细胞膜细胞器

细胞器

细胞器（细胞器）是所有细胞的必需微结构，执行某些重要功能。细胞器分为膜细胞器和非膜细胞器。膜细胞器通过膜与周围的透明质隔开，包括内质网、内部网状结构（高尔基复合体）、溶酶体、过氧化物酶体和线粒体。

细胞的膜细胞器

所有膜细胞器均由基本膜构成，其组织原理与细胞膜的结构相似。细胞生理过程与膜的持续粘附、融合和分离相关，而只有拓扑结构相同的单层膜才能粘附和融合。因此，任何细胞器膜朝向透明质体的外层与细胞膜的内层相同，而朝向细胞器腔体的内层与细胞膜的外层相似。

内质网（reticulum endoplasmaticum）是由池、小管和扁平囊组成的单一连续结构。电子显微照片可区分颗粒状（粗糙面，颗粒状）和非颗粒状（光滑面，无颗粒状）内质网。颗粒状内质网的外侧覆盖有核糖体，而非颗粒状内质网则缺乏核糖体。颗粒状内质网在核糖体上合成和运输蛋白质。非颗粒状内质网合成脂质和碳水化合物，并参与其代谢[例如，肾上腺皮质和睾丸间质细胞（支持细胞）中的类固醇激素；肝细胞中的糖原]。内质网最重要的功能之一是为所有细胞器合成膜蛋白和脂质。

内部网状器，或称高尔基复合体（apparatus reticularis internus），是由生物膜包裹的囊、小泡、池、管和板的集合。高尔基复合体的各个组成部分通过狭窄的通道相互连接。高尔基复合体的结构是多糖（蛋白质-碳水化合物复合物）合成、积累并从细胞中排出的地方。分泌颗粒就是通过这种方式形成的。高尔基复合体存在于除红细胞和表皮角质层外的所有人体细胞中。在大多数细胞中，高尔基复合体位于细胞核周围或附近；在外分泌细胞中，高尔基复合体位于细胞核上方，细胞顶端。高尔基复合体结构的内部凸面朝向内质网，外部凹面朝向细胞质。

高尔基复合体的膜由颗粒状内质网构成，并由运输囊泡运输。分泌囊泡不断从高尔基复合体的外侧萌发，其池膜也不断更新。分泌囊泡为细胞膜和糖萼提供膜物质，从而确保质膜的更新。

溶酶体（lysosomae）是直径为0.2-0.5微米的囊泡，含有约50种不同的水解酶（蛋白酶、脂肪酶、磷脂酶、核酸酶、糖苷酶和磷酸酶）。溶酶体酶在颗粒内质网的核糖体上合成，然后通过运输囊泡转运至高尔基复合体。初级溶酶体从高尔基复合体的囊泡中萌发。溶酶体内维持酸性环境，pH值在3.5至5.0之间波动。溶酶体膜能够抵抗其中所含的酶，并保护细胞质免受其作用。溶酶体膜通透性的破坏会导致酶的激活，并严重损害细胞，甚至导致细胞死亡。

在次级（成熟）溶酶体（吞噬溶酶体）中，生物聚合物被消化成单体。单体穿过溶酶体膜，进入细胞透明质体。未消化的物质残留在溶酶体中，导致溶酶体转化为高电子密度的残体。

过氧化物酶体（peroxysomae）是直径为0.3至1.5微米的囊泡。它们含有能够破坏过氧化氢的氧化酶。过氧化物酶体参与氨基酸的分解、脂质（包括胆固醇和嘌呤）的代谢以及多种毒性物质的解毒。目前认为，过氧化物酶体膜是由非颗粒状内质网出芽而形成的，而酶则由多核糖体合成。

线粒体（mitochondrii）是“细胞的能量站”，参与细胞呼吸过程，将能量转化为细胞可利用的形式。它们的主要功能是氧化有机物质和合成三磷酸腺苷（ATP）。线粒体呈圆形、细长或棒状结构，长0.5-1.0微米，宽0.2-1.0微米。线粒体的数量、大小和位置取决于细胞的功能及其能量需求。心肌细胞（横膈膜的肌纤维）中有许多大型线粒体。它们成群分布在肌原纤维之间，周围环绕着糖原颗粒和非颗粒状内质网。线粒体是具有双层膜（每层膜厚约7纳米）的细胞器。线粒体外膜和内膜之间有一个10-20纳米宽的膜间隙。内膜形成许多褶皱，或称嵴。通常，嵴沿着线粒体的长轴延伸，不会延伸到线粒体膜的另一侧。由于嵴的存在，内膜的面积显著增加。因此，一个肝细胞线粒体的嵴表面积约为16微米。在线粒体内部，嵴之间，存在一个细粒基质，其中可见直径约15纳米的颗粒（线粒体核糖体）和代表脱氧核糖核酸（DNA）分子的细丝。

线粒体中ATP的合成，其初始阶段发生在透明质体中。在透明质体中（无氧条件下），糖被氧化为丙酮酸（丙酮酸）。同时，少量ATP被合成。ATP的主要合成发生在线粒体嵴膜上，在氧气（有氧氧化）和基质中酶的参与下进行。在此氧化过程中，ATP形成细胞功能所需的能量，并释放二氧化碳（CO ₂）和水（H ₂ O）。在线粒体中，信息分子、运输分子和核糖体核酸（RNA）在其自身的DNA分子上合成。

线粒体基质也含有最大可达15纳米的核糖体。然而，线粒体的核酸和核糖体与线粒体细胞的类似结构不同。因此，线粒体拥有其自身所需的蛋白质合成和自我复制系统。细胞中线粒体数量的增加是通过其分裂成更小的部分来实现的，这些更小的部分会生长、增大，并能够再次分裂。

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