真核细胞的结构与功能.ppt

第三章 真核細胞的結構與功能 一.簡介 (一) 原核細胞與真核細胞的區別 除了原核生物界外，其他各界生物的細胞都是真核細胞。真核細胞具有真正的細胞核（nucleus），其遺傳物質DNA包被在雙層膜的特殊結構中。 細胞核包括核仁（nucleolus）、核質（nuclear plasma）、和核膜（nuclear lamina）等部位。 另外真核細胞還具有許多由膜包被或組成的胞器，包括粒線體（mitochondrion）、葉綠體（chloroplast）、高爾基體（Golgi Apparatus）和內質網（endoplasmic reticulum）等等。 這些以膜為基礎分化的結構使得真核細胞比原核細胞複雜許多，導致了真核細胞功能多樣性。 雖然植物細胞和動物細胞都屬於真核細胞，在細胞的階層上 仍然有明顯的差異。植物細胞與動物細胞最主要的差別可歸 納為： 1.植物細胞的質膜被堅固的細胞壁包圍，其主要化學成分是纖維素。動物細胞沒有細胞壁。 2.植物細胞含有質體（Plastid），質體具有雙層膜結構，是植物細胞生產和儲存食物分子的場所。在質體中，最常見的是葉綠體。動物細胞不含有質體。 3.大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡（vacuole），液泡中充滿了細胞液。液泡的主要作用是運轉和儲存養分、水分和代謝副產物或代謝廢物，具有倉庫或運轉站的作用。動物細胞一般沒有大的液泡。 4.植物細胞中還有動物細胞所沒有的乙醛酸循環體（gloxysome）、原生質絲（plasmodesmus）、細胞分裂時的細胞板（cell plate）等等；而動物細胞則含有植物細胞所沒有的溶體（lysosome）、中心體（centrioles）、細胞分裂時的收縮環等等。 二. 真核細胞的結構與功能 (一) 細胞壁（cell wall） 1.功能：細胞壁控制著原生質體的大小，也防止原生質體過渡吸水引起質膜破裂，因此具有支持和保護細胞的功能。研究發現，細胞壁在物質吸收、轉運和接收化學訊息、抵抗病原菌的侵害等方面也有重要的作用。 2.成分：植物細胞壁中最重要的成分是纖維素（cellulose）。由葡萄糖串聯構成的纖維素構成的纖維素構成了細胞壁的結構單位纖維絲（microfibre），纖維絲相互交織成網狀，形成了細胞壁的基本架構。纖維素的網路結構中還交聯著果膠質、半纖維素和蛋白質等等。 植物保護組織的細胞壁中還有木質素（lignin）、角質（cutin）、栓質（suberin）、臘質（wax）等多醣或脂類物質。細胞壁及纖維素的合成，仍然有許多疑問沒有研究清楚。 (二) 細胞膜（cell membrame）或原生質膜 細胞膜又稱質膜，厚度一般為7~8nm，是磷脂質雙分子層膜，任何物質出入細胞必須要通過細胞膜。再細胞膜上有一些作為特殊物質分子初入門戶的通道蛋白，因此： 1.細胞膜具有選擇透性或半透性，可有選擇地讓物質通過。 2.細胞膜還有一些辨別和接收訊息作用的蛋白質，這些蛋白質稱為受體（receptor），如激素的受體、與抗原結合的受體或其他特殊生子訊息的手體等等。這些受體接受外界訊息後可誘導細胞內發生相應的變化。 3.細胞膜上還有一些與其他細胞或大分子相互識別的標識蛋白等等。細胞膜屬於生物膜，生物膜的結構與功能是現在生命科學最重要的研究領域之一，在下一節將有討論。 (三) 細胞核（nucleus） 細胞核含有控制細胞生命活動的遺傳物質（有些基因位於粒線體和葉綠體中），是真核細胞最顯著和最重要的胞器，由最外層的核膜將其內含物與細胞質分隔開來，細胞核包括核膜、核纖層（nuclear lamina）、核基質（nuclear plasma）。 1.核膜：核膜是包在核外的雙層膜，兩層膜之間間隔為20~40nm，核膜上還嵌有核孔複合物，外核膜可延伸與細胞質中的內質網相連。一些蛋白質和RNA分子可通過核孔（nuclear pore）進入或輸出細胞核。 2.核纖層：核膜下方的正交纖維網路，對核膜具有支持作用。 3.染色質：細胞核中由DNA和蛋白質組成並可被蘇木精等染料染色的物質，染色質DNA含有大量的基因片段，是生命的遺傳物質，因此細胞核是細胞生命活動的控制中心。 4.核仁：核仁是細胞核中的顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA，也是核糖體（ribosome）成分的合成與裝配場所，這些核糖體成份可通過核孔進入細胞質後再裝配成完整的核糖體，核糖體是蛋白質合成的場所。染色質和核仁都沒有膜包被，存在於液體的核基質中。 在細胞質中，遺傳訊息由DNA轉錄（transcription）到傳訊RNA（mRNA），再在細胞質中轉譯（translation）成為蛋白質的多肽結構。