正常细胞和基质的超微结构

1. 内质网的类型： 内质网按其囊膜表面是否附有核糖体，分为两类：
粗面内质网（rough endoplasmic reticulum RER） 滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum SER）
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图9. 内质网系统模式图
图10. 僧帽牡蛎卵母细胞内质网照片
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内膜系统的超微结构
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核糖体
一、核糖体的形态结构
核糖体（ribosome） 是由核糖核酸与蛋白质组 成的颗粒状结构。 电镜下观察，核糖体 具有一定的三维结构。
图17. 核糖体的电镜照片 （A）大肠杆菌基质内的核糖体 （B）蝙蝠胰腺外分泌细胞内质网上的核糖体
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图18. 核糖体结构模式图 （A）外形 （B） 剖面图
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图5. 质膜液态镶嵌模式图
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图6. 质膜液态镶嵌立体模式图
图7. 质膜冰冻蚀刻照片
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细胞膜的超微结构与功能
细胞膜的动态性观点： 1970年L.D.Frye和H.Edidin报道了他们的实验
图8. 质膜流动性示意图 （A）细胞融合后表面抗原混合试验
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细胞膜的超微结构与功能
以淋巴细胞为材料也得到了类似的实验结果
膜相结构…质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、 溶酶体等。 / 细胞 \ / 质相结构…核蛋白体、中心体、微管、微丝等。
非膜相结构
\ 核相结构…核仁、染色质（染色体）、核基质等。
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图1. 动物细胞超微结构模式图
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图2. 大鼠肝脏细胞照片
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细胞膜的超微结构与功能
一、细胞膜的结构
细胞膜（cell membrane）是细胞表面的一层薄膜，它把 细胞同周围的环境隔开，具有独特的结构与功能。 电子显微镜下， 三层膜结构 7～10nm 内外两层电子密度较高 中间层电子密度低 2～3nm 单位膜（unit membrane）
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细胞膜的超微结构与功能
细胞膜结构学说
1. 板 层 学 说 （ Bimolecular leaflet model）
1934 年 由 Danielli 和 Davson 提出
图3. 单位膜板层学说模式图
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细胞膜的超微结构与功能
两条黑线夹一透光线的三层夹板式单位膜结构（黑-亮-黑）。
图4. 人红细胞膜的电镜照片
溶酶体的标记酶是酸性磷酸酶。
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内膜系统的超微结构
（二）溶酶体的种类
溶酶体分为：
初级溶酶体（primary lysosome） 次级溶酶体（secondary lysosome）
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内膜系统的超微结构
1. 初 级 溶 酶 体 ： 含 水 解 酶，但无作用底物，由单位 膜包围。 其内容物一般为不同电 子密度的均质物质。直径为 25～50nm，覆有外衣。
图20. 线粒体光学显微镜结构示意图
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线粒体
电镜下，线粒体是由内外两层单位膜包围而成，分别称为线粒体的 内膜和外膜。
图21. 板状嵴线粒体立体结构模式图
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线粒体
外膜(external or outer membrane): 厚约6-7nm，包被线粒体周围表面平滑 内膜(internal or inner membrane): 向线粒体腔内突出形成复杂的折叠称为线粒 体嵴 (mitochondtial cristace) 外室(outer chamber,membrane space): 线粒体内外膜之间的空隙 内室(inner chamber, intenristal space): 内膜内侧与嵴之间的空隙 内外二室中均含有液态的基质,基质内含纤维状,颗粒状物质
4. 膜转化：新的膜在内质网合成，转移到高尔基复合体， 经修饰后，在外排过程中高尔基小泡同质膜 融合，修饰的膜即加入到质膜中。
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内膜系统的超微结构
三、溶酶体 （一）溶酶体的形态结构与化学组成
溶酶体（lysosome）是由单位膜包围而成的微小细胞器， 直径变化在25nm～0.8um，膜厚6nm。 主要成分： 脂蛋白、髓磷脂 (抗水解酶) 水解酶（50多种,不同细胞溶酶体种类和数量不同）
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内膜系统的超微结构
（2）滑面内质网： a. 解毒作用：SER膜上有一些酶可使外源性物质发生结 合和氧化，使其失活，称为解毒作用。 b. 合成脂类：SER中含有许多与合成甘油三脂，磷脂和 胆固醇有关的酶，除了脂肪酸和两种线粒体磷 脂外，所有的脂类都是在内质网膜上合成的。 c. 糖原分解：SER含有葡萄糖-6-磷酸酶，可以使葡萄糖6-磷酸脱去磷酸，变成葡萄糖。
（B）淋巴细胞成束（玳瑁）反应
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细胞膜的超微结构与功能
二、细胞膜的功能 1. 通透作用：支架和屏障作用，选择性的通透作用， 通过被动扩散和主动运输实现。 2. 细胞膜受体：受体（veceptor）有选择地和活性物质 相结合，产生效应，使细胞的功能或物质 代谢朝着一定的方向变化。 3. 调节代谢的作用：大分子物质合成、中间代谢产生部 位。膜中的酶参与反应，并通过多种途径 调节细胞代谢。 4. 免疫作用：遗传学确定的抗原性，膜抗原的种类繁多， 种属特异性，在医学生物学研究领域受到 广泛重视。
多糖，RNA及各种酶类 高尔基复合体的标记酶：糖基转移酶
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内膜系统的超微结构
（二）高尔基复合体的功能 1. 形成分泌物：是高尔基复合体的主要功能之一，包装 好的分泌颗粒通过外排作用被送往细胞外。
2. 形成糖基化蛋白和糖鞘脂：糖基转移酶，催化蛋白质 的糖基化，并在糖脂形成中发挥作用。 3. 蛋白质改造：对合成的多肽进行剪切。
2. 内质网的功能 （1）粗面内质网： a. 蛋白质合成：核糖体可合成蛋白质，主要为分泌蛋白， 也有装配内膜系统所需的蛋白质。 b. 膜的生成：在RER中合成大量内膜，通过一系列化学 和结构上的改造，进入滑面内质网、高尔 基体，最后参加到质膜和形成溶酶体膜。 c. 物质运输：RER不仅能合成大分子物质，而且也是运 输各种物质的通道，起着胞内运输物质循 环系统的作用。 d. 改造多肽：RER对膜上合成的多肽链还要进行一定的 改造。如氨基酸的羟基化和糖基化作用。
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内膜系统的超微结构
3. 无 核 样 体 的 微 体 ： 没有尿酸氧化酶，也 无核样体，微体呈卵 圆形，外围界膜，内 有中等密度呈细小颗 粒状的基质。
图16. 人肝细胞过氧化物体照片
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内膜系统的超微结构
（二）过氧化物酶体的功能 过氧化物酶体富含酶（20多种）： 过氧化物酶（peroxidase） 过氧化氢酶（catalase）（标志酶） 多种氧化酶 主要的功能：在肝、肾细胞内防止产生过量的过氧化 氢，以免引起细胞中毒。此外，可能参与糖原异生，参与 脂肪转化为糖类的过程。
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内膜系统的超微结构
二、高尔基复合体 （一）高尔基复合体的形态结构与化学组成 1. 高尔基复合体（Golgi complex）
核的附近,分成三个部分:扁平囊、大囊泡、小囊泡。
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图11. 高尔基复合体模式图
图12. 植物细胞高尔基复合体照片
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内膜系统的超微结构
2. 化学组成：
基本成分：蛋白质 (60%) 脂类 (40%) ：磷脂，胆固醇、中性脂肪
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细胞膜的超微结构与功能
2. 液态镶嵌模型学说（Fluid mosaic model）
Singer和 Nicolson于1972年提出
/ 脂类双分子层排列构成了膜的网架 蛋白质分子镶嵌在脂双层的网架中
模型要点
\
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细胞膜的超微结构与功能
膜蛋白分为两类：
内在蛋白（intrinsic protein） 以不同深度嵌插在脂双层中 外在蛋白（extrinsic protein） 附着于膜的表层
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内膜系统的超微结构
2. 化学组成： 基本成分： RNA、蛋白质、脂类等。 蛋白质：酶、结构蛋白 酶类：NADH 细胞色素b5还原酶 细胞色素b5 细胞色素P-450（标记酶,SER细胞质面) ATP酶和葡萄糖-6-磷酸酶等。 脂类：磷脂（70%）、胆固醇等。
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内膜系统的超微结构
(二) 内质网的类型及功能
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内膜系统的超微结构
内膜系统（endomemberane system） ：是指那些在功 能上为连续统一体的细胞内膜，即核内膜、内质网、高尔基 器、和小泡、液泡，以及其它细胞器，如微体、溶酶体等。 这个内膜系统是真核细胞所特有的。
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内膜系统的超微结构
一、内质网 （一） 内质网的结构与化学组成 1. 结构： 内质网（endoplasmic reticulum）是细胞质中 由膜围成的管状或扁平囊状及泡状结构。它们互相吻 合成网，交织分布在细胞质中，形成一个相互连通的 管腔系统。
图13. 人肺泡巨噬细胞初级溶酶体照片
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内膜系统的超微结构
2. 次级溶酶体：含有 水解酶及相应当作用底物。 分布广泛，在各种细胞中 较为常见。
图14. 狗肝细胞次级溶酶体照片
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内膜系统的超微结构
次级溶酶体分为三类： （1）异噬小体（heterophagosome）：细胞通过内吞 作用吞入了异物，形成了初级内吞小泡。初级溶酶体同内吞 小泡融合，形成异噬小体。 （2）自噬小体（autophagosome）在细胞中包围了部 分细胞器正在进行消化的溶酶体。被包围的细胞器是处于衰 老状态或多余的。 （3）残余小体（residual body）：次级溶酶体中的物 质消化不掉的部分被保留在溶酶体内，这种溶酶体称为残余 小体。
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核糖体
二、核糖体的存在形式与功能
核糖体可以亚单位，单体的形式存在，也可以由直径 10～15nm的mRNA细线串联在一起，成为合成蛋白质的功 能基团，称为多聚核糖体(polyibosome)。
大多数核糖体以簇状的形式出现，大小约100nm。