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细胞超微结构(1)超微结构教研室2020/6/202概述：在二十世纪四十年代，由Ruska等人在德国Siemens公司研制开发了第一台电子显微镜，人们利用电镜及电镜技术，观察到许多以前从未见到过的细胞内细微结构，随着电镜的不断完善和电镜技术的不断更新，使细胞学达到了“超微结构”的研究水平。2020/6/203细胞结构的组成：从电镜水平观察，可根据细胞内部结构的性质、彼此之间的关系等，将细胞分为：核结构、膜结构、质相结构或者膜相结构、非膜相结构。2020/6/204细胞膜相结构：质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、溶酶体非膜相结构质相结构：核蛋白体、中心体、微管、微丝、胞质基质核相结构：核仁、染色质（染色体）、核基质从光镜水平观察，一般将细胞分为：细胞膜（cellmembrane）细胞质（cellsubstance）细胞核（cellnuclear）2020/6/205[细胞膜（cellmembrane）]细胞膜是细胞生命的基本结构，位于细胞表面，切面呈线状围绕，细胞膜垂直切面，在高倍镜下成三层结构，两深一浅，即称单位膜（unitmembrane）,厚约7~10nm。2020/6/206一、概念：光镜下：细胞膜是指包围在细胞外表的一层薄膜，又称质膜。电镜下：细胞膜是指细胞内两个不同部位之间或细胞与相邻细胞以及外环境之间的界膜。其中构成细胞表面界膜的叫细胞膜，形成各种细胞器之间的膜叫细胞内膜，如线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等。2020/6/207二、膜的化学组成：主要由水和有形成分组成，有形成分主要是蛋白质、脂类（主要是磷脂）。三、膜的结构：“液态镶嵌模型学说”该学说认为，生物膜是一种流动的、可塑的、不对称的、镶有蛋白质的脂质双分子层的膜状结构。由两层相对排列的脂质分子构成膜的中间部分，蛋白质分子覆盖、镶嵌、贯穿在脂质双分子层表面（图）。2020/6/2082020/6/209电镜下：脂质双分子层由两条约2纳米的暗带，中间夹一条3.5纳米宽的亮带组成。暗带代表蛋白质，亮带代表脂类。2020/6/20102020/6/2011三、膜的主要特性：1、不对称性：无论在结构和功能方面都存在①、脂质分子层不对称：如红细胞膜外层含胆碱磷脂和鞘磷脂多，而内层则含氨基磷脂多。②、蛋白质分子位置、分布不对称。③、功能方面的不对称：如某些物质的载体，在膜的外侧只能接受某种物质，当载体移位和分子变构转向内侧时，则能运出这些物质。2、膜的流动性：膜平时处于液晶态。液晶态：是界于固态与液态之间的过渡状态，其分子结构排列有序，又可流动，称液晶态。2020/6/2012四、膜的主要功能1、通透作用：细胞膜不单纯起着和支架和屏障作用，它还严格的控制着物质的进出，具有选择性的通透作用，是细胞膜最重要的生理特性之一。通透作用的方式被动扩散主动运输被动扩散：是指细胞及其周围物质，由高浓度区向低浓度扩散。主动运输：指一些物质的运输是逆浓度梯度方向进行的。即物质由低浓度------高浓度转移2020/6/20132、细胞膜受体细胞膜上的受体，就像“识别器”，它能识别周围环境中的相应信号，并接受有关信号而在细胞内产生某些效应。3、调节代谢细胞膜上的酶参与各种生物化学反应，并通过多种途径来调节细胞代谢。4、免疫作用细胞膜上的抗原性具有十分重要的实践意义，它涉及到胚胎发生中组织器官的形成，器官的移植、输血、细胞免疫以及肿瘤的发生与发展，所以细胞膜的免疫作用在生物医学研究领域里倍受重视！2020/6/2014[细胞外衣（cellcoat）]细胞外衣又叫细胞衣。它是附着在细胞膜表面，呈丝网状结构，厚约10~20纳米，个别可达0.1~0.5微米，根据细胞膜的现代概念，细胞衣无论从结构或功能上都属于细胞的组成部分，而不是细胞膜表面的附着物。电镜下：为一层分支丝状物。2020/6/20152020/6/20161、细胞外衣主要成分：糖蛋白糖蛋白的合成方式：由粗面内质网上的核糖体形成蛋白质，在高尔基体内与寡糖分子结合成糖蛋白，然后被运输到细胞膜。从这点看，也可以说-细胞外衣是细胞的一种分泌物。2020/6/20172、细胞外衣的功能①、参与免疫作用：实验证明，在细胞衣内有许多与免疫作用有关的膜抗原、特异受体以及与细胞表面活动有关的酶类。②、保护和通透作用：如小肠上皮细胞表面的细胞衣，在上皮细胞的表面形成一层保护层，以防止致病性损害。另外，小肠上皮细胞外衣还具有选择性通透作用，构成细胞活动的介质和分子筛，尤其与水溶性物质的交换有关。③、其它作用：当外界刺激伤及细胞外衣时，细胞外衣即很快出现裂隙或部分脱落，以免伤及细胞的结构。2020/6/2018[微绒毛(microvillia)]1.形态：微绒毛是细胞膜呈指状突起，外面包有细胞膜和细胞衣。绒毛的中心为细胞质的—称微绒毛，中心由微丝束组成轴心的—称肠型绒毛。2020/6/2019微绒毛多位于上皮细胞顶部。如：小肠上皮、肾小管上皮，肾小管上皮的微绒毛非常发达，形成光镜下的“纹状缘”和“刷状缘”。2020/6/20202.微绒毛功能：①、扩大表面积，增加吸收功能。②、协助或参与细胞运动。③、参与细胞分泌活动。2020/6/2021[纤毛（cilia）]纤毛是位于细胞膜包绕的指套状突起中，横切面呈9+2结构，即中心为2个单微管，周边为9组双微管（图）。2020/6/20222020/6/20232020/6/20242020/6/20251、分布：上皮细胞表面，如上呼吸道上皮细胞、生殖管道上皮细胞、食管膜上皮细胞2、主要成分：多种蛋白，主要是动力蛋白和微管蛋白等3、运动的特点：①、具有周期性和节律性；②、有方向性：即始终朝某一方向弯曲（单方向摆动）；③、同步性和协调性。协调性：指在一定运动方向的水平上，纤毛运动的时相不一，使一片纤毛形成波浪状运动2020/6/20262020/6/20272020/6/2028[独纤毛]：有些组织在正常情况下看不见纤毛，但有时在正常情况下或病理情况下，偶尔会出现一根或数根纤毛，如垂体、肾上腺、甲状腺等。但它们的功能和意义尚不清楚。2020/6/2029[细胞连接（celljunction）]细胞连接是上皮细胞邻接面的细胞膜特化的连接装置。1、桥粒（desmosome）又称粘合斑位于中间连接下方，多数为成对的纽扣样结构，两对侧的结构不连续，中间有25~30纳米的间隙，间隙内充满纤维性物质。（图）2020/6/20302020/6/20312、半桥粒（semidesmosome）在上皮细胞基底面，细胞膜与基板相邻处可见到半桥粒。2020/6/20323、紧密连接（tightjunction）又称闭锁连接位于上皮细胞侧面接近游离面的顶端，多数呈带状分布，少数呈点状分布，此处相邻细胞无细胞衣。（图）2020/6/20332020/6/20344、中间连接（intermediatejunction）又称粘合小带位于紧密连接的下方，在上皮细胞中一般呈连续带状分布，但在某些组织，如心肌闰盘可呈不连续带状分布。主要特征；在两个相邻细胞间，细胞膜不融合有明显间隙。2020/6/20355、复合连接（junctionalcomplex）由紧密连接、中间连接及桥粒组成。一般在柱状上皮细胞间可以见到。2020/6/20366、缝隙连接（gapjunction）又称缝管连接、间隙连接散在分布于相邻上皮细胞深部的侧面，和肌细胞、神经细胞及某些结缔组织细胞中。相邻细胞间隙很小，容易误认为“紧密连接”。2020/6/20377、镶嵌连接（interdigitation）大多分布在柱形、立方形、多角形细胞靠近基部的侧面。2020/6/2038[基板basallamina]1、概念：位于上皮细胞或内皮细胞基底面细胞膜邻近，即细胞衣层的下方，由无定形物质构成一层膜样物质，称之为基板。电镜下：呈丛状细丝样物质2020/6/20392、基板组成成分：主要是粘多糖或糖蛋白基板与细胞衣不同，它不是上皮细胞或某一细胞类型细胞本身所属的结构，它与细胞膜不直接相连。基板在不同部位的形态不一，有时纤细不连续，有是很厚并连续。一般基板的形态、厚度，随动物不同的年龄、种类、组织、细胞以及病理状况而异。2020/6/2040基板与基膜的区别：基膜是位于上皮细胞与结缔组织相接处的一层均质性的薄膜。功能：对细胞起着支持和过滤作用，也就是起到连接细胞和细胞下基质的作用。2020/6/2041[胞饮小泡(pinosome)]胞饮小泡是一种由细胞膜凹陷形成的含有液态物质的小泡，有运输作用。多见于血管内皮细胞。2020/6/20422020/6/20432020/6/20442020/6/20452020/6/20462020/6/20472020/6/20482020/6/2049[细胞质（cytoplasm）又称胞浆]概述：细胞质在生活状态下呈透明的胶态。基质由三部分组成细胞器包含物2020/6/2050基质：是细胞质的液相部分，它构成细胞的内环境，是细胞的可溶相。包含物：是指贮存在细胞内的糖原、蛋白质结晶和脂肪滴等，以及某些代谢产物。所以又可以称包含物为副质。2020/6/2051细胞器：是指细胞质内具有一定形态结构和某种特殊功能的有形成分。包括：线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体（过氧体）、细胞骨架。2020/6/2052细胞的功能，主要由细胞器完成。各种细胞器之间，细胞器与基质之间，细胞质与细胞膜、细胞核之间，它们的结构和功能都相互联系和制约，构成细胞的统一体。2020/6/2053[线粒体(mitochondria)]是细胞的主要细胞器之一，也是细胞储存能量和供给能量的主要场所，所以有把线粒体比做细胞的“动力工厂”之说。目前已知线粒体内至少有100多种酶，这些酶精确有序的分布在线粒体的各有关部位。线粒体的形态、大小、数量、分布等，常因细胞的种类和生理状况不同，而有一定的差异和变化。2020/6/20541、线粒体形态：呈圆形、卵圆形、杆状、丝状，其中以卵圆形为多。2020/6/20552020/6/2056同类细胞的线粒体形态基本保持一定稳定性。但也会因生理机能、营养状况以及所在部位的不同，而有明显的变化。如：靠近小肠吸收细胞核上区的线粒体呈细丝状，那么位于基部及周边的线粒体多为颗粒状。2020/6/2057不同细胞内的线粒体差异则更大。如：肝细胞内的线粒体多呈圆形，而肾小管上皮细胞内的线粒体多呈杆状或丝状。2020/6/2058光镜下：呈细丝状和细颗粒状。电镜下：呈长条形或卵圆形，结构造型特殊。2020/6/2059线粒体是一个由双层膜包绕而成的囊状小体，由内膜、外膜和内室、外室组成。两膜虽然都是典型的膜相结构，但功能各异。内外两室不仅有大小之差，且各执行自己区域内的职能。2020/6/20602020/6/2061外膜：表面平滑，是一层全封闭的生物膜，厚约6纳米，是线粒体与周围胞质、基质间的界面。内膜：略比外膜厚，约7纳米。内膜向内折叠，形成长短、大小、形状不一的线粒体嵴，嵴多为隔板状。嵴膜折叠层中的间隙—称嵴内间隙或嵴内腔。嵴内间隙与周围间隙相通，两者合称外室。2020/6/2062线粒体内室基质的电子密度比一般胞质基质略高，呈均质状。基质中有无定形的致密颗粒分布，这些颗粒称基质颗粒或致密颗粒。直径约20~60纳米，最大可达120纳米,其数目及大小随细胞种类与机能状态而异。如：在肝细胞、胰腺细胞、小肠上皮细胞以及白细胞等,线粒体基质颗粒就没有成骨细胞活跃时的基质颗粒多。2020/6/2063线粒体嵴的排列形式，反映了生物的种间差异，以及细胞性质的差别。排列形式主要有两种：一种是“板层状嵴”，高等动物绝大部分细胞的线粒体嵴为“板层状”。另一种排列方式是“小管状嵴”，原生动物和一些比较低等动物的线粒体嵴为“小管状嵴”。（图）2020/6/20642.线粒体的大小：线粒体的横经一般为0.1-1微米，长一般为1~2微米，有的可达7微米。不同种类的细胞,线粒体的大小不一样，如骨骼肌的线粒体可长达10微米，而成纤维细胞内偶而可见