细胞质(cytoplasm),又称胞质、胞浆,细胞质的主要成分是胞质溶胶(一种凝胶状物质)、
细胞器(细胞的内部亚结构)和各种细胞质内含物。细胞质属于一种原生质,与原生质同样是由水、盐、有机分子及各种
催化反应的酶所组成。其中,细胞质中约 80% 是水,通常是无色的。细胞质的胞质溶胶具“分子液”功能,且能使细胞质内各种细胞器和胞质包涵体呈悬浮状态,而细胞质本身是透过脂质膜聚集在一起的。
细胞质是整个细胞运作的主要场所,透过细胞膜外接收的讯息、细胞内部的物质,共同调节基因的表现,影响生理活动。细胞质可粗略分为细胞质基质和胞器。细胞质含有维持生命现象所需要的基本物质,例如
糖类、脂质、
蛋白质、与蛋白质合成有关的
核糖核酸。细胞质内部有多种网状构造,称为
细胞骨架,可以协助维持细胞形状,也能引导内部物质的移动,一些细胞骨架会于细胞分裂时,形成可以透过染色而观察的纺锤丝,有一些骨架更能帮助细胞运动。
细胞质骨架体系主要包括
微丝、
微管以及中间纤维。它们分布在整个
细胞中,就像混凝土中的钢筋一样,可以增强细胞抗机械压力的能力。微丝,又称肌动蛋白纤维,与细胞中许多重要的功能活动有关,如
肌肉收缩,变形运动,胞质分裂等;微管,是由微管蛋白二聚体装配成的长管状
细胞器结构,主要功能是维持细胞形态,协助胞内运输,在细胞分裂期装配形成纺锤体等。
简介
细胞质基质又称胞质溶胶,是细胞质中均质而半透明的胶体部分,充填于其他有形结构之间,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。细胞质基质的主要功能是:为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境,为各类细胞器完成其功能活动供给所需的一切物质。细胞质是进行新陈代谢的主要场所,绝大多数的化学反应都在细胞质中进行。同时它对
细胞核也有调控作用。
组成
细胞质(cytoplasm)又称胞浆是由细胞质基质、内膜系统、
细胞骨架和包涵物组成。
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、
叶绿体、
内质网、内网器、
高尔基体、溶酶体、
微丝、
微管、
中心粒、
核糖体等。
细胞质基质
细胞质基质又称胞质溶胶(cytosol)是细胞质中均质而半透明的胶体部分,充填于其它有形结构之间。细胞质基质的
化学组成可按其分子量大小分为三类,即小分子、中等分子和大分子。小分子包括水、
无机化合物离子;属于中等分子的有
脂类、
糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等;大分子则包括
多糖、
蛋白质、
脂蛋白和
核糖核酸等。细胞质基质的主要功能是:为各种
细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境,为各类细胞器完成其功能活动供给所需的一切底物,同时也是进行某些生化活动的场所。
内膜系统
内膜系统(endomembrane system)是通过细胞膜的内陷而演变成的复杂系统。它构成各种细胞器(organelle),如
内质网、
线粒体、
高尔基体、溶酶体等。这些细胞器均是互相分隔的封闭性区室,各具备一套独特的酶系,执行着专一的生理功能。
内质网
(endoplasmic reticulum,ER)是扁平囊状或管泡状膜性结构,它们以分支互相吻合成为网络,其表面有附着核糖核蛋白s体者称为粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,RER),膜表面不附着
核糖体者称为滑面内质网(smooth endoplasmic reticulum,SER),两者有通连。
核糖核蛋白体附着在
内质网上,其主要功能是合成分泌
蛋白质( 如
免疫球蛋白、消化酶等),但也制造某些结构蛋白质(如膜镶嵌蛋白质、溶酶体酶等)。粗面内质网分布于绝大部分
细胞中,而在分泌蛋白旺盛的细胞(如浆细胞、腺细胞),粗面内质网特别发达,其扁囊密集呈板层状,并占据细胞质很大一部分空间。一般说来,可根据粗面内质网的发达程度来判断细胞的功能状态和分化程度。
滑面内质网多是管泡状,仅在某些组胞中很丰富,并因含有不同的酸类而功能各异,①
类固醇激素的合成,在分泌类固醇激素的细胞中;滑面
内质网膜上有合成胆固醇所需的酶系,在此合成的胆固醇再转变为类固醇激素;②
脂类代谢,
小肠吸收
细胞摄入
脂肪酸、
丙三醇及
甘油一酯,在滑面内质网上化为
三酸甘油脂,肝细胞摄取的脂肪酸也是在滑面内质网上被氧化还原酶分解,或者再度酯化;③解毒作用,肝细胞的滑面内质网含有参与解毒作用的各种酶系,某些外来药物、有毒代谢产物及激素等在此经过氧化、还原,
水解或结合等处理,成为无毒物质排出体外;④离子贮存与调节,横纹肌细胞中的滑面
内质网又称肌浆网,其膜上有钙泵,可将细胞质基质中的
ca(clo)2+泵入、贮存起来,导致肌细胞松弛,在特定因素作用下,贮存的Ca2+释出,引起肌细胞收缩。胃底腺壁细胞的滑面内质网有氯泵,当分泌
盐酸时将CIˉ释放,参与盐酸的形成。
高尔基复合体
(Golgi complex)由扁平囊、小泡和大泡三部分组成,它在
细胞中仿分布和数量依细胞的类型不同而异。扁平囊(saccule) 有3-10 层,平行紧密排列构成高尔基复合体的主体,它有一面常凸超称生成面(forming face),另一面凹陷,称成熟面(maturing face)扁平羹上有孔穿通,并朝向生成面。生成面附近有一些小泡(vesicle),直径为40~80nm,是由附近粗面
内质网芽生而来,将租面内质网中合成的
蛋白质轻运到扁平囊,故小泡又称运输小泡。大泡(vacuole)位于成熟面,是
高尔基体的生成产物,包括溶酶体、分泌泡等。溶酶体逐渐离开高尔基复合体而分散到
细胞各部。分泌泡互相融合,其内容物电子密度增高,成为分泌颗粒。在蛋白质分泌旺盛的细胞中高尔基复合体发达。高尔基复合体对来自粗面内质网的蛋白质进行加工、修饰、糖化与浓缩,使之变为成熟的蛋白质,如在胰岛B细胞中将前
胰岛素加工成为胰岛素。高尔基复合体具有多种糖基转移酶,许多
蛋白质在此被糖化形成糖蛋白。此外,名种溶酶也在高尔基复合体浓聚形成初级溶酶体。
溶酶体
(lysosome)为有膜包裹的小体,内含多种酸性水解酶,如酸性磷酸酶、组织蛋白酶、
胶原蛋白酶、核糖核酸酶、
葡萄糖酸和脂酶等,能分解各种内源性或外源性物质。它们的最适ph为5.0。不向
细胞中的溶酶体不尽相同,(但均含酸性磷酸酶,故该酶为溶酶体的标志酶。按溶酶体是否含有被消化物质(底物)可将其分为初级溶酶体(primary lysosme)和次级溶酶体(secondary lysosome)。
(1)初级溶酶体:也称原溶酶体(protolysosome)。一般呈圆形或椭圆形,直径多介于25~50nm现如今发现亦有长杆状或缓状溶酶体。其内容物呈均质状,电子密度中等或较高不含底物。在少数
细胞,如破骨细胞和炎症部位的中性粒细胞,溶酶体酶可被释放到细胞外发挥水解作用
(2)次级溶酶体:也称吞噬性溶酶体(phagolysosome),是由次级溶酶体和将被
水解的各种吞噬底物融合而构成,因此其体积较大,形态多样,内容物为非均质状。根据其作用废物的来源不同,分为自噬性溶酶体和异噬性溶酶体。自噬性溶酶体(autophago lysosome)的作用底物是内源性的,即来自细胞内的衰老和崩解的
细胞器或局部细胞质等。异噬性溶酶体(heterophago lysosome)的作用底物是经由
细胞的吞饮或吞噬而被摄入细胞内的外源性物质,是溶酶体与吞噬体融合而成,多见于吞噬了细菌的中性粒细胞和吞噬了异物的巨噬细胞。并噬性溶酶体与自噬性溶酶体中的底物有的被分解为单糖、氨基酸等小分子物质,它们可通过溶酶体膜进入细胞质基质,被细胞利用;有的则不能被消化(如尘埃、金属颗粒等异物、衰老细胞器的某些
类脂成分),它们残留于溶酶体中,当溶酶体酶活性耗竭,溶酶体内完全由残留物占据,则称之为残余体(residual body)。在哺乳动物,残余体滞留在
细胞中,常见的残余体有脂褐素颗粒和髓样结构。均由自噬性溶酶体演化而来。脂褐素颗粒(lipofuscin granule)为不规则形,由电子密度不同的物质及脂滴构成,在光镜下呈褐色,多见于神经细胞、心肌细胞、肝细胞及分泌
类固醇激素的细胞,并随年龄增长而增多。髓样结构(myelin figure)的内部为大量板层排列的膜,可能因膜性成分消化不全所致。初级溶酶体与吞饮小泡或其它小泡融合形成多泡体(multivesicular body),其外有界膜,内含很多低电子密度小泡,基质具有酸性鳞酸酶活性。
线粒体
(mitochondria) 常为杆或椭圆形,横径为 0.5~1ηm 长2~6ηm但在不同类型激胞中线粒体的形状、大小和数量差异甚大。电镜下,线粒体具有双层膜,外膜光滑,厚6~7nm,膜中有2~3nm小孔,分子量为1万以内的物质可自由通过;内膜厚5~6nm,通透性较小。外膜与内膜之间有约8nm。膜间腔,或称外腔。由膜向内折叠形成线粒体嵴(mitochohdrial crista),嵴之间为嵴间腔,或称内腔,充满线粒体基质。基质中常可见散在的,直径25~50nm。电子致密的嗜饿酸基质颗粒(matrix granule),主要由磷脂蛋白组成,并含有钙、镁、磷等元素。基质中除基质颗粒外还含有
脂类、
蛋白质、环状
脱氧核糖核酸分子
核糖体。线粒体嵴膜上有许多有柄小球体,即基粒(elementary particle) ,其直径为8~10nm,它由头、柄和基片三部分组成。球形的头与柄相连而突出于内膜表面,基片镶嵌于膜脂中。
基粒中含有ATP合成酶,能利用呼吸链产生的能量合成ATP,并把能量贮存于ATP中。
细胞生命活动所需能量的约95%由
线粒体以ATP的方式提供,因此,线粒体是细胞能量代谢中心,线粒体嵴实为扩大了内膜面积,故代谢率高,耗能多的细胞。嵴多而密集大部分细胞的线粒体嵴为板层状。杆状线粒体的嵴多与其长轴垂直排列,圆形线粒体的嵴多以周围向中央放射状排列;在少数细胞,主要基分泌
类固醇激素的细胞(如
肾上腺皮质细胞等),线粒体峭多呈管状或泡状;有些细胞(如肝细胞)的线粒体兼有板层状和管状两种。
线粒体另一个功能特点是可以合成一些
蛋白质。现如今,科学家推测,在
线粒体中合成的蛋白质约占线粒体全部蛋白的10%,这些蛋白疏水性强,和内膜结合在一起。线起体合成蛋白质均是按照
细胞核基因组的编码辑导合成。如果没有细胞核遗传系统,线粒体
核糖核酸则不能表达。因此表明线粒体会成蛋白质的半自主性。
关于线粒体形成的机制,较普遍接受的看法是,线粒体依靠分裂而进行增殖。线粒体的发生过程可分为两个阶段,在第一阶段中,线粒体的膜进行生长和复制,然后分裂增殖。第二阶段包括线粒体本身的分化过程,建成能够行使
氧化磷酸化功能的机构。
线粒体生长和分化阶段分别接受两个独立遗传系统的控制,因此,它不是一个完全自我复制的实体。
过氧化氢酶体
过氧化物酶体(peroxisome)又称微体(microbody),是有膜包裹的圆形小体,直径为0.2~0.4μm,多见于肝细胞与肾小管上疫细胞。在人其内容物为低电子密度的均质状;在某些动物尚含电子致密的核心,是尿酸氢化酶的结晶。过氧化物体含有40多种酶,不同细胞所含酶的种类不同,但过氧化氢酶则存在所有细胞的过氧化物酶体中。各种氧酶能使相应的底物氧化,在氧化底物过程中,氧化酶使氧还原成过氧化氢,而过氧化氢酶能使过氧化氢还原成水。这种氧化反应在肝、肾细胞中是非常重要的。
核糖体
(ribosme) 是由
核糖体RNA(rRNA)和
蛋白质组成的椭圆形致密颗粒,并非膜性结构,(因属
细胞器,故在此叙述)颗粒大小约为15nm×25nm。核糖体由一个大亚基与一个小亚基构成。大亚基含两条rRNA与约40个相关蛋白质分子,并有一条中央曾;小亚基含一条rRNA与约40个相关蛋白质分子,非功能状态的核糖体 单个存在。当一定数量(3~30)的核糖体由一条mRNA细丝穿行于它们的大、小亚基之间把它们串联起来,则成为功能状态的多核糖体(polyribosome),电镜下呈串珠状或花簇状。
核糖体能将mRNA所含的核苷酸密码翻译为氨基酸序列,即肽链合成的肽链从大亚基中央管释出,肽链可进一步聚合形成
蛋白质细胞质基 质中的游离核糖体(free ribosome)合成细胞自身的结构蛋白,如
细胞骨架蛋白细胞基质中的酶类等,供细胞代谢、增殖和生长需要。因此,在旺盛增殖中的
细胞游离核糖体极多。于
内质网膜表面的附着核糖体(attached ribosome)除合成结构蛋白外,主要合成分泌性蛋白。核糖体丰富的细胞,光镜下胞质呈嗜碱性。
细胞骨架
细胞的特定形状以及运动等,均有赖于细胞质内蛋白质丝织成的网状结构——细胞骨架(cytoskeleton)。细胞骨架是由
微管、
微丝、中间丝和微梁网组成。
微管
(microtubule)是细而长的中空圆柱状结构。管径约15nm,长短不等,常数根平行排列。微管由微管蛋白(thbulin)聚合而成。微管蛋白
单体为直径约5nm的球形
蛋白质,它们串连成原纤维,13条原纤维纵向平行排列围成微管。微管有单微管、二联微管和三联做管三种类型。
细胞中绝大部分微管为单微管,在低温、Ca2+和
秋水仙碱作均下易解聚为微管蛋白,故属于不稳定微管。二联
微管主要位于纤毛与精子鞭毛中,三联微管参与构成中心体和基体,均为稳定微管。
微管具有多种功能。微管的支架作用可保持细胞形状,如血小板周边部的环行微管使其呈双凸圆盘状,神经细胞的微管支撑其突起,如果加入秋水仙素使微管解聚,则血小板变圆,神经细胞突起缩回。微管参与细胞的运动,如细胞分裂时,由微管组成的纺锤体可使
染色体向两极移动,如果加入秋水仙素则分裂停止于中期,纤毛和鞭毛的摆动、胞吞和胞吐作用、细胞内物质的运送都需要微管参与。
微丝
(microfilament)广泛存在于多种
细胞中,微丝常成群或成束存在,在一些高度特化的细胞(如
肌细胞),它们能形成稳定的结构,但更常见的是形成不稳定的束或复杂的网。它们可根据
细胞周期和运动状态的需要,改变其在细胞内的形态和空间位置,并能够根据在细胞的不同状态而聚合或解聚。
分布于肌细胞和非肌细胞中的微丝分细丝和粗丝两种。细丝(thin filament)直径约6nm,长约lμm,主要由肌动蛋白(actin)组成,故又称
微丝(actinfilament),通常所说的微丝指此而言。
细胞松弛素B能使细丝解聚,从而抑制细胞运动;粗丝(thick filament)直径侧10~15nm,长约1.5μm,主要由肌球蛋白(myosin)组成,故又称肌球蛋白丝(myosinfilament)。微丝是
肌细胞内的恒定结构。在横纹肌细胞内;细丝与粗丝以一定比例(约为2:1)有规则排列成肌原纤维,其收缩机制已明确。平滑肌细胞内细丝与粗丝之比约为15:1,二者的排列不规则。非肌细胞中一般只能看到细丝,粗丝可能因存在时间短暂,或于电镜标本制备过程中解聚为肌球蛋白,难于观察到。在某些因素作用下,非肌细胞中的
微丝迅速解策为其结构蛋白;在相反因素作用下,结构蛋白又装配成微丝。其中细丝交联成网以构成
细胞骨架的一部分,并维持细胞质基质的胶质状态;细丝与粗丝的局部相互作用能引发运动。在活跃运动的
细胞(主要在细胞质周边部)或细胞局部(如伪足),以及需察机械支持的部位(如微绒毛),都有丰富的微丝。因此,微丝除具有支持作用外,还参与细胞的收缩、变形运动、细胞质流动、细胞质分裂以及胞吞、胞吐过程。
中间丝
(intermediate filament)又称中等纤维,直径约为8~11nm,介于细丝与粗丝之间,因而得名。中间丝可分为五种,各由不同
蛋白质构成。在成体中绝大部分细胞仅含有一种中间丝,故具有组织特异性,且较稳定。五种中间丝的形态相仿,难于分辨。但用免疫组织化学方法则能将它们区分,从而可进一步分析
细胞的类型。
(1) 角质蛋白丝(keratin filament):分布于上皮细胞,在复层扁平上皮细胞内尤其丰富,常聚集成束,又称
张力丝(tonofilament)。张力丝附着于桥粒(一种
细胞连接),能加固细胞间的连接。张力丝除起支持作用外,还有助于保持细胞的韧性和弹性。
(2) 结蛋白丝(desmin filament):分布于
肌细胞,在横纹肌细胞内,结蛋白丝所形成的细网连接相邻肌原纤维并使肌节位置对齐;在Z膜股处,细网包围肌原纤维并与细胞膜连接。在平滑肌细胞内,结蛋白丝连接在密体与密斑之间形成立体网架,并与
微丝相连。总之,结蛋白丝作为肌细胞的
细胞骨架网,发挥固定和机械性整合作用。
(3) 波形蛋白丝(vimentin filament):主要存在于成纤维细胞和来自胚胎间充质的细胞。在少数含有两种中间丝的
细胞中,波形蛋白丝是其中的一种,波形蛋白丝主要在核周形成网架,对核起机械性支持,并稳定其在细胞内的位置。
(4) 神经丝(neurofilament):存在于神经细胞的胞体与突起中,由神经丝蛋白组成,与
微管共同构成细胞骨架,并协助物质运输。
(5) 神经胶质丝(neurogial filament):主要存在于星形胶质细胞内,由胶质原纤维酸性蛋白组成,多聚集成束,交织走行于胞体,并伸入突起内。
微梁网
(microtrabecular lattict)是用超高压电镜等技术在完整
细胞中观察到的由直径3~6nm的纤维交织形成的立体网架。有人认为它是一种镶嵌在其 它纤维系统中的微梁网格。也有人认为,它是
微管、
微丝和中间丝系统紧密联系和交错相插,或是某些被磨
损的
细胞骨架所显示的图像。总之,它仍是一个有争议的结构。
中心体
中心体(centrosome)多位于
细胞核周围,由一对互相垂直的
中心粒(centriole)构成。中心粒呈是短圆筒状,长0.5μm直径为外0.2μm,由9组三联微管与少量电子致密的均质状物构成其壁。相邻的三联微管相互斜向排列,状如风车旋翼。在壁外侧有时可见9个球形的中心粒
卫星(centriolar satellite)。大小约70nm。在细胞分裂时,以中心粒卫星为起点形成纺锤体,参与
染色体的分离(详见"
细胞周期" )。有纤毛或鞭毛的
细胞,中心粒形成基体,参与
微管组的形成。
包涵物
是细胞质中本身没有代谢活性,却有特定形态的结构。有的是贮存的能源物质,如糖源颗粒、脂滴;有的是细胞产物,如分泌颗粒、黑素颗粒;残余体也可视为包涵物。
糖原颗粒
(glycogen granule)是细胞贮存葡萄糖的存在形式,于PAS反应时呈红色。电镜下,其电子密度高,无膜包裹,并呈两种类型:β颗粒,直径为20~30nm,形状不规则,分散存在。多见于
肌细胞;α颗粒,是β颗粒的聚合体,呈花簇状,大小不一,多见于肝细胞。
脂滴
(fat drop)是
细胞贮存
脂类的存在形式,内含
三酸甘油脂、
脂肪酸、胆固醇等。脂滴在
脂肪细胞中最多,其次为分泌
类固醇激素的细胞。在前者,常常一个脂滴即占据细胞的绝大部分空间;在后者,则多是小的球状。在普通光镜标本制备过程中,脂滴被
二甲苯、
乙醇溶解而遗留大小不等的空泡。电镜下,脂滴无膜包裹,多是低或中等
电子密度,与所含脂肪酸的不饱和程度有关。
分泌颗粒
(secretory granule)常见于各种腺细胞、内含酶、激素等生物活性物质。分泌颗粒的形态、大小及在
细胞内的分布位置因细胞种类而异,但都有膜包裹。
细胞质遗传
细胞质遗传的物质基础是细胞质中的
脱氧核糖核酸,细胞质遗传在实践中的应用很广泛。
概念
由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,也称为非
格雷戈尔·孟德尔遗传,核外遗传。
特性
1. 后代的表型象母亲( 又叫母系遗传,偏母遗传) ;
2. 不遵循孟德尔遗传,后代不出现一定的比例;
3. 正交和反交后代的表型不同。
机制
精卵结合中形成的合子父母双亲所提供的遗传物质不均等,在杂种受精卵的原生质体中,核来自于父母双方,而细胞质却几乎完全来自其母亲(精子受精时胞质很少甚至不能进入卵细胞中)。
在细胞分裂过程中,细胞质基因呈现不均等分配,因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。
物质基础
线粒体基因组(mtDNA)
细胞器基因组
细胞质基因组
叶绿体基因组
(1)细胞核和细胞质的遗传物质都是
脱氧核糖核酸分子,但是分布的位置不同。细胞核遗传的遗传物质在细胞核中,细胞质遗传的遗传物质在细胞质中。
(2)细胞核和细胞质的遗传桥梁都是
配子,但是细胞核遗传雌雄配子的核遗传物质
相等,而细胞质遗传物质主要存在于卵细胞中。
(3)细胞核和细胞质的性状表达主要通过体细胞进行的。核遗传物质的载体(
染色体)有均分机制,进行均分遵循遗传规律;细胞质遗传物质的载体(具有DNA的
细胞器)没有均分机制,而是随机的。
(4)
细胞核遗传时,正反交相同。细胞质遗传时,F1的性状均与母本相同,即母系遗传。
2.线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
研究发现,
线粒体和
叶绿体中除有
脱氧核糖核酸外,还有
核糖核酸(mRNA、
转运RNA、rRNA),
核糖体等。说明这两种细胞器都具有独立进行
转录和翻译的功能,也就是说,线粒体和叶绿体都具有自身转录RNA和翻译
蛋白质的体系。但迄今为止,人们发现叶绿体只能合成13种蛋白质,线粒体能够合成的蛋白质也只有60多种,而参与组成线粒体和叶绿体的蛋白质却分别上千种。这说明,线粒体和叶绿体中自身编码,合成的蛋白质并不多,它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码,在细胞质核糖体上合成的。也就是说,
线粒体和
叶绿体的自主程度是有限的,它们对核遗传系统有很大的依赖性。因此,线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核
基因组及自身的基因组两套遗传信息系统控制的,所以它们都被称为半自主性
细胞器。
作用
细胞质是进行
新陈代谢的主要场所,绝大多数的化学反应都在细胞质中进行。同时它对
细胞核也有调控作用。
细胞质(cytoplasm)细胞质膜以内、细胞核以外的部分。由均质半透明的胞质溶胶(cytosol)和细胞器及内含物组成。胞质溶胶约占
细胞体积1/2,含
无机化合物离子(如K+、Mg2+、Ca2+等)、
脂类、
糖类、氨基酸、
蛋白质(包含酶类及构成
细胞骨架的蛋白)等。骨架蛋白与细胞形态和运动密切相关,被认为对胞质溶胶中酶反应提供了有利的框架结构。绝大部分物质中间代谢(如酵解作用、氨基酸、
脂肪酸和核苷酸代谢)和一些蛋白的修饰作用(如磷酸化)在胞质溶胶中进行。悬浮在胞质溶胶中的
细胞器,有具界膜的和无界膜的,它们参与了细胞的多种代谢途径。内含物则是在细胞生命代谢过程中形成的产物,如
糖原、色素粒、脂肪滴等。
细胞质研究史
1665 英国人Robert Hook用自己设计与制造的
显微镜(放大倍数为40-140倍,图1-1)观察了软木(
栎属皮)的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室(实际上只是观察到到纤维质的
细胞壁)。
1672,1682英国人Nehemaih Grew出版了两卷植物显微图谱,注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。
1846 德国人H. von Mohl研究了植物原生质,发表了“identifies protoplasm as the substance of cells”。
1865 德国人J. von Suchs 发现
叶绿体。
1868
英国人T. H. Huxley 在
爱丁堡作题为“生命的物质基础”(the physical basis of life)的演讲报告时首次把原生质的概念介绍给了英国公众。
1882 德国人E. Strasburger 提出细胞质(cytoplasm)和核质(nucleoplasm)的概念。
1898 意大利人C. Golgi 用银染法观察
高尔基体。
50年代就有人看到叶绿体中有呈孚尔根反应的颗粒存在,推测其中可能有
脱氧核糖核酸。
1962年,Ris和Plant用电镜观察
衣藻属,
玉蜀黍属等植物的
叶绿体超薄切片,发现在基质中电子密度较低的部分有20.5nm左右的细纤维。用DNA酶处理时消失,证明是DNA。