细胞超微结构(1).ppt

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1、细胞超微结构(1),2021/2/23,三金工作室制作,概述：,在二十世纪四十年代，由Ruska等人在德国Siemens公司研制开发了第一台电子显微镜，人们利用电镜及电镜技术，观察到许多以前从未见到过的细胞内细微结构，随着电镜的不断完善和电镜技术的不断更新，使细胞学达到了“超微结构”的研究水平。,2021/2/23,三金工作室制作,细胞结构的组成： 从电镜水平观察，可根据细胞内部结构的性质、彼此之间的关系等，将细胞分为： 核结构、膜结构、质相结构 或者 膜相结构、非膜相结构。,2021/2/23,三金工作室制作,细胞,膜相结构：质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、溶酶体,非膜相结构,质相结构

2、：核蛋白体、中心体、微管、微丝、 胞质基质,核相结构：核仁、染色质（染色体）、核基质,从光镜水平观察，一般将细胞分为： 细胞膜（cell membrane ） 细胞质（cell substance） 细胞核（cell nuclear）,2021/2/23,三金工作室制作,细胞膜（cell membrane）,细胞膜是细胞生命的基本结构，位于细胞表面，切面呈线状围绕，细胞膜垂直切面，在高倍镜下成三层结构，两深一浅，即称单位膜（unit membrane）,厚约710nm。,2021/2/23,三金工作室制作,一、概念： 光镜下：细胞膜是指包围在细胞外表的一层薄膜，又称质膜。 电镜下：细胞膜是指细

3、胞内两个不同部位之间或细胞与相邻细胞以及外环境之间的界膜。 其中构成细胞表面界膜的叫细胞膜，形成各种细胞器之间的膜叫细胞内膜，如线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等。,2021/2/23,三金工作室制作,二、膜的化学组成：主要由水和有形成分组成，有形成分主要是蛋白质、脂类（主要是磷脂）。 三、膜的结构： “液态镶嵌模型学说” 该学说认为，生物膜是一种流动的、可塑的、不对称的、镶有蛋白质的脂质双分子层的膜状结构。由两层相对排列的脂质分子构成膜的中间部分，蛋白质分子覆盖、镶嵌、贯穿在脂质双分子层表面（图）。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,电镜下：脂质双分子

4、层由两条约2纳米的暗带，中间夹一条3.5纳米宽的亮带组成。暗带代表蛋白质，亮带代表脂类。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,三、膜的主要特性： 1、不对称性：无论在结构和功能方面都存在 、脂质分子层不对称：如红细胞膜外层含 胆碱磷脂和鞘磷脂多，而内层则含氨基磷脂多。 、蛋白质分子位置、分布不对称。 、功能方面的不对称：如某些物质的载体，在膜的外侧只能接受某种物质，当载体移位和分子变构转向内侧时，则能运出这些物质。 2、膜的流动性：膜平时处于液晶态。 液晶态：是界于固态与液态之间的过渡状态，其分子结构排列有序，又可流动，称液晶态。,2021/2/23,三金工

5、作室制作,四、膜的主要功能 1、通透作用：细胞膜不单纯起着和支架和屏障作用，它还严格的控制着物质的进出，具有选择性的通透作用，是细胞膜最重要的生理特性之一。,通透作用的方式,被动扩散,主动运输,被动扩散：是指细胞及其周围物质，由高浓度区向低浓度扩散。 主动运输：指一些物质的运输是逆浓度梯度方向进行的。即物质由低浓度-高浓度转移,2021/2/23,三金工作室制作,2、细胞膜受体 细胞膜上的受体，就像“识别器”，它能识别周围环境中的相应信号，并接受有关信号而在细胞内产生某些效应。 3、调节代谢 细胞膜上的酶参与各种生物化学反应，并通过多种途径来调节细胞代谢。 4、免疫作用 细胞膜上的抗原性具有十

6、分重要的实践意义，它涉及到胚胎发生中组织器官的形成，器官的移植、输血、细胞免疫以及肿瘤的发生与发展，所以细胞膜的免疫作用在生物医学研究领域里倍受重视！,2021/2/23,三金工作室制作,细胞外衣（cell coat） 细胞外衣又叫细胞衣。它是附着在细胞膜表面，呈丝网状结构，厚约1020纳米，个别可达0.10.5微米，根据细胞膜的现代概念，细胞衣无论从结构或功能上都属于细胞的组成部分，而不是细胞膜表面的附着物。电镜下：为一层分支丝状物。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,1、细胞外衣主要成分：糖蛋白 糖蛋白的合成方式：由粗面内质网上的核糖体形成蛋白质，在高

7、尔基体内与寡糖分子结合成糖蛋白，然后被运输到细胞膜。 从这点看，也可以说-细胞外衣是细胞的一种分泌物。,2021/2/23,三金工作室制作,2、细胞外衣的功能 、参与免疫作用：实验证明，在细胞衣内有许多与免疫作用有关的膜抗原、特异受体以及与细胞表面活动有关的酶类。 、保护和通透作用：如小肠上皮细胞表面的细胞衣，在上皮细胞的表面形成一层保护层，以防止致病性损害。另外，小肠上皮细胞外衣还具有选择性通透作用，构成细胞活动的介质和分子筛，尤其与水溶性物质的交换有关。 、其它作用：当外界刺激伤及细胞外衣时，细胞外衣即很快出现裂隙或部分脱落，以免伤及细胞的结构。,2021/2/23,三金工作室制作,微绒毛

8、 (microvillia) 1. 形态：微绒毛是细胞膜呈指状突起，外面包有细胞膜和细胞衣。绒毛的中心为细胞质的称微绒毛，中心由微丝束组成轴心的称肠型绒毛。,2021/2/23,三金工作室制作,微绒毛多位于上皮细胞顶部。如：小肠上皮、肾小管上皮，肾小管上皮的微绒毛非常发达，形成光镜下的“纹状缘”和“刷状缘”。,2021/2/23,三金工作室制作,2.微绒毛功能： 、扩大表面积，增加吸收功能。 、协助或参与细胞运动。 、参与细胞分泌活动。,2021/2/23,三金工作室制作,纤毛 （cilia） 纤毛是位于细胞膜包绕的指套状突起中，横切面呈9+2结构，即中心为2个单微管，周边为9组双微管（图）。

9、,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,1、分布：上皮细胞表面，如上呼吸道上皮细胞、生殖管道上皮细胞、食管膜上皮细胞 2、主要成分：多种蛋白，主要是动力蛋白和微管蛋白等 3、运动的特点：、具有周期性和节律性；、有方向性：即始终朝某一方向弯曲（单方向摆动）；、同步性和协调性。 协调性：指在一定运动方向的水平上，纤毛运动的时相不一，使一片纤毛形成波浪状运动,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,独纤毛： 有些组织在正常情况下

10、看不见纤毛，但有时在正常情况下或病理情况下，偶尔会出现一根或数根纤毛，如垂体、肾上腺、甲状腺等。但它们的功能和意义尚不清楚。,2021/2/23,三金工作室制作,细胞连接（cell junction） 细胞连接是上皮细胞邻接面的细胞膜特化的连接装置。 1、桥粒（desmosome）又称粘合斑,位于中间连接下方，多数为成对的纽扣样结构，两对侧的结构不连续，中间有2530纳米的间隙，间隙内充满纤维性物质。（图）,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2、半桥粒（semidesmosome） 在上皮细胞基底面，细胞膜与基板相邻处可见到半桥粒。,2021/2/23,三

11、金工作室制作,3、紧密连接（tight junction）又称闭锁连接,位于上皮细胞侧面接近游离面的顶端，多数呈带状分布，少数呈点状分布，此处相邻细胞无细胞衣。（图）,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,4、中间连接（intermediate junction）又称粘合小带 位于紧密连接的下方，在上皮细胞中一般呈连续带状分布，但在某些组织，如心肌闰盘可呈不连续带状分布。 主要特征；在两个相邻细胞间，细胞膜不融合有明显间隙。,2021/2/23,三金工作室制作,5、复合连接（junctional complex）,由紧密连接、中间连接及桥粒组成。 一般在柱状上

12、皮细胞间可以见到。,2021/2/23,三金工作室制作,6、缝隙连接（gap junction）又称缝管连接、间隙连接,散在分布于相邻上皮细胞深部的侧面，和肌细胞、神经细胞及某些结缔组织细胞中。 相邻细胞间隙很小，容易误认为“紧密连接”。,2021/2/23,三金工作室制作,7、镶嵌连接（interdigitation） 大多分布在柱形、立方形、多角形细胞靠近基部的侧面。,2021/2/23,三金工作室制作,基板 basal lamina 1、概念：位于上皮细胞或内皮细胞基底面细胞膜邻近，即细胞衣层的下方，由无定形物质构成一层膜样物质，称之为基板。 电镜下：呈丛状细丝样物质,2021/2/23

13、,三金工作室制作,2、基板组成成分：主要是粘多糖或糖蛋白 基板与细胞衣不同，它不是上皮细胞或某一细胞类型细胞本身所属的结构，它与细胞膜不直接相连。 基板在不同部位的形态不一，有时纤细不连续，有是很厚并连续。一般基板的形态、厚度，随动物不同的年龄、种类、组织、细胞以及病理状况而异。,2021/2/23,三金工作室制作,基板与基膜的区别：基膜是位于上皮细胞与结缔组织相接处的一层均质性的薄膜。 功能：对细胞起着支持和过滤作用，也就是起到连接细胞和细胞下基质的作用。,2021/2/23,三金工作室制作,胞饮小泡 (pinosome),胞饮小泡是一种由细胞膜凹陷形成的含有液态物质的小泡，有运输作用。 多

14、见于血管内皮细胞。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,细胞质 （cytoplasm）又称胞浆 概述： 细胞质在生活状态下呈透明的胶态。 基质 由三部分组成 细胞器 包含物,2021/2/23,三金工作室制作,基质：是细胞质的液相部分，它构成细胞的内环境，是细胞的可溶相。 包含物：是指贮存在细胞内的糖原、蛋白质结晶和脂肪滴等，以及某些代谢产物。所

15、以又可以称包含物为副质。,2021/2/23,三金工作室制作,细胞器：是指细胞质内具有一定形态结构和某种特殊功能的有形成分。 包括：线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体（过氧体）、细胞骨架。,2021/2/23,三金工作室制作,细胞的功能，主要由细胞器完成。各种细胞器之间，细胞器与基质之间，细胞质与细胞膜、细胞核之间，它们的结构和功能都相互联系和制约，构成细胞的统一体。,2021/2/23,三金工作室制作,线粒体 (mitochondria) 是细胞的主要细胞器之一，也是细胞储存能量和供给能量的主要场所，所以有把线粒体比做细胞的“动力工厂”之说。 目前已知线粒体内至少有100多种酶，

16、这些酶精确有序的分布在线粒体的各有关部位。 线粒体的形态、大小、数量、分布等，常因细胞的种类和生理状况不同，而有一定的差异和变化。,2021/2/23,三金工作室制作,1、线粒体形态：呈圆形、卵圆形、杆状、丝状，其中以卵圆形为多。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,同类细胞的线粒体形态基本保持一定稳定性。但也会因生理机能、营养状况以及所在部位的不同，而有明显的变化。 如：靠近小肠吸收细胞核上区的线粒体呈细丝状，那么位于基部及周边的线粒体多为颗粒状。,2021/2/23,三金工作室制作,不同细胞内的线粒体差异则更大。 如：肝细胞内的线粒体多呈圆形，而肾小管上

17、皮细胞内的线粒体多呈杆状或丝状。,2021/2/23,三金工作室制作,光镜下：呈细丝状和细颗粒状。 电镜下：呈长条形或卵圆形，结构造型特殊。,2021/2/23,三金工作室制作,线粒体是一个由双层膜包绕而成的囊状小体，由内膜、外膜和内室、外室组成。两膜虽然都是典型的膜相结构，但功能各异。内外两室不仅有大小之差，且各执行自己区域内的职能。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,外膜：表面平滑，是一层全封闭的生物膜，厚约6纳米，是线粒体与周围胞质、基质间的界面。 内膜：略比外膜厚，约7纳米。内膜向内折叠，形成长短、大小、形状不一的线粒体嵴，嵴多为隔板状。 嵴膜折叠

18、层中的间隙称嵴内间隙或嵴内腔。嵴内间隙与周围间隙相通，两者合称外室。,2021/2/23,三金工作室制作,线粒体内室基质的电子密度比一般胞质基质略高，呈均质状。基质中有无定形的致密颗粒分布，这些颗粒称基质颗粒或致密颗粒。直径约2060纳米，最大可达120纳米,其数目及大小随细胞种类与机能状态而异。 如：在肝细胞、胰腺细胞、小肠上皮细胞以及白细胞等, 线粒体基质颗粒就没有成骨细胞活跃时的基质颗粒多。,2021/2/23,三金工作室制作,线粒体嵴的排列形式，反映了生物的种间差异，以及细胞性质的差别。 排列形式主要有两种：一种是“板层状嵴”，高等动物绝大部分细胞的线粒体嵴为“板层状”。另一种排列方式

19、是“小管状嵴”，原生动物和一些比较低等动物的线粒体嵴为“小管状嵴”。（图）,2021/2/23,三金工作室制作,2. 线粒体的大小：线粒体的横经一般为0.1-1 微米，长一般为12微米，有的可达7微米。 不同种类的细胞, 线粒体的大小不一样，如骨骼肌的线粒体可长达10微米，而成纤维细胞内偶而可见巨型线粒体线粒体。在某些病理情况下还可以出现异常膨大的巨型线粒体。 如：病毒性肝炎、肝癌、硬皮病,2021/2/23,三金工作室制作,3、线粒体的数量：不同细胞的线粒体数量不同: 一般分化比较低、代谢迟缓、功能静止、以及衰退的细胞，线粒体数量不仅比较少，而且结构比较简单。 如：表皮细胞、淋巴细胞、纤维细

20、胞、平滑肌细胞等。 如果是分化高、代谢旺盛、功能活跃的细胞，则线粒体数量丰富。 如：心肌细胞、骨骼肌细胞、肝细胞等。,2021/2/23,三金工作室制作,4线粒体的分布：大多是均匀分布在细胞内，但某些细胞的线粒体分布与细胞的能量需求有一定的关系。,如：心肌细胞、骨骼肌细胞内的线粒体是沿肌纤维周围分布的，尤其多分布于Z线处。,2021/2/23,三金工作室制作,5线粒体的功能：线粒体是维持细胞呼吸和氧化磷酸化的多酶系统的载体，是细胞的主要能量所在。,2021/2/23,三金工作室制作,6线粒体的更新：线粒体在细胞内常处于不断更新中，原有的线粒体衰变、固缩、肿胀、崩解，最后被消化分解。 线粒体不断

21、更新形成的途径有三种： 1、可由原来的线粒体分隔、分裂或芽生。 2、由其它细胞内膜衍化而来。 3、在细胞基质内重新合成。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,内质网(endoplasmic reticulum, ER) 内质网是细胞质内的重要结构成分，除红细胞以外，见于其它所有的细胞内。 1内质网的组成：由相互联系以单位膜为界的隙状腔（池）以及小管组成。在细胞内形成迷路样或小管状网络系统。根据内质网表面是否有核蛋白体，分为粗面内质网和滑面内质网。,2021/2/23,三金工作室制作,粗面

22、内质网(rough endoplasmic reticulum, RER)又称有粒内质网 组成：由扁平并相互连通的内质网池及核蛋白体组成。（核蛋白体是为1520纳米大小的电子致密颗粒，附着在内质网膜的外侧。,2021/2/23,三金工作室制作,分布：单个分散或紧密排列呈层状，也可以呈同心圆状分布在细胞内。,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,各种细胞内的粗面内质网含量和分布差别很大，如胰腺细胞和浆细胞的粗面内质网发达，常呈板层状排列，而肝细胞和神经细胞的粗面内质网则很少，呈分散分布。,2

23、021/2/23,三金工作室制作,2021/2/23,三金工作室制作,细胞内粗面内质网的多少与细胞的分化程度有关，一般分化程度高的细胞粗面内质网丰富，分化比较差的细胞粗面内质网比较少。,2021/2/23,三金工作室制作,粗面内质网腔内一般呈均质状，电子密度低或中等，有的细胞的粗面内质网腔内可见蛋白样颗粒，如浆细胞内粗面内质网腔内的蛋白颗粒为结晶状Russell小体，一般认为这是因为细胞合成蛋白质功能亢进或排除障碍，分泌物积存在粗面内质网腔内所成。 粗面内网的功能 主要是合成和转运蛋白质。,2021/2/23,三金工作室制作,滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum

24、,SER）又称无粒内质网,组成：由光滑无颗粒并常常卷曲的小管组成。与粗面内质网的区别，就是在其膜的表面没有核蛋白体。,2021/2/23,三金工作室制作,各种细胞内的滑面内质网含量也不同，多数细胞内的滑面内质网较少，散在分布。在电镜下多为分支小管或小泡状，但也有的细胞内的滑面内质网呈扁平板层或囊状。,2021/2/23,三金工作室制作,滑面内网的功能 1、主要是与类固醇激素以及脂质的合成有关。 2、参与糖原代谢,2021/2/23,三金工作室制作,大鼠肝细胞胞质内可见由小管小泡组成的滑面内质网（黑“”），胞质内另可见多泡小体（白“”）及高尔基体（黑“”），相邻细胞间有微胆管（白“”）。4500

25、0,2021/2/23,三金工作室制作,核糖体（ribosome）,与蛋白合成功能有关，多个核糖体聚集称多聚核糖体,分散于胞质中称游离核糖体(图) ，附着在膜旁称膜旁核糖体。 核蛋白体是细胞质和线粒体中无膜包裹的颗粒状细胞器，具蛋白质合成功能。核蛋白体包括 rRNA(核糖体RNA) 和蛋白质，直径为 20-25nm 。真核细胞的核蛋白体比原核细胞的大，其沉降系数一般为 80S ，它由 60 S 和 40 S 的 2 个小亚基组成。原核细胞的核糖体较小，沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。细胞质核蛋白体有的呈游离状态，有的和内质网及核膜结合。线粒体核蛋白体存在于线粒体内膜的嵴间，但沉

26、降系数为 70 S 。又称核糖体,2021/2/23,三金工作室制作,一般，原核细胞只有一种核糖体，而真核细胞具有两种核糖体（其中线粒体中的核糖体与细胞浆核糖体不同）。 核糖体在细胞中负责完成“中心法则”里 由RNA到蛋白质这一过程，此过程在生物学中被称为“翻译”。在进行翻译前，核糖体小亚基会先与从细胞核中转录得到的信使RNA（messenger RNA，简称“mRNA”）结合，再结合核糖体大亚基构成完整的核糖体之后，便可以利用细胞质基质中的转运RNA（transfer RNA，简称“tRNA”）运送的氨基酸分子合成多肽。当核糖体完成对一条mRNA单链的翻译后，大小亚基会再次分离。 英语中的“核糖体”（ribosome）一词是由“核糖核酸”（“ribo”）和希腊语词根“soma”（意为“体”）组合而成的。,2021/2/23,三金工作室制作,大鼠肝细胞胞质内可见线粒体（黑“”），游离多聚核糖体（黑“”）及粗面内质网膜旁核糖体。45000,