真核细胞的结构与功能

雖然植物細胞和動物細胞都屬於真核細胞，在細胞的階層上 雖然植物細胞和動物細胞都屬於真核細胞， 仍然有明顯的差異。 仍然有明顯的差異。植物細胞與動物細胞最主要的差別可歸 納為： 納為： 1.植物細胞的質膜被堅固的細胞壁包圍， 1.植物細胞的質膜被堅固的細胞壁包圍，其主要化學成分是 植物細胞的質膜被堅固的細胞壁包圍 纖維素。動物細胞沒有細胞壁。 纖維素。動物細胞沒有細胞壁。 2.植物細胞含有質體（Plastid），質體具有雙層膜結構， 2.植物細胞含有質體（Plastid），質體具有雙層膜結構， 植物細胞含有質體 ），質體具有雙層膜結構 是植物細胞生產和儲存食物分子的場所。在質體中， 是植物細胞生產和儲存食物分子的場所。在質體中，最常 見的是葉綠體。動物細胞不含有質體。 見的是葉綠體。動物細胞不含有質體。
(三) 細胞核（nucleus） 細胞核（nucleus）
細胞核含有控制細胞生命活動的遺傳物質（有 細胞核含有控制細胞生命活動的遺傳物質（ 些基因位於粒線體和葉綠體中）， ），是真核細胞最 些基因位於粒線體和葉綠體中），是真核細胞最 顯著和最重要的胞器， 顯著和最重要的胞器，由最外層的核膜將其內含 物與細胞質分隔開來，細胞核包括核膜、 物與細胞質分隔開來，細胞核包括核膜、核纖層 lamina）、核基質（ ）、核基質 （nuclear lamina）、核基質（nuclear plasma）。 plasma）。
1.內質網（ 1.內質網（endoplasmic reticulumer）： reticulumer）： 內質網 內質網是細胞質內以脂類雙分子層為基礎形成的囊狀、 內質網是細胞質內以脂類雙分子層為基礎形成的囊狀、 泡狀和管狀結構。內質網與核膜、 泡狀和管狀結構。內質網與核膜、高爾基體或溶體都在發 生上或功能上相互連繫，構成了細胞值得內膜系統。 生上或功能上相互連繫，構成了細胞值得內膜系統。根據 內質網上是否具有核糖體，可區分出光滑內質網（smooth 內質網上是否具有核糖體，可區分出光滑內質網（ ER）和粗糙內質網（ ER）。 ER）和粗糙內質網（rough ER）。
第三章 真核細胞的結構與功能
一.簡介
(一) 原核細胞與真核細胞的區別 除了原核生物界外，其他各界生物的細胞都是真核細胞。 除了原核生物界外，其他各界生物的細胞都是真核細胞。 真核細胞具有真正的細胞核（nucleus），其遺傳物質DNA ），其遺傳物質 真核細胞具有真正的細胞核（nucleus），其遺傳物質DNA 包被在雙層膜的特殊結構中。 包被在雙層膜的特殊結構中。 細胞核包括核仁（nucleolus）、核質（ ）、核質 細胞核包括核仁（nucleolus）、核質（nuclear plasma）、和核膜（ ）、和核膜 lamina）等部位。 plasma）、和核膜（nuclear lamina）等部位。 另外真核細胞還具有許多由膜包被或組成的胞器，包括粒 另外真核細胞還具有許多由膜包被或組成的胞器， 線體（mitochondrion）、葉綠ห้องสมุดไป่ตู้（chloroplast）、 ）、葉綠體 ）、高爾 線體（mitochondrion）、葉綠體（chloroplast）、高爾 基體（ Apparatus）和內質網（ 基體（Golgi Apparatus）和內質網（endoplasmic reticulum）等等。 reticulum）等等。 這些以膜為基礎分化的結構使得真核細胞比原核細胞複 雜許多，導致了真核細胞功能多樣性。 雜許多，導致了真核細胞功能多樣性。
3. 溶體（lysosome）： 溶體（lysosome）： 是動物細胞內的一種胞器，為單層小泡。 是動物細胞內的一種胞器，為單層小泡。溶體 由高爾基體斷裂而產生， 由高爾基體斷裂而產生，內含多種水解酶 hydrolases），可催化蛋白質、核酸、脂類、 ），可催化蛋白質 （hydrolases），可催化蛋白質、核酸、脂類、 多醣等大分子的分解、 多醣等大分子的分解、消化細胞碎渣和從外界吞 入的顆粒。溶體對細胞營養、免疫防禦、 入的顆粒。溶體對細胞營養、免疫防禦、清除有 害物質、應激等具有重要的作用。 害物質、應激等具有重要的作用。
二. 真核細胞的結構與功能
(一) 細胞壁（cell wall） 細胞壁（ wall）
1.功能：細胞壁控制著原生質體的大小， 1.功能：細胞壁控制著原生質體的大小，也防止原生質體 功能 過渡吸水引起質膜破裂，因此具有支持和保護細胞的功能。 過渡吸水引起質膜破裂，因此具有支持和保護細胞的功能。 研究發現，細胞壁在物質吸收、轉運和接收化學訊息、 研究發現，細胞壁在物質吸收、轉運和接收化學訊息、抵 抗病原菌的侵害等方面也有重要的作用。 抗病原菌的侵害等方面也有重要的作用。 2.成分： 2.成分：植物細胞壁中最重要的成分是纖維素 成分 cellulose）。 ）。由葡萄糖串聯構成的纖維素構成的纖維 （cellulose）。由葡萄糖串聯構成的纖維素構成的纖維 素構成了細胞壁的結構單位纖維絲（microfibre）， ），纖維 素構成了細胞壁的結構單位纖維絲（microfibre），纖維 絲相互交織成網狀，形成了細胞壁的基本架構。 絲相互交織成網狀，形成了細胞壁的基本架構。纖維素的 網路結構中還交聯著果膠質、半纖維素和蛋白質等等。 網路結構中還交聯著果膠質、半纖維素和蛋白質等等。 植物保護組織的細胞壁中還有木質素（lignin）、角質 植物保護組織的細胞壁中還有木質素（lignin）、角質 ）、 （cutin）、栓質（suberin）、臘質（wax）等多醣或脂 cutin）、栓質（suberin）、臘質（wax） ）、栓質 ）、臘質 類物質。細胞壁及纖維素的合成， 類物質。細胞壁及纖維素的合成，仍然有許多疑問沒有研 究清楚。 究清楚。
2.高爾基體（golgibody）： 2.高爾基體（golgibody）： 高爾基體 是一些聚集的扁的小囊和小泡。 是一些聚集的扁的小囊和小泡。高爾基體是內 質網合成產物和細胞分泌物的加工包裝場所， 質網合成產物和細胞分泌物的加工包裝場所，最 後形成分泌泡將分泌物排出細胞外。 後形成分泌泡將分泌物排出細胞外。高爾基體本 身還可合成一些大方子和多醣等。 身還可合成一些大方子和多醣等。
3.大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡（vacuole），液 3.大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡（vacuole），液 大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡 ）， 泡中充滿了細胞液。液泡的主要作用是運轉和儲存養分、 泡中充滿了細胞液。液泡的主要作用是運轉和儲存養分、 水分和代謝副產物或代謝廢物，具有倉庫或運轉站的作用。 水分和代謝副產物或代謝廢物，具有倉庫或運轉站的作用。 動物細胞一般沒有大的液泡。 動物細胞一般沒有大的液泡。 4.植物細胞中還有動物細胞所沒有的乙醛酸循環體 4.植物細胞中還有動物細胞所沒有的乙醛酸循環體 gloxysome）、原生質絲（plasmodesmus）、 ）、原生質絲 ）、細胞分裂 （gloxysome）、原生質絲（plasmodesmus）、細胞分裂 時的細胞板（ plate）等等； 時的細胞板（cell plate）等等；而動物細胞則含有植物 細胞所沒有的溶體（lysosome）、中心體（centrioles）、 ）、中心體 細胞所沒有的溶體（lysosome）、中心體（centrioles）、 細胞分裂時的收縮環等等。 細胞分裂時的收縮環等等。
1.核膜：核膜是包在核外的雙層膜， 1.核膜：核膜是包在核外的雙層膜，兩層膜之間間隔為 核膜 20~40nm，核膜上還嵌有核孔複合物， 20~40nm，核膜上還嵌有核孔複合物，外核膜可延伸與細 胞質中的內質網相連。一些蛋白質和RNA分子可通過核孔 胞質中的內質網相連。一些蛋白質和RNA RNA分子可通過核孔 pore）進入或輸出細胞核。 （nuclear pore）進入或輸出細胞核。 2.核纖層：核膜下方的正交纖維網路，對核膜具有支持作用。 2.核纖層：核膜下方的正交纖維網路，對核膜具有支持作用。 核纖層 3.染色質 細胞核中由DNA 染色質： DNA和蛋白質組成並可被蘇木精等染 3.染色質：細胞核中由DNA和蛋白質組成並可被蘇木精等染 料染色的物質，染色質DNA含有大量的基因片段， DNA含有大量的基因片段 料染色的物質，染色質DNA含有大量的基因片段，是生命 的遺傳物質，因此細胞核是細胞生命活動的控制中心。 的遺傳物質，因此細胞核是細胞生命活動的控制中心。 4.核仁 核仁是細胞核中的顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA 核仁： RNA， 4.核仁：核仁是細胞核中的顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA， 也是核糖體（ribosome）成分的合成與裝配場所， 也是核糖體（ribosome）成分的合成與裝配場所，這些核 糖體成份可通過核孔進入細胞質後再裝配成完整的核糖體， 糖體成份可通過核孔進入細胞質後再裝配成完整的核糖體， 核糖體是蛋白質合成的場所。染色質和核仁都沒有膜包被， 核糖體是蛋白質合成的場所。染色質和核仁都沒有膜包被， 存在於液體的核基質中。 存在於液體的核基質中。 在細胞質中，遺傳訊息由DNA轉錄（transcription） DNA轉錄 在細胞質中，遺傳訊息由DNA轉錄（transcription）到 傳訊RNA mRNA），再在細胞質中轉譯（translation） RNA（ ），再在細胞質中轉譯 傳訊RNA（mRNA），再在細胞質中轉譯（translation）成 為蛋白質的多肽結構。 為蛋白質的多肽結構。
光滑內質網：通常為小囊和分之管狀，無核糖 光滑內質網：通常為小囊和分之管狀， 體附著，是脂類合成和代謝的重要場所， 體附著，是脂類合成和代謝的重要場所，可將 內質網上合成的蛋白質和脂類轉運到高爾基體。 內質網上合成的蛋白質和脂類轉運到高爾基體。 粗糙內質網：網膜上附有顆粒狀的核糖體，通 粗糙內質網：網膜上附有顆粒狀的核糖體， 常為平行排列的扁平囊狀。 常為平行排列的扁平囊狀。核糖體是細胞合成 蛋白質的場所， 蛋白質的場所，因此粗糙內質網是核糖體與內 質網共同的複合結構，並可與核膜相連， 質網共同的複合結構，並可與核膜相連，再蛋 白質的合成與運輸方面具有重要的協同作用。 白質的合成與運輸方面具有重要的協同作用。
(四) 內膜系統
真核細胞內之內膜系統（ system） 真核細胞內之內膜系統（endomembrane system）是一 些由模包被的包器或片層結構，包括內質網、高爾基體、 些由模包被的包器或片層結構，包括內質網、高爾基體、 溶體和分泌泡等。他們為細胞內的分子提供了傳遞的通道， 溶體和分泌泡等。他們為細胞內的分子提供了傳遞的通道， 為一些脂質和蛋白質合成提供場所。 為一些脂質和蛋白質合成提供場所。
(二) 細胞膜（cell membrame）或原生質膜 細胞膜（ membrame）
細胞膜又稱質膜，厚度一般為7~8nm 7~8nm， 細胞膜又稱質膜，厚度一般為7~8nm，是磷脂質雙分子 層膜，任何物質出入細胞必須要通過細胞膜。 層膜，任何物質出入細胞必須要通過細胞膜。再細胞膜上 有一些作為特殊物質分子初入門戶的通道蛋白，因此： 有一些作為特殊物質分子初入門戶的通道蛋白，因此： 1.細胞膜具有選擇透性或半透性，可有選擇地讓物質通過。 1.細胞膜具有選擇透性或半透性，可有選擇地讓物質通過。 細胞膜具有選擇透性或半透性 2.細胞膜還有一些辨別和接收訊息作用的蛋白質 細胞膜還有一些辨別和接收訊息作用的蛋白質， 2.細胞膜還有一些辨別和接收訊息作用的蛋白質，這些蛋白 質稱為受體（receptor），如激素的受體、 ），如激素的受體 質稱為受體（receptor），如激素的受體、與抗原結合的 受體或其他特殊生子訊息的手體等等。這些受體接受外界 受體或其他特殊生子訊息的手體等等。 訊息後可誘導細胞內發生相應的變化。 訊息後可誘導細胞內發生相應的變化。 3.細胞膜上還有一些與其他細胞或大分子相互識別的標識蛋 3.細胞膜上還有一些與其他細胞或大分子相互識別的標識蛋 白等等。細胞膜屬於生物膜， 白等等。細胞膜屬於生物膜，生物膜的結構與功能是現在 生命科學最重要的研究領域之一，在下一節將有討論。 生命科學最重要的研究領域之一，在下一節將有討論。