长可达2.0μm,它们成对存在,互 相垂直(风图2-1) 中心粒的管壁由9组纵行微管有秩序地排列而成。每 个细胞通常只有 对中 心粒,在行将分裂的细雕 中心粒会增至两对 目前 认为微管蛋白可在中心粒附近聚合成微管并由此向各方发出。当细胞有丝分 裂时,中心粒分别移向细胞两极,二者之间形成若干条微管,排列成纺锤状, 并与中间的染色体相连(见图2-7)。由此可见,中心粒与细胞分裂似乎有 关。 旧总的说来对中心粒的渔切功能怀沿有深入的了 微球体体系 微球体体系包括细胞核内的染色质、染色体和核仁,以及细胞质中的核 蛋白体,它们有特别密切的结构和功能的内在联系:从化学成份而言,它们 都是核蛋白;核蛋白体虽然位于细胞质内,但它是由细胞核内的核仁合成的: 这个休系的生物学音义在干传递知耒达细的的贵传信息 并依靠遗传物质控 制细胞蛋白质合成的数量和质量, 以调节 胞的各种生命活动。 因此,微球 体体系是细跑的遗传信息传递系统和控制系统。 1,核蛋白木 又称核裙体, 它是由核蛋白体核裙核酸(简称NA)和蛋 白质构成的椭圆形颗粒小体,其大小约为25×15m,蛋白质分子基本上排列 于表面,RNA分子被围于中央 核蛋白休是细的 内蛋白质合成的主要构造 在这里, 互相缩合成肽, 因此有人喻之为 “装配 蛋白质的机器。 矿 些核蛋白体附着在内质网壁外,称为附着核蛋白体,它们主要合成输送到细 胞外面的分泌蛋白,或称输出蛋白质,如酶原、抗体、蛋白质类的激素等。 有些多聚核蛋体散在于细胞质中,称为游离核蛋白体, 它们主要合成结构蛋 或称内源性蛋白质,如分布于细胞质基质或供细胞本身生长所需要的蛋 白质分子等 2.核仁绝大多数真核细胞的细胞核内都有一个或一个以上的核仁,它 通常只出现于间期细胞核中,在有丝分裂期则消失。在光镜下观察到的核仁
于实现其功能。核膜上还有许多散在的孔,称为核孔,在核孔周围,核膜的 内层与外层相连。核孔是核与细胞质进行物质交换的孔道。在核内形成的各 种核糖核酸(RNA)可以经核孔进入细胞质。 (二)微纤维体系 细胞内另有一组细胞器是由不同直径的微细纤维状结构为基础的,暂时 称为“微纤维体系”。 1.微丝 是存在于细胞质中的一种实心的丝状结构,横径约 6~ 8nm。 有的微丝密集排列成束状,有的成网络状。微丝主要是由球形肌动蛋白聚合 而成的一种可变的结构,在一定条件下,微丝解聚成溶解于基质中的肌动蛋 白分子,若干肌动蛋白分子也可重新聚集成微丝。肌动蛋白具有收缩的特性, 这些就使微丝与细胞器的位移、分泌颗粒的移动、微绒毛的收缩、细胞入胞 和出胞动作的发生、以及细胞的运动等机能都有密切关系。 2.微管 是存在于细胞质中的一种非膜性的管状结构,横径约 20~ 50nm,长度可经常改变,管壁由球形微管蛋白连接而成的原纤维围成。除构 成中心体、纤毛和鞭毛的微管是稳定的外,细胞中的其它微管都是不稳定的 细胞器,随着细胞功能状态的变化,微管可不断解聚和重聚。不同细胞的微 管,其功能不完全相同。例如,纤毛、鞭毛和纺锤丝中的微管主要与运动有 关,神经纤维内的微管起支持作用并和神经递质的运输有关。 3.中心粒 电镜观察到的中心粒(centriole)是一对短筒状小体,直径 约 0.1~0.5μm、长约 0.3~0.7μm、最长可达 2.0μm,它们成对存在,互 相垂直(见图 2-1),中心粒的管壁由 9 组纵行微管有秩序地排列而成。每 个细胞通常只有一对中心粒,在行将分裂的细胞,中心粒会增至两对。目前 认为微管蛋白可在中心粒附近聚合成微管并由此向各方发出。当细胞有丝分 裂时,中心粒分别移向细胞两极,二者之间形成若干条微管,排列成纺锤状, 并与中间的染色体相连(见图 2-7)。由此可见,中心粒与细胞分裂似乎有 关。但总的说来,对中心粒的确切功能还没有深入的了解。 (三)微球体体系 微球体体系包括细胞核内的染色质、染色体和核仁,以及细胞质中的核 蛋白体,它们有特别密切的结构和功能的内在联系:从化学成份而言,它们 都是核蛋白;核蛋白体虽然位于细胞质内,但它是由细胞核内的核仁合成的; 这个体系的生物学意义在于传递和表达细胞的遗传信息,并依靠遗传物质控 制细胞蛋白质合成的数量和质量,以调节细胞的各种生命活动。因此,微球 体体系是细胞的遗传信息传递系统和控制系统。 1.核蛋白体 又称核糖体,它是由核蛋白体核糖核酸(简称 rRNA)和蛋 白质构成的椭圆形颗粒小体,其大小约为 25×15nm,蛋白质分子基本上排列 于表面,RNA 分子被围于中央。核蛋白体是细胞内蛋白质合成的主要构造, 在这里,氨基酸互相缩合成肽,因此有人喻之为“装配”蛋白质的机器。有 些核蛋白体附着在内质网壁外,称为附着核蛋白体,它们主要合成输送到细 胞外面的分泌蛋白,或称输出蛋白质,如酶原、抗体、蛋白质类的激素等。 有些多聚核蛋体散在于细胞质中,称为游离核蛋白体,它们主要合成结构蛋 白,或称内源性蛋白质,如分布于细胞质基质或供细胞本身生长所需要的蛋 白质分子等。 2.核仁 绝大多数真核细胞的细胞核内都有一个或一个以上的核仁,它 通常只出现于间期细胞核中,在有丝分裂期则消失。在光镜下观察到的核仁
是折光较强的圆球状小体。在申籍下视枣到核仁是一个无外草句围的、呈疏 松的海绵状结构 空隙中充满基质, 与核基质相通。核仁的化学成份主要是 蛋白质和核酸(主要是核糖核酸)》 3.染色质和染色体间期细胞核中,能被碱性染料若色的物质即染色质 或称染色质纤维。染色质的基本化学成份是脱氧核糖核酸(简称DA)和组 蛋白。二者结合形成染色质结构的基本单位 -核小体(图2-4) 在细胞 有丝分裂时,若干核小体构成的染色质纤维反复螺放 折叠, 后组装成中期染色体(图2-5)。因此,染色质和染色体实际上是同一物质 在间期和分裂期的不同形态表现。间期核的染色质,按其螺旋化和折叠程度 不同,又可分为常染色质和异染色质两类。常染色质是呈伸展状态的那部份 染色质纤维,在电镜下观察是分布于核中央较透亮的区域,少量分布于核仁 内,它的功能活跃 异染色质则是螺旋、盘曲得比较紧密的那部份染色质红 维,大部份分布于核膜内面附近,其功能不活跃。 DNA分子的功能主要有两方面:①贮藏、复制和传递遗传信息。DNA是由 双股螺旋状的多核苷酸长 组成,每股多核苷酸链包含数十个至数百万个单 核苷酸分子,四种不同的单核苷酸分子按一定顺序排列。整个DNA分子链上 包含若干特定的节段, 一个节段可说是一个基因,不同基因所含的核苷酸数 量和顺序都不同,不同的核苷酸数量和顺序就代表不同的贵传信息。因此 DA法上藏若大的贵传信自 DNA分子能自我复制 即每条DNA在有关酸 的作用下,以周围的单核苷酸为原料均可形成与自己完全 羊的 条DNA 复制后增加一倍的DA与蛋白质结合成染色质纤维,并在细胞有丝分裂时, 螺旋、折叠成染色体,两套染色体被平均地分配到两个子细胞。这样,DA 链上助藏的贵传信息试全部传给了子细胞:②控制细胞内蛋白质的合成( 风生物化学 合成的蛋白质中, 些直接参 加细胞 结构的组成, 有的是酶 酶能催化细胞内的各种生物化学反应, 产生各种产物,执行各种功能,从而 使机体表现出形态和功能的各种特征。即贮存的各种贵传信息通时控制蛋白 质的合成而表达为各种遗传性状 由上可知.细煦各组成部份(简称组份)在结构和功能方面都有各自敏 特占 但又必须看到, 们是密切联系 相互依存 相互配合成为 的整体。从而保证细胞生命氵 动的正常进行。细胞的整体性表现在以下两方 面:①细胞组份在结构上相似、相连和相互转移。如细胞膜相结构的膜,其 化学组成、分子结构、分子组装的形式以及主要特性都是类似的。内质网既 与细胞核遵相车也可伸至细周围与质草连接。内质网分出的小不断加 入到高尔基体扁平囊 扁平囊释出的 包形成分 泡, 当 泌囊泡被 释放时,其膜又移到质膜中。这说明细胞膜相结构体系是 个完整的统一体 又如属微纤维体系的微丝、微管、中间纤维和微粱网格互相搭接,构成细胞 骨架系统,支特和周定其它细胞器。②细胞组份在功能上互相联系、密切配 合。如细要合成蛋白质须从边色质的NA链上转出右关信自。作头 的模板,同时还需核蛋白体和 质网作为合成蛋白质的场所 及胞质中有氨基酸作为原科,而氨基酸又是经过膜转运来的,所有汉以 节都是不能缺少的。又如线粒体是细胞的“供能站”,它通过ATP分解释放 的能量可以供给细胞膜上Na泵的主动转运、细胞核中DNA复制、以及细胞
是折光较强的圆球状小体。在电镜下观察到核仁是一个无外膜包围的、呈疏 松的海绵状结构,空隙中充满基质,与核基质相通。核仁的化学成份主要是 蛋白质和核酸(主要是核糖核酸)。 3.染色质和染色体 间期细胞核中,能被碱性染料着色的物质即染色质 或称染色质纤维。染色质的基本化学成份是脱氧核糖核酸(简称 DNA)和组 蛋白。二者结合形成染色质结构的基本单位——核小体(图 2-4)。 在细胞有丝分裂时,若干核小体构成的染色质纤维反复螺旋、折叠,最 后组装成中期染色体(图 2-5)。因此,染色质和染色体实际上是同一物质 在间期和分裂期的不同形态表现。间期核的染色质,按其螺旋化和折叠程度 不同,又可分为常染色质和异染色质两类。常染色质是呈伸展状态的那部份 染色质纤维,在电镜下观察是分布于核中央较透亮的区域,少量分布于核仁 内,它的功能活跃。异染色质则是螺旋、盘曲得比较紧密的那部份染色质纤 维,大部份分布于核膜内面附近,其功能不活跃。 DNA 分子的功能主要有两方面:①贮藏、复制和传递遗传信息。DNA 是由 双股螺旋状的多核苷酸长链组成,每股多核苷酸链包含数十个至数百万个单 核苷酸分子,四种不同的单核苷酸分子按一定顺序排列。整个 DNA 分子链上 包含若干特定的节段,一个节段可说是一个基因,不同基因所含的核苷酸数 量和顺序都不同,不同的核苷酸数量和顺序就代表不同的遗传信息。因此, DNA 链上贮藏着大量的遗传信息。DNA 分子能自我复制,即每条 DNA 在有关酶 的作用下,以周围的单核苷酸为原料均可形成与自己完全一样的一条 DNA, 复制后增加一倍的 DNA 与蛋白质结合成染色质纤维,并在细胞有丝分裂时, 螺旋、折叠成染色体,两套染色体被平均地分配到两个子细胞。这样,DNA 链上贮藏的遗传信息就全部传给了子细胞;②控制细胞内蛋白质的合成(详 见生物化学)。合成的蛋白质中,有些直接参加细胞结构的组成,有的是酶, 酶能催化细胞内的各种生物化学反应,产生各种产物,执行各种功能,从而 使机体表现出形态和功能的各种特征。即贮存的各种遗传信息通过控制蛋白 质的合成而表达为各种遗传性状。 由上可知,细胞各组成部份(简称组份)在结构和功能方面都有各自的 特点。但又必须看到,它们是密切联系、相互依存、相互配合成为一个统一 的整体。从而保证细胞生命活动的正常进行。细胞的整体性表现在以下两方 面:①细胞组份在结构上相似、相连和相互转移。如细胞膜相结构的膜,其 化学组成、分子结构、分子组装的形式以及主要特性都是类似的。内质网既 与细胞核膜相连,也可伸至细胞周围与质膜连接。内质网分出的小泡不断加 入到高尔基体扁平囊,而扁平囊释出的大囊泡形成分泌囊泡,当分泌囊泡被 释放时,其膜又移到质膜中。这说明细胞膜相结构体系是一个完整的统一体。 又如属微纤维体系的微丝、微管、中间纤维和微粱网格互相搭接,构成细胞 骨架系统,支持和固定其它细胞器。②细胞组份在功能上互相联系、密切配 合。如细胞要合成蛋白质,必须从染色质的 DNA 链上转录出有关信息,作为 合成蛋白质的模板,同时还需核蛋白体和内质网作为合成蛋白质的场所,以 及细胞质中有氨基酸作为原料,而氨基酸又是经过膜转运来的,所有这些环 节都是不能缺少的。又如线粒体是细胞的“供能站”,它通过 ATP 分解释放 的能量可以供给细胞膜上 Na+泵的主动转运、细胞核中 DNA 复制、以及细胞