第一篇第八章细胞结构的认识(二)
在前面，关于细胞，介绍了细胞膜和细胞核，在这一篇里，我们主要认识细胞质。
什么是细胞质呢?在细胞膜以内，细胞核以外的原生质，称为细胞质。细胞质包括基质
、细胞器和包含物，在生活状态下为透明的胶状物。
基质指细胞质内呈液态的部分，是细胞质的基本成分，主要含有多种可溶性酶、糖、无
机盐和水等。细胞器是分布于细胞质内、具有一定形态、在细胞生理活动中起重要作用的
结构。它包括线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、质体以及其他细胞器。
线粒体
种子的发芽，庄稼的拔节抽穗，树木的开花结果，都要消耗能量；鸟儿在空中飞翔，野
兽在原野奔跑，鱼儿在水中遨游，以及各种昆虫的跳跃，也要消耗能量；人们的学习、
工作和劳动，以及肌肉的收缩、肠胃的蠕动、眼皮的启闭、脑细胞的一闪念，都是靠消耗能
量实现的。
总之，细胞内的一举一动，生命分子的一分一合，都是需要能量的。不言而喻，这些能
量的来源，是绿色工厂把光能转化为化学能生产出来的。可是要把能源释放出来，还需要一
种叫“线粒体”的细胞器来进行加工，因此，线粒体被称为“动力加工厂”。
早在19世纪后期，人们就发现了线粒体这个细胞器。但是关于它的功能，却是后来通过
电子显微镜观察，对其微细结构有了认识之后才逐渐了解的。
线粒体广泛存在于动植物细胞中，形态、大小和数量常常因细胞种类和生理状况不同而
异。线粒体的外形呈多样化，如圆形、椭圆形、圆柱形、哑铃形甚至线形。但绝大多数类型
细胞的线粒体呈椭圆形或圆柱形。特殊情况下，在某些细胞内可观察到畸形线粒体，如分支
状线粒体、多孔状线粒体等。
线粒体的重要功能是作为“动力站”，为细胞生命活动提供能量。线粒体具有一系列氧
化酶系，能够把营养物质(如糖和脂肪等)完全氧化形成ATP。ATP是一种能量“贮存库”，细
胞就利用贮存在ATP中的能量进行各种生命活动。
内质网
蛋白质、脂类和糖类等是细胞的重要化学组成成分，这些物质主要是在细胞内的细胞器
——内质网上合成的，内质网是这些物质在细胞内的合成基地，被称之为细胞的“生物合成
工厂”。
内质网普遍存在于真核细胞中，是细胞质中由一层单位膜围成的囊状、泡状或管状相互
连接的结构。这种结构在细胞质中纵横交错，互相沟通，形成比地图上“江南水网”更为复
杂地连续的网状膜系统。这一细胞器最早是由法国人盖尼尔于1897年用光学显微镜观察分泌
活动旺盛的胰腺和唾液腺细胞时发现的。1945年，著名的超微结构学家波特在电子显微镜下
对它的
形态特点进行了深入的研究，发现这一网状结构多存在于细胞质内部的细胞核附近，很少
分布于细胞周围部分。于是取名为内质网。
依内质网膜的细胞质面是否附有核糖体，可分为粗面内质网和滑面内质网两大类。
粗面内质网因在其表面附有核糖体，导致表面粗糙而得名。它的主要功能在于：第一，蛋
白质合成。细胞内的分泌蛋白，如免疫球蛋白、酪蛋白、胰岛素、催乳激素、甲状腺球蛋白
、丝心蛋白等在这里合成。第二，提供物质运输通道。粗面内质网不仅能合成生物大分子，
而且也是运输这些物质的通道。在粗面内质网上合成的分泌性蛋白质，先进入内质网中，再
输入高尔基体，然后包装成分泌颗粒，排到细胞外面。此外，粗面内质网还参与细胞内膜的
生成以及对形成的蛋白质、多肽链进行改造等活动。
滑面内质网不附有核糖体，表面光滑，多呈管状和泡状，并常与粗面内质网、核膜
及高尔基体相连，偶尔也与细胞膜相连。在植物细胞中滑面内质网可以穿过细胞壁贯通细胞
，使细胞之间发生物质交换。滑面内质网的功能是进行脂类合成(如合成甘油三酯、磷脂和
胆固醇等)、输送蛋白质、分解糖原以及氧化解毒等。
一般说来，细胞内如果有丰富的粗面内质网，滑面内质网就少些，反之亦然。但是肝细胞往
往例外，两类内质网可以同时都很丰富，并且两者可互相连通，有时还可互相转化。
总之，内质网是细胞内重要物质的合成基地，由它提供细胞生成和代谢所需要的各种物质。
核糖体
蛋白质作为细胞中的重要化学成分，在生物的生命活动中起着至关重要的作用。研究结
果表明，这一重要物质是在细胞内的特定细胞器——核糖体内合成的，因此人们把核糖体称
作蛋白质合成的“工作台”。
核糖体普遍存在于真、原核细胞中，呈颗粒状，它的主要成分为蛋白质和RNA。蛋白质
分子主要排列在核糖体表面，而RNA则位于内部。在真核细胞内，一部分核糖体附在内质网
膜的表面，称为附着核糖体；还有部分呈游离状态，分布在细胞质的基质中，称为游离核糖
体。附着核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质的去向不同，前者主要合成向细胞外输送和分
泌性的蛋白质，负责“外销”活动，如抗体和蛋白质类的激素等。而后者主要是合成细胞的
结构蛋白、基质蛋白以及细胞本身所需要的酶蛋白，即合成细胞生长与繁殖所需要的蛋白质
，负责“内销”活动。
核糖体在蛋白质合成过程中作用的具体细节目前尚不太清楚，核糖体在合成蛋白质时并
不是单个独立地执行功能，而是由很多个甚至几十个核糖体通过mRNA串在一起形成多聚核糖
体，高效率地进行蛋白质的合成。
高尔基体
高尔基体在细胞内担负着艰巨的使命，行使众多的功能。其中最主要的功能是具有“加工”
的作用，它能够把内质网上合成的一些向细胞外输送的“半成品”物质进行“加工、改造”
，最后输送到细胞外面。据此，有的人又将高尔基体看作是细胞内的“加工改造车间”。
高尔基体是以它的发现者高尔基——一个意大利的生物学家的名字命名的。它广泛存在于各
动植物细胞中。它由离细胞核较远的一组聚集小囊和小泡组成。高尔基体的工作位置处于内
质网的下游。从内质网不断送来一些小泡，小泡抵达并与高尔基体膜融合后，将
内含物送入高尔基体腔中，在那里新合成的蛋白质肽链继续完成修饰和包装，如糖基化和折
叠等。高尔基体中还合成一些分泌到胞外去的多糖和修饰细胞膜的材料。靠近细胞膜的高尔
基体上陆续断裂下一批由生物膜包裹而成的小泡，向着细胞膜的方向移动。抵达并与细胞膜
融合后，其内含物，如蛋白质、多糖等便分泌到胞外；而膜成分包括膜结合蛋白质便补充扩
增细胞膜。发生在细胞表面的胞饮或内吞过程，都使一部分细胞膜随内容液泡进入胞内;细
胞生长也需要细胞膜表面积的扩大，所以细胞膜需要不断从高尔基体得到补充和扩增。
溶酶体
尽管细胞极其微小，但它与我们的生活的这个博大的世界一样，是由许多“功能团体”
组合而成的。其中有一种专门担负着将细胞内代谢产生的一些“废物”、“废品”及侵入
细胞的一些“毒素”等进行处理或消除的“功能团体”，被称为细胞内的“废物处理站”，
这就是溶酶体。
所谓溶酶体是指细胞质内由一层单位膜围成的含有高浓度的各种酸性水解酶，并具有潜
在酶反应的一种细胞器。是在20世纪50年代发现并命名的。溶酶体这一结构几乎存在于所有
的原生动物和多细胞动物中(哺乳动物红血细胞除外)，在植物细胞中也发现有类似溶酶体的
细胞器，如圆球体和糊粉粒等；但在细菌中目前还没有发现溶酶体的存在。
根据溶酶体的功能状态不同，人们把溶酶体大体上分为两类：一类溶酶体刚从高
尔基扁囊的边缘膨大部分离下来，还未同消化物质融合，未行使功能，称为初级溶酶体。
它们含有多种不具生物活性的水解酶。另一类是初级水解酶与吞噬小体或胞饮小泡融合后
形成的囊状物，称为次级溶酶体或消化泡。次级溶酶体是一种正在进行或已经进行消化作
用的溶酶体。
在消化泡内，食物或病菌被水解酶消化，分解后的产物透过消化泡的膜分散到细胞质
里，用于细胞本身的生命活动；不能消化的残渣，由膜包裹形成残质体，再通过外排作用
排到细胞外。这种对外源性异物或病菌的消化作用称为异溶作用，行使该功能的次级溶酶
体又叫做异噬溶酶体。由于生理或病理原因而破损或衰亡的其他细胞器，溶酶体也同样可
以将它们吞入并加以消化。这类消化作用称为自溶作用，行使该功能的次级溶酶体叫做自
噬溶酶体。消化后的物质供细胞再利用，废物也排到细胞外。此外，在细胞“饥饿”时溶
酶体还能消化细胞本身的部分结构，以便更新一些必要的成分，达到保存细胞目的，从而
使得细胞暂时渡过“饥饿危机”，以避免自身的永久性伤亡。由此看来，溶酶体所具有的
消化功能和动物的消化器官一样，所以人们又把它称为细胞的“消化胎官”。另一方面，溶
酶体又像“清除机”一样，能把外来的异物、病菌以及细胞本身的损坏成分消除掉，
而起到保护作用。有趣的是，它们的清除工作并不是单纯的“大扫除”，而是在“扫除”的
同时，能够“去伪存真，有利必图”。
尽管溶酶体行使着细胞内一系列重要的功能，在细胞的正常生理活动中起到重要的
作用，但它的作用也不是尽善尽美，有时甚至会给生物体本身造成祸害，引起疾病，如
矽肺、肺结核、类风湿性关节炎等均与溶酶体功能异常有关。
质体
质体是植物细胞特有的一种细胞器，根据是否含有色素或所含的色素不同，分为白色
体、有色体和叶绿体。
白色体为无色、不含色素，主要功能是贮存作用；有色体含有各种色素，如叶黄素、
胡萝卜素等。在花、成熟的水果及秋天落叶的颜色主要是这种质体所致。番茄的红色来自
一种含有特殊的类胡萝卜素和番茄红素的质体；叶绿体含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素，
主要分布在植物体绿色部位。一个细胞内的叶绿体数目因细胞而异，从十多个到数百个不
等。叶绿体的主要功能是进行光合作用。