第八章
细胞生物化学
? 细胞的一般结构
? 细胞的化学组成
? 细胞壁
? 生物膜
? 细胞液
? 细胞核
? 细胞器
主要内容
细胞的一般结构
? 概述
? 原核细胞
? 真核细胞
特性 原核细胞 真核细胞
细胞大小 较小 (1~10μm) 较大 (10~100μm)
染色体 一个细胞只有一条 DNA,
与 RNA、蛋白质不联
结在一起
一个细胞有几条染色体,DNA
与 RNA、蛋白质联结在一起
细胞核 无核膜和核仁 有核膜和核仁
细胞器 无 有线粒体、叶绿体、内质网、
高尔基体等
内膜系统 简单 复杂
微梁系统 无 有微管和微丝
细胞分裂 二分体、出芽，无有丝
分裂
具有丝分裂器，能进行有丝
分裂
转录与转
译
出现在同一时间与地点 出现在不同时间与地点 (转录
在核内、转译在细胞质内 )
原核细胞
? 原核细胞没有核膜,DNA为裸露的环状分子，通常没有
结合蛋白。没有恒定的内膜系统，核糖体为 70S型。
? 结构简单，种类也少，细菌、蓝藻就是属于原核细胞一
类。
细菌的基本结构
外部由质膜所包围，
它的结构与化学组成和真
核细胞相似。所有原核细
胞的质膜之外，都有一层
坚韧的细胞壁保护着。是
由一种叫胞壁质的蛋白多
糖所组成，这种物质在真
核细胞壁中是不存在的。
几种细菌图例
大
肠
杆
菌
淋
病
球
菌
肉
毒
梭
菌
弧
形
霍
乱
菌
蓝藻的基本结构
又称蓝细菌。它的光合作用
类似于高等植物,而不同于光
合细菌。没有叶绿体，但有质膜
内陷形成的捕光装置。
DNA分子环状，遗传信息可与
高等植物相比。
体积大，直径约 10μ m左右，
甚至可达 70bμ m (颤藻 )。
属单细胞生物，但有些蓝藻
经常以丝状的细胞群体存在，如：
发菜。
真核细胞
动物细胞 植物细胞
动物细胞与植物细胞的区别
? 植物细胞特有的细胞器：细胞壁（ 主要成分是纤维素 ）、
液泡、叶绿体等； 而动物细胞的中心粒在植物细胞中不常
见到。
? 细胞分裂时，动物细胞从中心粒发出丝牵引染色体向细
胞两极移动，而植物细胞则没有这项功能。
细胞的化学组成
? 活细胞的主要组成是水，约占总鲜重的
80%~90%。营养物质绝大部分是以溶解状态
(溶于水 )进入细胞，一切生命活动的重要化
学反应都在水溶液中进行。
?细胞的有机物主要有蛋白质、核酸、脂
类和糖，约占细胞干重的 90%以上。
?一个细胞中约有 104种蛋白质，分子的数
达 1011。
?蛋白质不仅是细胞的结构成分，也是细
胞功能的实现者。生化反应的催化剂 —
?核酸包括 DNA和 RNA。
细胞壁
?原核生物的细胞壁
?植物细胞的细胞壁
?动物细胞的细胞外壳
原核生物的细胞壁
? 主要成分是肽聚糖，由 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸构成
双糖单元，以 β （ 1-4）糖苷键连接成大分子。 N-乙酰胞壁
酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥
（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成
了肽聚糖片层。
? 革兰氏阳性菌细胞壁厚约 20-80nm，有 15-50层肽聚糖片层，
每层厚 1nm，含 20-40％的磷壁酸（ teichoic acid。革兰氏
阴性菌细胞壁厚约 10nm，仅 2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、
细菌外膜和脂蛋白。
革兰氏阳性菌细胞壁结构
革兰氏阴性菌细胞壁结构
植物细胞壁
1、成分,
? 果胶类物质
? 纤维素 (cellulose)、半纤维素、木质素 (lignin)
? 多种酶类 (enzymes)和糖蛋白
2、层次,
? 胞间层 (middle lamella)
? 初生壁 (primary wall),1— 3μ m
? 次生壁 (secondary wall),5— 10 μ m
初生壁
次生壁
胞间层
（ 1）胞间层
成份：果胶质、纤维素、半纤维素
少量的糖蛋白
位置：在胞间层内侧
功能：是原生质体基本的保护和支
撑结构。
（ 2）初生壁
成份：果胶质
位置：在细胞的最外层
功能：粘连细胞
成份：纤维素、半纤维素和木质素
位置：在胞间层内侧
功能：细胞停止生长后形成的，起
支持和保护作用。
（ 3）次生壁
初生壁：
纤维素
半纤维
素果胶
质
糖蛋白
次生壁,
纤维素
半纤维素
少量果胶质
动物细胞的细胞外壳
? 动物细胞没有细胞壁，但有一个细胞外壳。在大多数细
胞的质膜以外有一个由蛋白质、糖脂、糖蛋白、酶、激素受
体部位及抗原等组成的多组分系统，赋予细胞表面以特殊的
性质。因此,动物细胞的质膜外表并不是光滑的，而是在其
表面上有一层“绒毛”。
生物膜
? 生物膜是一种高度组织的分子装配，它构成细胞与其周围
环境之间或真核细胞的胞核与内部区域 (各种细胞器 )之间的
一种沟通障碍。
? 质膜 （ plasma membrane） 包在细胞外面所以又称细胞膜 。
围绕各种细胞器的膜, 称为 细胞内膜 。
? 质膜和内膜在起源, 结构和化学组成的等方面具有相似性,
故总称为 生物膜 （ biomembrane） 。 生物膜是细胞进行生命
活动的重要物质基础 。
一、生物膜的组分
? 质膜主要由 膜脂 和 膜蛋白 组成, 另外还有少量糖, 主要
以糖脂和糖蛋白的形式存在 。 膜脂是膜的基本骨架, 膜蛋白
是膜功能的主要体现者 。 动物细胞膜通常含有等量的脂类和
蛋白质 。
膜脂
? 膜脂主要包括 磷脂、糖脂 和 胆固醇 三种类型。
磷脂,
糖酯（ glycolipids）
? 主要 存在真核细胞 膜上，含
量一般不超过膜脂的 1/3，植物细
胞膜中含量较少，其功能是提高
双脂层的力学稳定性，调节双脂
层流动性，降低水溶性物质的通
透性。
胆固醇
磷脂双分子层
? 在含水环境中膜脂 (主要是磷脂和糖脂 )的偶极性质决定
了膜具有一种特异的分子排列，使细胞内的亲水性与疏水性
部分分隔开。含有一个极性头部及两个非极性尾部组成的脂
类具有形成双层脂膜的特性。
极 性 头 部
极 性 头 部
脂 肪 酸 尾 部
（ 非 极 性 ）
图 8 - 5 由 磷 脂 形 成 的 双 层 脂 膜 的 一 部 分 ( 示 意 图 )
膜蛋白
? 是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中
30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可
分为,
? 整合蛋白（ integral protein）
? 外周蛋白（ peripheral protein）
? 脂锚定蛋白（ lipid-anchored protein）。
①,② integral protein；
③,④ peripheral protein；
⑤,⑥ lipid-anchored protein
二、生物膜的结构
?流体镶嵌模型
双分子脂层既是一个分子通透性障碍，又由于其流动性
质 (由不饱和脂肪酸所决定 )作为蛋白质的溶剂。脂类 -蛋白质
的特异相互作用是膜蛋白进行生物功能所必需的，即脂类的
功能不只作为溶剂而已。膜的蛋白组分以各种镶嵌形式溶合
在膜中，如球蛋白可看成是飘浮在脂类双分子层,海洋”中
的“冰山”。
流动镶嵌模型
特点,
? 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成 。
? 磷脂分子以疏水性尾部相对, 极性头部朝向水相组成生
物膜骨架；
? 蛋白质或嵌在双脂层表面, 或嵌在其内部, 或横跨整个
双脂层, 表现出分布的不对称性 。
三、生物膜的功能
1,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
2,选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排
出；
3,提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；
4,为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；
5,介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；
6,参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
细胞液
? 细胞液从生物化学角度讲就是细胞质的可溶相经过超速
离心 (100 000g,20min)后，除去了所有细胞器和各种颗粒
的上清液部分。从细胞学上说，就是光学显微镜下的透明质，
又称为细胞液，电子显微镜下的细胞质基质是细胞质连续相。
? 细胞质有弹性和粘滞性，可能是由蛋白质纤丝相互交织在
一起所组成的触变凝胶。
化学组成
? 小分子类 包括水、无机离子 (K+,Cl+,Na+,Mg+2、
Ca+2)和溶解的气体。
? 中分子类 包括各种代谢物如脂类、糖 (葡萄糖、果糖、
蔗糖 )、氨基酸、核苷酸和核苷酸衍生物。
? 大分子类 游离的大分子主要包括蛋白质、脂蛋白和 RNA，
还有少许多糖。
功能
? 进行某些生化活动；
? 维持细胞器的实体完整性提供所需要的离子环境；
? 供给细胞器行使功能所必需的一切底物；
? 在它们复杂的相互作有中所涉及的物质的运输。
细胞核
? 在原核细胞中虽然没有细胞核，但是在质膜
内部可以观察到一个纤维状区域，它含有一个螺
旋形的双链环状 DNA。
? 在真核细胞中，细胞核是一个双层膜包围的
大而且浓的细胞器，在膜上有许多膜孔，使细胞
核中生物合成的产物可以通过它运送到周围的细
胞质里去。细胞核内部含有染色质，它是由 DNA
纤丝与紧密结合的组蛋白所构成。
Nucleus
structure
核被膜
? 构成,① 内核膜 （ inner nuclear membrane） ②
外核膜 （ outer nuclear membrane） ③ 核周隙
（ perinuclear space）
? 外核膜：内质网的一部分, 胞质面附有核糖体 。
? 核周隙：宽 20~40nm,与内质网腔相通 。
? 核纤层：位于内核膜的内表面的纤维网络, 可支
持核膜, 并与染色质及核骨架相连 。
物质运输的通道－核孔
? 核孔由至少 50种不同的蛋白质（ nucleoporin）构成，
称为核孔复合体（ nuclear pore complex,NPC）。
? 一般哺乳动物细胞平均有 3000个核孔。
? 细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。
? 在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一般认为
其结构如 fish-trap。
The Nuclear Pore
细胞器
? 细胞器是真核细胞特有的
? 细胞器（ organelle）：细胞内特定的功能结构域，有两
类，一类是膜围成的，构成内膜系统（ endomembrane
system）。另一类细胞器是没有膜包围的。
? 细胞内主要的细胞器有：①内质网、②高尔基体、③溶酶
体、④内涵体、⑤线粒体、⑥叶绿体、⑦过氧物酶体,⑧
中心体、⑨核糖体。
一、内质网
? K,R,Porter等于 1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因最初看到
的是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网（ endoplasmic reticulum，
ER）。
? 约占细胞总膜面积的一半, 是封闭的网络系统 。
? 分为粗面型内质网 （ rough endoplasmic reticulum,RER） 和光面型内
质网 （ smooth endoplasmic reticulum,SER） 。
? RER呈扁平囊状, 排列整齐, 有核糖体附着 。
? SER呈分支管状或小泡状, 无核糖体附着 。
? 细胞不含纯粹的 RER或 SER,它们分别是 ER连续结构的一部分 。
ER
RER
SER
ER的主要功能
? 蛋白质合成－－蛋白质都是在核糖体上合成的, 并且起始
于细胞质基质, 但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内
质网上合成 。
? 蛋白质的修饰与加工－－包括糖基化, 羟基化, 酰基化, 二
硫键形成等, 其中最主要的是糖基化, 几乎所有内质网上合
成的蛋白质最终被糖基化 。
? 新生肽链的折叠、组装和运输
蛋白的糖基化
二、核糖体
? 在原核细胞中核糖体成簇存在，在真核生物中，核糖体
与内质网结合，形成表面粗糙的内质网，蛋白质合成即在内
质网上进行。
一,核糖体的类型
二,核糖体的主要功能
核糖核蛋白体,简称核糖体 (ribosome)
?基本 类型
?附着核糖体
?游离核糖体
?70S的 核糖体
?80S的 核糖体
?主要 成分
?r蛋白质,40%,核糖体表面
?rRNA:60%,,核糖体内部
类型
原核生物与真核生物核糖体成分的比较
功能
? 核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位点与催化
位点
? 在蛋白质合成中肽酰转移酶
三、线粒体
? 在所有真核细胞中存在长约 2~3?m的棒状小颗粒，称为线
粒体。
? 所有线粒体都由一个双层膜系统组成。外膜与内膜分隔开
并包围着内膜。内膜向衬质内部折叠成嵴。
? 线粒体的衬质中除含有大量可溶性酶外，还含有线粒体
DNA，为环状双链分子，略小于细菌 DNA，但形状非常相似。
线
粒
体
细胞中的能量中心。
外膜
内膜
脊 (呼吸作用的酶位于
膜上 )
基质 (含酶,环状 DNA,
核糖体 )
线粒体是呼吸作用的场所
四、质体
质体
叶绿体
有色体
白色体
叶
绿
体
外膜
内膜
基粒（由类囊体组成）
基粒间膜 （也称基质片层或基质类囊体）
基质（含 DNA、核糖体、淀粉粒）
基粒
基粒间膜
有色体,是含有胡萝卜素和
叶黄素的质体，存在于植物
体中呈现出正红色、桔红色
和黄色部分
白色体,不含色素，普遍
存在于植物的贮藏细胞中，
根据贮藏物质的不同分三
类：淀粉体、蛋白体和造
油体。
叶
绿
体
有
色
体
贮藏淀粉的白色体
质体的发育
白色体
光
光
有色体 果实成熟时 秋天
花
瓣
的
颜
色
叶绿体
五、液泡系
? 液泡是一层单位膜包围的囊泡，其内充满了细胞液。所有
细胞都有，成熟的植物细胞有中央大液泡。
? 细胞液的成份：水、无机盐，有机酸，糖类，可溶性蛋白，
单宁，植物碱，花青素，各种水解酶等。
? 功能,贮藏各种物质
分解衰老的细胞器，参与细胞更新
维持细胞膨压
调节 PH值,
含有花青素随 pH不同其色泽可变
使果实具有各种味道
提高植物的抗性。
? 细胞学家把细胞质中凡是由单层膜所包围的小泡，称为液
泡系 (vacuome)，包括液泡、溶酶体、圆球体、微体等
溶酶体,由单层膜包围的多形小
泡,内含多种水解酶,可分解生物
大分子
? 圆球体（ spherosome）
—— 植物细胞特有的结构
? 结构, 半单位膜包围的球体，膜内有一些颗粒结构
? 功能,具有贮藏功能的细胞器。能储藏脂肪，一定条件下可
将其水解。
细胞液（ cell sap）
过氧化物酶体,
在叶肉细胞中,
与叶绿体和线
粒体配合参与
光呼吸 ;分解过
氧化氢
乙醛酸循环体,
主要存在于油
料作物的种子
中,可将脂肪转
化为糖
微体,是一些由单层膜包围的小体,其内含有氧化酶
和过氧化氢酶类,分为两种,
六、高尔基体
? 在动物和植物细胞中都存在一堆遍平的膜状囊泡或管状
结构，并由许多小圆球包围，这种结构称为高尔基体或网体。
? 高尔基体在蛋白质及多糖的分泌中起重要作用，并将这
种成分结合成糖蛋白。内质网中合成的蛋白质都运送到高尔
基体，然后再由高尔基体将合成的糖蛋白运送到细胞的各种
部位。
? 植物中高尔基体还参与细胞壁的形成，细胞壁多糖的合
成是在内质网中开始的，但完成于高尔基体中，然后运送到
细胞壁形成的部位。
高尔基体 由一系列扁
平的囊和小泡组成的。
与内质网配合，能合
成 多糖,装配 糖蛋白,
分泌细胞中，高尔基
体发达
七,微管与微丝
花粉粒的结构
鞭
毛
的
结
构
微管的作用
1、起支架作用
2、参与细胞壁的形成
3、与运动有关
微丝：与微管配合，控制细胞
质的运动
微管的定向排列为细胞质的运
动提供了方向，微丝的收缩导
致运动的实现
细胞生物化学
? 细胞的一般结构
? 细胞的化学组成
? 细胞壁
? 生物膜
? 细胞液
? 细胞核
? 细胞器
主要内容
细胞的一般结构
? 概述
? 原核细胞
? 真核细胞
特性 原核细胞 真核细胞
细胞大小 较小 (1~10μm) 较大 (10~100μm)
染色体 一个细胞只有一条 DNA,
与 RNA、蛋白质不联
结在一起
一个细胞有几条染色体,DNA
与 RNA、蛋白质联结在一起
细胞核 无核膜和核仁 有核膜和核仁
细胞器 无 有线粒体、叶绿体、内质网、
高尔基体等
内膜系统 简单 复杂
微梁系统 无 有微管和微丝
细胞分裂 二分体、出芽，无有丝
分裂
具有丝分裂器，能进行有丝
分裂
转录与转
译
出现在同一时间与地点 出现在不同时间与地点 (转录
在核内、转译在细胞质内 )
原核细胞
? 原核细胞没有核膜,DNA为裸露的环状分子，通常没有
结合蛋白。没有恒定的内膜系统，核糖体为 70S型。
? 结构简单，种类也少，细菌、蓝藻就是属于原核细胞一
类。
细菌的基本结构
外部由质膜所包围，
它的结构与化学组成和真
核细胞相似。所有原核细
胞的质膜之外，都有一层
坚韧的细胞壁保护着。是
由一种叫胞壁质的蛋白多
糖所组成，这种物质在真
核细胞壁中是不存在的。
几种细菌图例
大
肠
杆
菌
淋
病
球
菌
肉
毒
梭
菌
弧
形
霍
乱
菌
蓝藻的基本结构
又称蓝细菌。它的光合作用
类似于高等植物,而不同于光
合细菌。没有叶绿体，但有质膜
内陷形成的捕光装置。
DNA分子环状，遗传信息可与
高等植物相比。
体积大，直径约 10μ m左右，
甚至可达 70bμ m (颤藻 )。
属单细胞生物，但有些蓝藻
经常以丝状的细胞群体存在，如：
发菜。
真核细胞
动物细胞 植物细胞
动物细胞与植物细胞的区别
? 植物细胞特有的细胞器：细胞壁（ 主要成分是纤维素 ）、
液泡、叶绿体等； 而动物细胞的中心粒在植物细胞中不常
见到。
? 细胞分裂时，动物细胞从中心粒发出丝牵引染色体向细
胞两极移动，而植物细胞则没有这项功能。
细胞的化学组成
? 活细胞的主要组成是水，约占总鲜重的
80%~90%。营养物质绝大部分是以溶解状态
(溶于水 )进入细胞，一切生命活动的重要化
学反应都在水溶液中进行。
?细胞的有机物主要有蛋白质、核酸、脂
类和糖，约占细胞干重的 90%以上。
?一个细胞中约有 104种蛋白质，分子的数
达 1011。
?蛋白质不仅是细胞的结构成分，也是细
胞功能的实现者。生化反应的催化剂 —
?核酸包括 DNA和 RNA。
细胞壁
?原核生物的细胞壁
?植物细胞的细胞壁
?动物细胞的细胞外壳
原核生物的细胞壁
? 主要成分是肽聚糖，由 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸构成
双糖单元，以 β （ 1-4）糖苷键连接成大分子。 N-乙酰胞壁
酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥
（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成
了肽聚糖片层。
? 革兰氏阳性菌细胞壁厚约 20-80nm，有 15-50层肽聚糖片层，
每层厚 1nm，含 20-40％的磷壁酸（ teichoic acid。革兰氏
阴性菌细胞壁厚约 10nm，仅 2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、
细菌外膜和脂蛋白。
革兰氏阳性菌细胞壁结构
革兰氏阴性菌细胞壁结构
植物细胞壁
1、成分,
? 果胶类物质
? 纤维素 (cellulose)、半纤维素、木质素 (lignin)
? 多种酶类 (enzymes)和糖蛋白
2、层次,
? 胞间层 (middle lamella)
? 初生壁 (primary wall),1— 3μ m
? 次生壁 (secondary wall),5— 10 μ m
初生壁
次生壁
胞间层
（ 1）胞间层
成份：果胶质、纤维素、半纤维素
少量的糖蛋白
位置：在胞间层内侧
功能：是原生质体基本的保护和支
撑结构。
（ 2）初生壁
成份：果胶质
位置：在细胞的最外层
功能：粘连细胞
成份：纤维素、半纤维素和木质素
位置：在胞间层内侧
功能：细胞停止生长后形成的，起
支持和保护作用。
（ 3）次生壁
初生壁：
纤维素
半纤维
素果胶
质
糖蛋白
次生壁,
纤维素
半纤维素
少量果胶质
动物细胞的细胞外壳
? 动物细胞没有细胞壁，但有一个细胞外壳。在大多数细
胞的质膜以外有一个由蛋白质、糖脂、糖蛋白、酶、激素受
体部位及抗原等组成的多组分系统，赋予细胞表面以特殊的
性质。因此,动物细胞的质膜外表并不是光滑的，而是在其
表面上有一层“绒毛”。
生物膜
? 生物膜是一种高度组织的分子装配，它构成细胞与其周围
环境之间或真核细胞的胞核与内部区域 (各种细胞器 )之间的
一种沟通障碍。
? 质膜 （ plasma membrane） 包在细胞外面所以又称细胞膜 。
围绕各种细胞器的膜, 称为 细胞内膜 。
? 质膜和内膜在起源, 结构和化学组成的等方面具有相似性,
故总称为 生物膜 （ biomembrane） 。 生物膜是细胞进行生命
活动的重要物质基础 。
一、生物膜的组分
? 质膜主要由 膜脂 和 膜蛋白 组成, 另外还有少量糖, 主要
以糖脂和糖蛋白的形式存在 。 膜脂是膜的基本骨架, 膜蛋白
是膜功能的主要体现者 。 动物细胞膜通常含有等量的脂类和
蛋白质 。
膜脂
? 膜脂主要包括 磷脂、糖脂 和 胆固醇 三种类型。
磷脂,
糖酯（ glycolipids）
? 主要 存在真核细胞 膜上，含
量一般不超过膜脂的 1/3，植物细
胞膜中含量较少，其功能是提高
双脂层的力学稳定性，调节双脂
层流动性，降低水溶性物质的通
透性。
胆固醇
磷脂双分子层
? 在含水环境中膜脂 (主要是磷脂和糖脂 )的偶极性质决定
了膜具有一种特异的分子排列，使细胞内的亲水性与疏水性
部分分隔开。含有一个极性头部及两个非极性尾部组成的脂
类具有形成双层脂膜的特性。
极 性 头 部
极 性 头 部
脂 肪 酸 尾 部
（ 非 极 性 ）
图 8 - 5 由 磷 脂 形 成 的 双 层 脂 膜 的 一 部 分 ( 示 意 图 )
膜蛋白
? 是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中
30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可
分为,
? 整合蛋白（ integral protein）
? 外周蛋白（ peripheral protein）
? 脂锚定蛋白（ lipid-anchored protein）。
①,② integral protein；
③,④ peripheral protein；
⑤,⑥ lipid-anchored protein
二、生物膜的结构
?流体镶嵌模型
双分子脂层既是一个分子通透性障碍，又由于其流动性
质 (由不饱和脂肪酸所决定 )作为蛋白质的溶剂。脂类 -蛋白质
的特异相互作用是膜蛋白进行生物功能所必需的，即脂类的
功能不只作为溶剂而已。膜的蛋白组分以各种镶嵌形式溶合
在膜中，如球蛋白可看成是飘浮在脂类双分子层,海洋”中
的“冰山”。
流动镶嵌模型
特点,
? 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成 。
? 磷脂分子以疏水性尾部相对, 极性头部朝向水相组成生
物膜骨架；
? 蛋白质或嵌在双脂层表面, 或嵌在其内部, 或横跨整个
双脂层, 表现出分布的不对称性 。
三、生物膜的功能
1,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
2,选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排
出；
3,提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；
4,为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；
5,介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；
6,参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
细胞液
? 细胞液从生物化学角度讲就是细胞质的可溶相经过超速
离心 (100 000g,20min)后，除去了所有细胞器和各种颗粒
的上清液部分。从细胞学上说，就是光学显微镜下的透明质，
又称为细胞液，电子显微镜下的细胞质基质是细胞质连续相。
? 细胞质有弹性和粘滞性，可能是由蛋白质纤丝相互交织在
一起所组成的触变凝胶。
化学组成
? 小分子类 包括水、无机离子 (K+,Cl+,Na+,Mg+2、
Ca+2)和溶解的气体。
? 中分子类 包括各种代谢物如脂类、糖 (葡萄糖、果糖、
蔗糖 )、氨基酸、核苷酸和核苷酸衍生物。
? 大分子类 游离的大分子主要包括蛋白质、脂蛋白和 RNA，
还有少许多糖。
功能
? 进行某些生化活动；
? 维持细胞器的实体完整性提供所需要的离子环境；
? 供给细胞器行使功能所必需的一切底物；
? 在它们复杂的相互作有中所涉及的物质的运输。
细胞核
? 在原核细胞中虽然没有细胞核，但是在质膜
内部可以观察到一个纤维状区域，它含有一个螺
旋形的双链环状 DNA。
? 在真核细胞中，细胞核是一个双层膜包围的
大而且浓的细胞器，在膜上有许多膜孔，使细胞
核中生物合成的产物可以通过它运送到周围的细
胞质里去。细胞核内部含有染色质，它是由 DNA
纤丝与紧密结合的组蛋白所构成。
Nucleus
structure
核被膜
? 构成,① 内核膜 （ inner nuclear membrane） ②
外核膜 （ outer nuclear membrane） ③ 核周隙
（ perinuclear space）
? 外核膜：内质网的一部分, 胞质面附有核糖体 。
? 核周隙：宽 20~40nm,与内质网腔相通 。
? 核纤层：位于内核膜的内表面的纤维网络, 可支
持核膜, 并与染色质及核骨架相连 。
物质运输的通道－核孔
? 核孔由至少 50种不同的蛋白质（ nucleoporin）构成，
称为核孔复合体（ nuclear pore complex,NPC）。
? 一般哺乳动物细胞平均有 3000个核孔。
? 细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。
? 在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一般认为
其结构如 fish-trap。
The Nuclear Pore
细胞器
? 细胞器是真核细胞特有的
? 细胞器（ organelle）：细胞内特定的功能结构域，有两
类，一类是膜围成的，构成内膜系统（ endomembrane
system）。另一类细胞器是没有膜包围的。
? 细胞内主要的细胞器有：①内质网、②高尔基体、③溶酶
体、④内涵体、⑤线粒体、⑥叶绿体、⑦过氧物酶体,⑧
中心体、⑨核糖体。
一、内质网
? K,R,Porter等于 1945年发现于培养的小鼠成纤维细胞，因最初看到
的是位于细胞质内部的网状结构，故名内质网（ endoplasmic reticulum，
ER）。
? 约占细胞总膜面积的一半, 是封闭的网络系统 。
? 分为粗面型内质网 （ rough endoplasmic reticulum,RER） 和光面型内
质网 （ smooth endoplasmic reticulum,SER） 。
? RER呈扁平囊状, 排列整齐, 有核糖体附着 。
? SER呈分支管状或小泡状, 无核糖体附着 。
? 细胞不含纯粹的 RER或 SER,它们分别是 ER连续结构的一部分 。
ER
RER
SER
ER的主要功能
? 蛋白质合成－－蛋白质都是在核糖体上合成的, 并且起始
于细胞质基质, 但是有些蛋白质在合成开始不久后便转在内
质网上合成 。
? 蛋白质的修饰与加工－－包括糖基化, 羟基化, 酰基化, 二
硫键形成等, 其中最主要的是糖基化, 几乎所有内质网上合
成的蛋白质最终被糖基化 。
? 新生肽链的折叠、组装和运输
蛋白的糖基化
二、核糖体
? 在原核细胞中核糖体成簇存在，在真核生物中，核糖体
与内质网结合，形成表面粗糙的内质网，蛋白质合成即在内
质网上进行。
一,核糖体的类型
二,核糖体的主要功能
核糖核蛋白体,简称核糖体 (ribosome)
?基本 类型
?附着核糖体
?游离核糖体
?70S的 核糖体
?80S的 核糖体
?主要 成分
?r蛋白质,40%,核糖体表面
?rRNA:60%,,核糖体内部
类型
原核生物与真核生物核糖体成分的比较
功能
? 核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位点与催化
位点
? 在蛋白质合成中肽酰转移酶
三、线粒体
? 在所有真核细胞中存在长约 2~3?m的棒状小颗粒，称为线
粒体。
? 所有线粒体都由一个双层膜系统组成。外膜与内膜分隔开
并包围着内膜。内膜向衬质内部折叠成嵴。
? 线粒体的衬质中除含有大量可溶性酶外，还含有线粒体
DNA，为环状双链分子，略小于细菌 DNA，但形状非常相似。
线
粒
体
细胞中的能量中心。
外膜
内膜
脊 (呼吸作用的酶位于
膜上 )
基质 (含酶,环状 DNA,
核糖体 )
线粒体是呼吸作用的场所
四、质体
质体
叶绿体
有色体
白色体
叶
绿
体
外膜
内膜
基粒（由类囊体组成）
基粒间膜 （也称基质片层或基质类囊体）
基质（含 DNA、核糖体、淀粉粒）
基粒
基粒间膜
有色体,是含有胡萝卜素和
叶黄素的质体，存在于植物
体中呈现出正红色、桔红色
和黄色部分
白色体,不含色素，普遍
存在于植物的贮藏细胞中，
根据贮藏物质的不同分三
类：淀粉体、蛋白体和造
油体。
叶
绿
体
有
色
体
贮藏淀粉的白色体
质体的发育
白色体
光
光
有色体 果实成熟时 秋天
花
瓣
的
颜
色
叶绿体
五、液泡系
? 液泡是一层单位膜包围的囊泡，其内充满了细胞液。所有
细胞都有，成熟的植物细胞有中央大液泡。
? 细胞液的成份：水、无机盐，有机酸，糖类，可溶性蛋白，
单宁，植物碱，花青素，各种水解酶等。
? 功能,贮藏各种物质
分解衰老的细胞器，参与细胞更新
维持细胞膨压
调节 PH值,
含有花青素随 pH不同其色泽可变
使果实具有各种味道
提高植物的抗性。
? 细胞学家把细胞质中凡是由单层膜所包围的小泡，称为液
泡系 (vacuome)，包括液泡、溶酶体、圆球体、微体等
溶酶体,由单层膜包围的多形小
泡,内含多种水解酶,可分解生物
大分子
? 圆球体（ spherosome）
—— 植物细胞特有的结构
? 结构, 半单位膜包围的球体，膜内有一些颗粒结构
? 功能,具有贮藏功能的细胞器。能储藏脂肪，一定条件下可
将其水解。
细胞液（ cell sap）
过氧化物酶体,
在叶肉细胞中,
与叶绿体和线
粒体配合参与
光呼吸 ;分解过
氧化氢
乙醛酸循环体,
主要存在于油
料作物的种子
中,可将脂肪转
化为糖
微体,是一些由单层膜包围的小体,其内含有氧化酶
和过氧化氢酶类,分为两种,
六、高尔基体
? 在动物和植物细胞中都存在一堆遍平的膜状囊泡或管状
结构，并由许多小圆球包围，这种结构称为高尔基体或网体。
? 高尔基体在蛋白质及多糖的分泌中起重要作用，并将这
种成分结合成糖蛋白。内质网中合成的蛋白质都运送到高尔
基体，然后再由高尔基体将合成的糖蛋白运送到细胞的各种
部位。
? 植物中高尔基体还参与细胞壁的形成，细胞壁多糖的合
成是在内质网中开始的，但完成于高尔基体中，然后运送到
细胞壁形成的部位。
高尔基体 由一系列扁
平的囊和小泡组成的。
与内质网配合，能合
成 多糖,装配 糖蛋白,
分泌细胞中，高尔基
体发达
七,微管与微丝
花粉粒的结构
鞭
毛
的
结
构
微管的作用
1、起支架作用
2、参与细胞壁的形成
3、与运动有关
微丝：与微管配合，控制细胞
质的运动
微管的定向排列为细胞质的运
动提供了方向，微丝的收缩导
致运动的实现
