真核细胞的基本结构

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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 rER 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——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——rER 膜中的酶将细胞溶胶中的前 体组装成磷脂。
(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
素苷。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。
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
euchromatin 是 DNA 长链分子展开的部分,呈细丝状,颜色较淡。异染色质 heterochromatin 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 DNA(裸露)
线粒体 DNA,叶绿体 DNA
细胞壁 细胞骨架
细菌细胞壁—氨基糖与壁酸 无
动物无,植物—纤维素、果 胶 有
细胞增殖
无丝分裂(直接分裂)
有丝分裂(主)、减数分裂
膜体系
(1)细胞膜 plasma membrane,是指围绕在细胞最外层,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
细胞分裂时,染色质进一步浓缩而成为光学显微镜下可见的染色体 chromosome。在间 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 rRNA 的 DNA 成为 rDNA。rDNA
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。
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,在线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
前质体:尚未成熟,存在于合子和分生组织细胞中,外有双层膜包围,内部结构简单。 白色体【leucoplast】:不含可见色素,分为造粉体、造油体、蛋白质体
外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 complex。组成核孔复合体的蛋白质统称为核孔蛋白 nuclepoprin。 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。
(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。
成熟质体 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
染色质是串珠状的细丝样,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围。 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 丝的一个单位。核酸酶能降解连接 DNA,不降解核小体上的 DNA。
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,rER】 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。
流动镶嵌模型主要强调: 膜的流动性——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
(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。
染色质中的蛋白质分组蛋白 histone 和非组蛋白 nonhistone。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。
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。苯巴比妥和其他巴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。
一般成簇分布在不同的染色体,这些含 rDNA 的区域即称为核仁组织者 nucleolus organizer。
3) 核基质 nuclear matrix,由含蛋白质的细纤维组成的网架结构。 核基质不仅可作为骨架维持细胞核的形态,还可以固定许多与细胞核红多有关的装置。 细胞核中的透明物质称为核质 nucleoplasm。
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 CO2 固定的核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)
羧化酶占大部分,基质中还有各种颗粒,包括核糖体、DNA 纤丝、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,可 能与铁的储存有关;淀粉粒是光合产物的临时储存场所。
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。
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。
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


核膜


染色体
1 环状 DNA 分子,不或很少 2 个以上线状 DNA 分子,与
与蛋白质结合
五种组蛋白结合
基因组数
n
2n
基因数
几千
大于几万
核仁


线粒体/内质网


高尔基体/溶酶体


核糖体
有(70S)
有(80S)
光合结构
蓝藻(类囊体)
植物叶绿体
(6)线粒体 mitochondrion 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。
主要功能调节细胞水势和膨压、参与细胞内物质的积累和移动、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 space。
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。
真核细胞的基本结构
植物细胞
细胞壁 质膜 细胞质
细胞核 后含物
胞间层 胞间隙 初生壁 初生纹孔场 次生壁 纹孔、胞间连丝
细胞质基质 双层膜结构:质体、线粒体
细胞器 单层膜结构:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、微体 无膜结构:核糖体、中心体
细胞骨架:微管、微丝、中间丝 核膜 核孔、核周腔 核仁 核质 染色质、核基质
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