【科研干货】生物样品超薄切片技术与电镜观察（第三期/共三期）——细胞的超微结构

     一、细胞的超微结构简介

细胞的超微结构是指在光学显微镜无法观察到的微观层面上的细胞结构，主要有“细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、糖原、高尔基复合体、溶酶体、中心体、细胞核、细胞骨架”等。这些超微结构在细胞代谢、运输和信号传导等过程能中起着重要作用。

二、常见的细胞超微结构

     1、细胞的超微结构——细胞膜

细胞膜的超微结构组成主要包括磷脂双分子层、膜蛋白和糖脂。磷脂双分子层是细胞膜最基本的结构，它由两层磷脂分子组成，每层磷脂分子的疏水性头部朝向内部，亲水性尾部朝向外部。这种结构使得细胞膜具有了半透性，可以选择性地通过一些物质，从而阻止其他物质的进出。

    2、细胞的超微结构——线粒体

线粒体是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，外膜包绕线粒体，内膜向内腔反复折叠形成线粒体嵴。它既是细胞中制造能量的结构，又是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“power house”。其直径在0.5—1.0μm左右。

线粒体的化学组分主要包括水、蛋白质和脂质，此外还含有核酸、少量的辅酶等小分子。

   3、细胞的超微结构——内质网

内质网是由一层单位膜所形成的囊状、泡状和管状结构，并形成一个连续的网膜系统，是细胞中的重要细胞器。由于它靠近细胞质的内侧，故称为内质网。其依据内质网膜外表面是否有核糖体附着，分为滑面内质网和粗面内质网。

滑面内质网通常由有分支的小管或小泡结构组成，是细胞内合成脂类物质的重要部位。

粗面内质网表面有大量核糖体附着，主要功能为合成分泌蛋白，如肽类、酶类及抗体等。

     4、细胞的超微结构——核糖体

核糖体是细胞中负责蛋白质合成的重要细胞器，它将mRNA上的遗传信息转化为具体的蛋白质序列，从而实现生物体内蛋白质的合成和功能发挥。核糖体形态为不规则颗粒状结构，直径10-25nm。

    5、细胞的超微 

糖原（Glycogen）是一种多聚糖，是由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和一些α-1,6-糖苷键连接而成的大分子。糖原合成于细胞质，是细胞的能源储存。糖原颗粒可以散在或成堆分布于细胞质内，也偶见于细胞核、线粒体及内质网等细胞器中 。在电子显微镜下观察，糖原为无被膜包裹的无定型颗粒，α糖原颗粒较大约100nm，呈玫瑰花簇样结构，而 β糖原颗粒呈圆形较小约40nm，一般认为 α糖原颗粒由 β 糖原颗粒聚集而成。

    6、细胞的超微结构——高尔基复合体

高尔基复合体是细胞内蛋白质合成和糖类加工场所，主要功能为将粗面内质网合成的蛋白再加工修饰，最后以出芽的方式形成分泌泡，通过胞吐可以运输到细胞外，参与细胞分泌活动。

    9、细胞的超微结构——细胞核

细胞核(nucleus)是真核细胞内最大、最重要的细胞结构，是细胞遗传与代谢的调控中心，是真核细胞区别于原核细胞最显著的标志之一（极少数真核细胞无细胞核，如哺乳动物的成熟的红细胞，高等植物成熟的筛管细胞等）。它主要由核膜（nuclear membrane）、染色质（chromatin）、核仁(nucleolus)、核基质（nuclear matrix） 等组成。细胞核是细胞内遗传信息的储存、复制和转录的主要场所。

     10、细胞的超微结构——细胞骨架

细胞骨架是胞浆中一组由纤维状结构组成的网架，包括微管（microtubule,MT)、微丝(microfilament,MF)及中间纤维(intermediate filament, IF)，具有支撑和维持细胞形态及细胞运动的功能。

它所组成的结构体系称为“ 细胞骨架系统”，与细胞内的遗传系统、生物膜系统、并称“细胞内的三大系统”。