细胞的结构

第二节　细胞的结构

人体各种细胞虽然形态、结构各不相同，但都有共同的基本结构。在光学显微镜（简称光镜）下，可见细胞由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成。在电子显微镜（简称电镜）下，可见细胞由膜相结构和非膜相结构两部分组成。本章主要讲述光学显微镜可见的结构（简称光镜结构）。

一、细胞膜

细胞膜又称细胞质膜，为细胞外周的一层薄膜，厚度约为7．5nm，主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成，还有水、无机盐等。其中脂质含量最多（约占50%），其次为蛋白质（约占40%），糖类较少（约占10%）。

（一）细胞膜的形态结构

细胞膜为单位膜，电镜下可见由内、外两层深色的致密层和之间的一层浅色的疏松层组成。细胞质内的膜相细胞器也都是单位膜，即都有这3层结构，这些单位膜统称为生物膜。

（二）细胞膜的分子结构

细胞膜的分子结构（图1－2），目前广泛采用液态镶嵌模型学说。该学说认为：细胞膜以液态的脂质双分子层为基本骨架，其中镶嵌着不同结构和功能的蛋白质。脂质分子的双层膜通透性很低，是很好的隔膜。膜上的蛋白质分子，有的镶嵌在脂质双分子层之间，称镶嵌蛋白质，有的附着在脂质双分子层的表面，称附着蛋白质。糖分子多位于细胞膜的外表面，与蛋白质分子结合成糖蛋白，或与脂质分子结合成糖脂。

图1－2　细胞膜的分子结构示意图

（三）细胞膜的主要功能

细胞膜的主要功能有：①维持细胞形态；②保护细胞；③细胞与周围环境进行物质交换的结构；④调节细胞的生理功能，促进细胞的物质代谢。

二、细胞质

细胞质是在细胞膜和细胞质之间的成分，主要有细胞器、基质和包含物3部分。

（一）细胞器

细胞器是位于细胞质内，具有一定形态和化学组成的，并具有特定功能的结构单位。真核细胞的细胞器有：核糖体、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、中心体、微管、微丝等（表1－1，图1－3）。

表1－1　真核细胞细胞器的主要形态结构和功能

图1－3　细胞器超微结构模式图

（二）基质

基质是无定形的透明胶状物质，其主要成分有水、无机盐、糖类、可溶性的酶等。基质是细胞进行物质代谢的场所，构成细胞的内环境。

（三）包含物

包含物是指积聚在细胞质中有一定形态表现的各种代谢产物和储存物质的总称，包括分泌颗粒、色素颗粒、糖原、脂滴、蛋白质等。

图1－4　内质网模式图

图1－5　高尔基复合体模式图

三、细胞核

细胞核是细胞遗传和代谢活动的控制中心。人体内的细胞除成熟的红细胞外，都有细胞核，其数目因细胞种类不同而有所区别，一般为单核，少数为双核（如少数心肌纤维）或多核（如骨骼肌纤维）。细胞核的形态多种多样，有圆形、椭圆形、铁蹄形、分叶形等。细胞核多位于细胞中央，也有偏位核。

细胞核（图1－6）的形态在细胞分裂周期的不同时期变化很大。细胞在两次分裂之间的时期，称为间期，间期核由核膜、核仁、染色质（染色体）和核基质构成。

图1－6　细胞核结构模式图

（一）核膜

核膜位于细胞核的表面，由两层单位膜组成。外层核膜常附有核糖体，形态和功能上与粗面内质网相近，并连于粗面内质网；内层核膜光滑、无核糖体附着，朝向核基质面紧密接触染色质。细胞分裂时，核膜消失。核膜两层间的间隙称为核周隙。贯穿核膜内、外两层的小孔称为核孔，是细胞质和核基质间进行物质交换的通道。功能旺盛的细胞，核孔数量较多。核孔还有调节物质交换的作用。核膜作为细胞质和细胞核之间的界膜，包绕染色质和核仁，形成核内微环境，保证了细胞遗传物质的稳定性、生命物质合成和细胞分裂的完成。

（二）核仁

核仁是真核细胞间期核中明显的结构，主要成分是rRNA、rDNA和蛋白质。核仁是细胞核内合成核糖体的场所。其主要功能为合成rRNA和组装核糖体亚单位，并与细胞质内蛋白质的合成有密切关系。

光镜下，核仁一般为1～2个圆形小体，无膜包绕，呈均质状，折光性强，故界限明显。不同细胞的核仁大小不同，细胞分裂时，核仁会随核膜的消失而同时消失。电镜下可见核仁是表面无膜的海绵体状网络结构。

（三）染色质

染色质是细胞遗传物质在间期细胞内的存在形式，是由核酸和蛋白质构成的核蛋白复合体，主要化学成分为DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA。染色质的基本结构单位是核小体。在细胞分裂过程中，染色质高度螺旋化缩短变粗，形成的棒状结构为染色体（图1－7）。

图1－7　染色体的形态结构模式图

机体细胞染色体的数目是恒定的。人类染色体为23对，其中常染色体为22对，性染色体为1对。在细胞分裂中期，染色体排列整齐，按其形态特征有序排列成图案，称为染色体组型。男性染色体组型为46，XY，女性的为46，XX。染色体组型清晰显示染色体的形状、数目、大小及其他特征，对于遗传有重要意义。

染色质还可分为常染色质和异染色质两类。在细胞分裂间期，常染色质为松散状，螺旋化程度低，染色均匀且浅，功能活跃，具有转录活性；异染色质为凝集状态，螺旋化程度高，染色较深，功能不活跃，几乎无转录活性。

（四）核基质

核基质是细胞内除染色质、核膜、核仁外的黏稠性液体成分。核基质的功能是：与染色体的构建有关；与基因的表达调控、复制有关；作为DNA、核仁等的支撑结构。

知识链接

先天性睾丸（卵巢）发育不全

先天性睾丸发育不全：染色体数目为47条或者48条，比正常男性的多1条或者2条。先天性卵巢发育不全：染色体数目为45条，比正常女性的少1条。