细胞器

细胞器是细胞质中具有一定结构和功能的微结构。细胞中的细胞器主要有：线粒体、内质网、中心体、叶绿体、高尔基体、核糖体等。它们组成了细胞的基本结构，使细胞能正常地工作、运转。

细胞器分为：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。

• 线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所，又称“动力车间”。
• 叶绿体：绿色植物进行光合作用的场所。
• 内质网：蛋白质合成和加工的场所。
• 高尔基体：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的场所。
• 核糖体：生产蛋白质的场所。
• 溶酶体：分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
• 液泡：调节细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺，含有色素。
• 中心体：与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关，由两个相互垂直的中心粒构成。
• 细胞壁：位于植物细胞最外层，主要由纤维素组成，对细胞起支持和保护作用。

一般真核细胞中都有内质网，只有少数高度分化的真核细胞（如人的红细胞）以及原核细胞中没有内质网。电镜下内质网是一种复杂的内膜结构，由单层膜围成的扁平囊状腔或管，这些管腔彼此之间以及与核被膜之间相连通。内质网按功能分为糙面内质网（rough ER）和光面内质网（smooth ER）两类。糙面内质网上附着的核糖体是蛋白质合成的场所，主要功能是合成分泌性蛋白质、膜蛋白以及内质网和溶酶体中的蛋白质；所合成蛋白质的糖基化修饰及折叠与装配也发生在此。光面内质网上无核糖体，但膜上镶嵌多种酶，主要功能是合成脂类（包括脂肪、磷脂和甾醇等）。

内质网是细胞质中一系列囊腔和细管，彼此相通，形成隔离于细胞质基质的管道系统，是细胞质的膜系统，外与细胞膜相连，内与核膜的外膜相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。内质网能有效增加细胞内膜面积，将细胞内的各种结构有机联结成一个整体。两种内质网的比例与细胞功能密切相关，如胰腺细胞中粗面型内质网发达，与分泌大量胰消化酶蛋白有关；而分泌性激素的细胞（如睾丸和卵巢）中滑面型内质网发达。细胞质中内质网的发达程度与生命活动的旺盛程度呈正相关。

电镜下，内质网由单位膜构成的扁囊（池）和小管互相通连。粗面内质网表面粗糙，细胞核周围的粗面内质网可与核膜外层通连。滑面内质网表面光滑，主要参与类固醇、脂类的合成与运输，糖代谢及激素的灭活等。

核糖体（ribosome）是蛋白质合成的场所，由rRNA和蛋白质构成，蛋白质在表面，rRNA在内部，以共价键结合。核糖体是多种酶的集合体，有多个活性中心共同承担蛋白质合成功能。每个活性中心由一组特殊蛋白质构成，每种酶或蛋白只有在整体结构中才具有催化活性。

核糖体是最小的细胞器，光镜下不可见。1953年由Ribinson和Broun用电镜观察植物细胞时发现，1955年Palade在动物细胞中也观察到，1958年Roberts命名为核糖核蛋白体（核糖体）。除哺乳类红细胞外，一切活细胞（真核、原核）中均有核糖体，在快速增殖、分泌功能旺盛的细胞中尤其多。

每一细胞内核糖体数目可达数百万个。游离核糖体合成细胞质中留存的蛋白质（如膜结构蛋白）；附在内质网上的核糖体合成外分泌蛋白质，合成后向滑面内质网输送，形成分泌泡，再输送到高尔基体加工、排放。

溶酶体（lysosomes）由高尔基体断裂产生，是单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小不等，含有60多种能水解多糖、磷脂、核酸和蛋白质的酸性酶。溶酶体内pH约为5，是酶促反应的最适pH。根据生理功能阶段可分为：初级溶酶体、次级溶酶体和残余小体。溶酶体功能有二：一是与食物泡融合，消化吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质，残渣通过外排作用排出细胞；二是在细胞分化过程中，吞没并消化衰老细胞器和生物大分子，是机体自身重新组织的需要。

线粒体（mitochondrion）于1850年发现，1898年命名。线粒体由两层膜包被，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，中央是基质。基质内含三羧酸循环所需的全部酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所，被称为“动力工厂”。线粒体有自身的DNA和遗传体系，但基因数量有限，属半自主性细胞器。

线粒体形状多样，一般呈线状或粒状，直径0.5～1.0μm，长度1.5～3μm，长的可达10μm，人的成纤维细胞线粒体可达40μm。不同组织可能出现巨型线粒体。

线粒体在多数细胞中均匀分布，但常集中在代谢活跃区域，如肌细胞肌纤维中、精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞基部。线粒体也较多分布在有氧化反应底物的区域，如脂肪滴附近。

微体（microbodies）是含有酶的单层膜囊泡状小体，与溶酶体功能相似但所含酶不同，可帮助多种物质转换成别的物质。过氧化物酶体（peroxisomes）是动植物细胞中的一种微体，所含酶能将脂肪酸氧化分解，产生过氧化氢。

在成熟的活植物细胞中常有大的中央液泡（vacuole），由小液泡融合而成，是单层膜包围的充满水液的泡，含有无机盐、氨基酸、糖类、色素等代谢物，甚至有毒化合物，处于高渗状态，使细胞保持吸涨饱满。

在真核细胞细胞质中普遍存在由蛋白质纤维组成的三维网架结构——细胞质骨架（cytoskeleton），包括微管、微丝和中间纤维三种。它们通过磷酸化和去磷酸化具有自装配和去装配功能，也是信息传递过程。细胞质中各种细胞器、酶和蛋白质固定在细胞质骨架上，使之有序执行功能。细胞质骨架对细胞形态构建、细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分化和细胞转化等起着重要作用。

微丝

微丝（肌动蛋白纤维）是真核细胞中由肌动蛋白组成的骨架纤维。功能包括：肌肉收缩、微绒毛、应变纤维、胞质环流、阿米巴运动、胞质分裂环。

微管

微管（microtubule）由α、β两种微管蛋白亚基组成，形成微管蛋白二聚体，是微管装配的基本单位。微管壁由13个原纤维排列组成，可装配成单管、二联管（纤毛和鞭毛中）、三联管（中心粒和基体中）。功能：维持细胞形态、细胞内运输、鞭毛运动和纤毛运动、纺锤体和染色体运动、基粒与中心粒。

中间纤维

中间纤维（intermediate filaments）蛋白合成后基本都装配成中间纤维，游离单体很少，在植物细胞中也存在类似结构。中间纤维按组织来源和免疫原性分为6类：角蛋白纤维、波形纤维、结蛋白纤维、神经纤维、神经胶质纤维和核纤层蛋白。中间纤维与微管关系密切，可能对微管装配和稳定有作用，从核纤层通过细胞质延伸，对细胞刚性有支持作用，与细胞分化、细胞内信息传递、核内基因传递、基因表达等重要生命活动有关。

细胞表面的附属物，功能是运动。鞭毛和纤毛基本结构相同，主要区别在长度和数量，鞭毛长而少，纤毛短而多，常覆盖细胞表面。基本结构均为微管，基部与埋藏在细胞质中的基粒（9（3）+0）相连。中心粒结构与基粒相似，埋藏在中心体中，许多微管发自这里。

细胞质中除细胞器以外的液体部分，富含蛋白质，占细胞内的25%～50%；含有多种酶，是细胞代谢活动的场所；还有各种细胞内含物，如肝糖原、脂肪细胞的脂肪滴、色素粒等。

分离各种细胞器的常用方法是差速离心法：将细胞膜破坏后形成匀浆，利用不同离心速度产生的不同离心力分离各种细胞器。

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