細胞器是指細胞質中具有特定結構和執行一定功能的結構單位,懸浮在細胞質基質中。
一、線粒體
線粒體是細胞中進行能量轉換的細胞器。
1. 分布
線粒體是一種普遍存在于真核細胞中的細胞器,但哺乳動物成熟的紅細胞、體內寄生蟲(如蛔蟲、絳蟲)中沒有線粒體。具體地說,在需能量較多的細胞或部位線粒體分布得多、且較集中;如心肌細胞中線粒體的數量比骨胳肌多。
2. 結構
線粒體是由兩層單位膜構成的封閉的囊狀結構,分為四部分:外膜、內膜、線粒體基質、膜間隙。內外膜不相連,內膜向內折疊形成嵴,以增加內膜的表面積,有利于生化反應的進行。
3. 化學組成
線粒體膜的化學成分主要由蛋白質和脂質組成。內膜蛋白質含量較高,種類較多;而外膜脂質含量較高。
線粒體基質含有酶、環狀DNA、RNA等。
4. 功能
線粒體是有氧呼吸的主要場所,在有氧呼吸過程中,第二階段——三羧酸循環是在線粒體基質中進行的,而第三階段——氧化磷酸化則是在線粒體內膜上進行。因此,催化這兩個階段的酶分別存在于線粒體基質和內膜上。
5. 半自主性細胞器
線粒體基質中含有少量雙鏈環狀DNA分子和核糖體,可進行DNA復制和合成部分蛋白質,即線粒體有一套自身的遺傳系統。
但線粒體中DNA的復制受細胞核的控制,并且在線粒體中合成的蛋白質只占線粒體蛋白質總量的一小部分,即線粒體的遺傳系統仍要依賴于細胞核。
二、質體
1. 質體的分布
質體是植物細胞的細胞器之一。植物細胞區別于動物細胞的最主要特征之一就是它含有質體。質體外圍由兩層單位膜包被。
2. 質體的分類
由于質體所含色素和功能的不同,可分為白色體、有色體和葉綠體三種類型。
(1)白色體
白色體無色不含色素。主要存在于分生組織以及不見光的細胞中。
(2)有色體
質體中含有各種色素如類胡蘿卜素等呈現一定的顏色而稱為有色體。成熟的果實、花以及秋天落葉的顏色主要就是由于這些器官組織中含有各種有色體所致。例如,西紅柿的紅色來自一種含有特殊的類胡蘿卜素和番茄紅素的有色體。
(3)葉綠體
葉綠體是質體的一種,是綠色植物進行光合作用的場所。
①形態 高等植物中葉綠體一般為扁平的橢球狀或球狀,藻類中的葉綠體有帶狀、板狀、杯狀、星狀等形態。
②結構 葉綠體是雙層膜結構,分為外膜和內膜,但內膜未向內腔折疊。
它的基本結構可分為四部分:外膜、內膜、基粒、葉綠體基質;其中基粒是由基粒片層結構即類囊體薄膜組成,有效地增加了葉綠體內的膜面積。另外,葉綠體外膜通透性較大,內膜則選擇性強。
③化學組成 葉綠體主要由脂質和蛋白質分子組成,此外在葉綠體基質中還有少量DNA和RNA,以及存在于類囊體膜上的色素分子。
④功能 葉綠體是進行光合作用的場所,類囊體膜是將光能轉變成活躍的化學能的場所,葉綠體基質是同化CO2的場所。
⑤半自主性細胞器 葉綠體中的DNA含量比線粒體顯著多,其DNA也呈雙鏈環狀。但葉綠體和線粒體一樣,其生長與增殖都受細胞核和自身兩套遺傳系統控制,為半自主性細胞器。
三、內質網
內質網是交織分布在細胞質中的內膜管道系統。
1. 分布
內質網的形態和數量依細胞種類和功能狀態而異。一般而言,在動物細胞中如卵細胞、胚胎細胞、未分化的細胞、癌細胞等,內質網不發達。而分泌細胞,如胰腺泡上皮細胞、肝細胞和漿細胞等,其內質網發達;分泌活動旺盛時較多。
2. 形態
內質網的基本形態為由膜圍成的囊狀、管狀或小泡狀的結構,互相連通成網。
3. 分類
內質網根據不同的形態結構,可分為兩種類型:一種是粗面型內質網,其結構特點是由扁平囊狀結構組成,膜的外側有核糖體附著。另一種是滑面型內質網,多由小管和小囊構成不規則的網狀結構,膜表面光滑,無核糖體顆粒附著。
4. 功能
粗面型內質網的功能主要與蛋白質的合成及輸送有關。這些蛋白質主要包括:向細胞外分泌的蛋白、膜蛋白等。
滑面型內質網的功能主要是參與脂質合成。如合成磷脂、固醇、脂肪等。另外,還參與糖類的合成。如合成纖維素等。
滑面型內質網和粗面型內質網是相通的,而且內質網膜內通核膜(外膜),外連細胞膜,形成了一個內外聯通的膜系統,故物質可通過內質網腔運輸。
四、核糖體
核糖體普遍存在于所有原核細胞和真核細胞中。成熟的紅細胞等極個別的高度分化的細胞內沒有核糖體。
1. 形態
核糖體無膜結構,呈球形,由大、小兩個亞單位組成。其成分主要由多種蛋白質和rRNA組成。
2. 分類
核糖體可以游離于細胞質中,稱為游離核糖體,也可附著在內質網膜表面,稱為附著核糖體。
3. 功能
核糖體的主要功能是按照mRNA的指令參與蛋白質的生物合成。但附著在內質網膜上的核糖體與游離核糖體所合成的蛋白質種類不同,附著核糖體合成的蛋白質包括細胞外分泌蛋白、膜蛋白等,而游離的核糖體合成的蛋白質則分布在細胞質中。
五、高爾基體
1. 分布
高爾基體是一種在動植物細胞中都存在的單層膜結構的細胞器,但成熟的紅細胞中沒有。
2. 形態
在電鏡下可見高爾基體是由滑面膜圍成的扁平囊狀和小泡結構組成。
3. 功能
其功能與細胞內某些物質的加工包裝有關。但在植物細胞中能合成和分泌纖維素,將纖維素分泌到原生質體外形在細胞壁,所以在教材上講與細胞壁的形成有關;在動物細胞中,高爾基體是細胞分泌物的最后加工和包裝的場所。在分泌旺盛的細胞如唾液腺細胞、胰腺細胞等中,高爾基體特別發達,數目也特別多。
六、中心體
1. 分布
中心體只存在于低等植物和動物細胞中,在種子植物和某些原生動物細胞中沒有。
2. 形態結構
中心體是一種非膜結構的細胞器,中心體是由微管構成的,由排列成圓筒狀的9束三體微管組成。通常一個細胞中有兩個中心粒,彼此成直角排列,位于鄰近核膜的細胞質中,接近細胞的中心,因此得名。
3. 功能
中心體與細胞分裂中紡錘體的形成有關,決定細胞分裂的方向。
七、液泡
1. 分布
主要分布在植物細胞中,但在某些原生動物中的食物泡和伸縮泡可看做液泡的一種形式。
2. 形態結構
液泡是細胞內充滿細胞液的結構,周圍被稱為液泡膜的一層單位膜所包圍。
3. 化學組成
植物液泡中含有水、無機鹽、糖類、氨基酸、生物堿、有機酸和花青素等。值得一提的是,植物的顏色除綠色外,其它大部分顏色都是由液泡中的色素來決定的,如花青素。花青素的顏色隨pH值的變化而變化,其變色規律與石蕊試劑相同。
4. 功能
液泡內的液體稱為細胞液,具高滲性質。因此,植物液泡的主要功能是保持細胞的形態和參與調節水分的吸收的排出。