二、细胞生物

（一）细胞的典型结构与其他结构

1．典型结构

几乎所有细胞均有典型的结构特征：细胞质膜、核糖体和细胞基因组。

(1)细胞质膜 细胞质膜是以膜脂为骨架构建的生物膜，是细胞与细胞外环境进行物质交换的结构基础，也是细胞与外界的信息通路，并实现细胞内、外的能量交换。选择通透性是细胞质膜的重要特点。

细胞质膜上有丰富的膜蛋白和膜多糖，如载体蛋白、通道蛋白、细胞膜表面受体蛋白等。

对于细胞质膜而言，绝大多数原核细胞、真菌细胞和植物细胞在细胞外方向与细胞壁成分相连，动物细胞等真核细胞的细胞质基质方向有细胞骨架蛋白与其相连。

(2)核糖体细胞器核糖体由若干种核糖体蛋白和若干种核糖体RNA(rRNA）共同组成，这种由核糖体蛋白和rRNA组成的生物大分子聚合物的形态主要有2种，即核糖体大亚基和核糖体小亚基。核糖体在细胞完成生命活动中主要是参与结构基因或蛋白基因的表达，根据基因转录的成熟mRNA和细胞质基质中的各种tRNA辅助，先一NH2端再—COOH端，翻译出新生肽链。

从结构与功能上理解，细胞生物学把核糖体也可以称作细胞器，是一种细胞内没有生物膜结构的细胞器。

(3)细胞基因组细胞基因组都以dsDNA形式存在，这些DNA构成了该细胞的核遗传物质和核外遗传物质。但在原核细胞内，细胞基因组游离在细胞基质中，没有与生物膜形成细胞核样结构的细胞器。而在真核细胞内，细胞基因组与特定的生物膜，即核膜，形成细胞核。细胞核属于一种细胞器。

原核细胞的核遗传物质和核外遗传物质都是环形dsDNA。核遗传物质只有一套，基因种类和数量比真核的少，核外遗传物质可以有多套，如1个细菌细胞内可以有若干个质粒，每个质粒有1个环形dsDNA存储质粒基因。

真核细胞的核遗传物质是两条以上的线形dsDNA，基因容量大。核外遗传物质是环形dsDNA,l个真核细胞可以有多个线粒体，1个植物细胞也可以有多个叶绿体，并且，每个线粒体或叶绿体可以有多套环形dsDNA共存。

(4)细胞质基质细胞质基质指细胞内，除细胞质膜、核糖体、细胞器、dsDNA以外的其他成分。如基质蛋白、细胞质骨架、mRNA、tRNA、rRNA、水、无机盐、有机分子等。

2．其他结构

(1)细胞膜外结构细胞壁，主要成分是多糖，存在于绝大多数原核细胞、真菌细胞和植物细胞。

细胞外基质，主要成分是多糖，存在于动物细胞。

鞭毛，指某些细菌的细胞壁外，由鞭毛蛋白（一种弹性蛋白）构成，长度是菌体长径的两倍以上，引导鞭毛菌的运动；或者指真核生物的鞭毛。细菌鞭毛与某些真核细胞的鞭毛在结构上有差异。

菌毛，是菌体表面的纤维蛋白，长度短于菌体的短径，须用电镜观察。特点是细、短、直、硬、多，与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与细菌之间的核外遗传物质传递有关。

荚膜，指细菌细胞壁外层覆盖着的一层多糖物质。荚膜对细菌的生存具有重要意义，细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境，保护自身不受白细胞吞噬，而且能有选择地豁附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。

(2）内膜系统与膜性细胞器内膜系统是指真核细胞内由生物膜形成了许多功能区隔，这种由生物膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基器、线粒体、叶绿体、溶酶体等，在结构与功能上形成了一个连续的体系。在真核细胞内，这些依赖生物膜组成的，有特定功能的结构便称为膜性细胞器。

细胞核，由双重生物膜围成的，与细胞内遗传信息的存储、基因表达的转录、转录后加工、成熟mRNA选择转运到细胞质基质、核糖体大亚基和小亚基的组装运输等功能有关。真核细胞才具有细胞核，原核细胞无此结构。

线粒体，由两层生物膜围成的，与细胞内能量代谢有关的细胞器，主要作用是通过氧化磷酸化合成ATP，将化学能转换成生物能。

内质网，是由生物膜围成一个连续的管道系统。粗面内质网表面附有核糖体，与核被膜相通，结构与功能方面与核被膜、高尔基器关联，参与蛋白质的合成和加工；光面内质网表面没有核糖体，参与脂类合成。

高尔基器，由规则的扁囊和小泡组成，结构与功能方面与内质网相关，与细胞的分泌活
动和溶酶体的形成有关。

溶酶体，动物细胞中行细胞内消化作用的细胞器，含有多种酸性水解酶。

液泡，植物细胞中由生物膜围成的细胞器，功能上类似动物细胞的溶酶体。
叶绿体，植物细胞中由两重生物膜围成的细胞器，主要功能是进行光合作用，将光能转换成化学能。

微体，由生物膜围成的小泡状结构，含有多种氧化酶，与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。

(3)其他非膜性细胞器中心粒，出现于动物细胞，由相互垂直的两组9十0三联微管组成。中心粒和中心粒周物质合称为中心体。

纺锤体，真核细胞有丝分裂或减数分裂时，伴随核膜的磷酸化而出现，重新形成核膜后消失。包括中心体、星体微管、极间微管、动粒微管等结构。动粒微管连接染色体。

有丝分裂器，概念同纺锤体。

染色体，指真核细胞基因组dsDNA和组蛋白、非组蛋白等形成的结构，出现于有丝分裂中期。典型的染色体结构包括端粒、短臂、着丝粒和长臂。

(4）细胞结构的变化L型菌，特指缺失了细胞壁的变异菌株。一般有回复突变的可能性，返祖重新形成细胞壁。

芽孢，有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。1个细菌细胞只形成1个芽孢，有的在细胞一端，有的在细胞中部。由于芽抱是在细胞内形成的，所以也称之为内生抱子。

原生质体，指解除细胞壁后的细胞，如细菌原生质体、植物原生质体。有时，也统称没有细胞壁的细胞。

微绒毛，是上皮细胞的细胞质基质在微丝的作用下使细胞质膜向外突起，直径约0.lμm，长度由0.2μm到数微米，广泛存在于动物细胞中。较为常见的如成长期的卵母细胞、小肠、肾小管曲细尿管的上皮细胞，以及内耳、鼻、侧线等感觉细胞。

伪足，也称变形足，指细胞质基质临时性或半永久性地使细胞质膜向外突出的部分，见于所有肉足和某些鞭毛原生动物，用于行动和摄食。高等动物的某些细胞如巨噬细胞也能形成伪足。

（二）原核细胞与原核生物

1．原核细胞基本特点

遗传的信息量小，仅由一个环状dsDNA构成。细胞内没有分化出含毕物膜的细胞器和细胞核。核糖体细胞器为70S。

2．原核生物

原核生物就是指原核细胞生物，全部是单细胞生物。原核生物主要是细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体和立克次氏体等。

支原体，最小最简单的细胞，无细胞壁，大小0.2-0.3μm，容易通过滤菌器。细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，这对保持细胞膜的完整性是必需的，因此，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。

细菌，种类最多，广义概念包括所有原核细胞生物。

蓝藻，又称蓝细菌。

（三）真核细胞与真核生物

1．真核细胞基本特点

真核细胞核遗传物质的载体为2条以上的线性dsDNA，且与组蛋白、非组蛋白形成染色体存在于细胞核中。真核细胞内有细胞核、线粒体、高尔基器等各种膜性细胞器。核糖体细胞器为80S。

2．真核细胞基本结构体系

在细胞生物学中，真核细胞的结构体系包括以下3个基本结构体系：

(1)生物膜结构体系以膜脂、蛋白质、多糖等生物大分子成分为基础，类型包括细胞质膜、细胞器膜。细胞核也是一种细胞器，并且细胞核、线粒体和叶绿体有2层生物膜组成，分别称外膜和内膜。

(2)遗传信息结构与表达体系真核细胞的核基因组存在子细胞核染色体dsDNA上，基因表达是指基因组DNA基因经过转录、翻译等过程形成该基因的最终表达产物。

基因组基因的转录产物是各种RNA，如mRNA、tRNA和rRNA、tRNA和rRNA是该类基因的最终表达产物，mRNA在核糖体（含核糖体蛋白和rRNA）上翻译形成的肽链才是该类基因的最终表达产物。

(3)细胞骨架体系细胞骨架系统是指真核细胞中的蛋白纤维网架系统，通常分为细胞质骨架和细胞核骨架。与细胞运动、细胞器定位、细胞内生物大分子的运输和细胞形态维持等有关。

细胞质骨架指细胞质基质中的微丝、微管和中间纤维。

细胞核骨架一般指核基质，即细胞核内除核膜、核纤层、染色质、核仁和核孔复合体以外的以纤维蛋白为主的纤维骨架系统。广义的细胞核骨架则包括核基质、核纤层和核孔复合体。

原核细胞与真核细胞的结构有明显差异，另外，原核细胞与真核细胞在核遗传物质结构和基因表达方面也存在差异。

3．真核生物

真核生物也称真核细胞生物，指原生生物、霉菌、酵母、植物、动物等。原生生物是单细胞真核生物，动物、植物是多细胞真核生物。

真核细胞中动物细胞与植物细胞在细胞器组成上也有明显差异，主要表现为是否存在细胞壁、液泡、叶绿体、中心体等细胞结构。