细胞内部结构与功能

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课程名称专业英语（1）计划学时 4

授课章节Lesson One Inside the Living Cell：Structure and Function of

Internal Cell Parts

第一课细胞内部结构与功能

教学目的和要求：

（1）掌握课文中基本词汇

（2）能用英语描述细胞的结构与功能

教学基本内容：

(1) Glossary（2）Cytoplasm: The Dynamic, Mobile Factory

（3）The Nucleus: Information Central （4）Organelles: Specialized Work Units （5）The Cytoskeleton（6）Cellular Movements

教学重点和难点：

细胞的结构与功能

授课方式、方法和手段：

以老师翻译为主，老师讲解相关专业知识辅助学生理解，采用板书的方式，在教学过程中加强互动，让学生翻译部分内容，采取启发式、讲授式教学方法。

作业与思考题：

课后作业：熟记专业英语词汇。

思考题：如何用英语介绍细胞内部结构与功能？

Lesson One：Inside the Living Cell：Structure and Function of

Internal Cell Parts

活细胞里面：细胞内部区域的结构和功能

一、专业知识背景

细胞是生物的基本结构单位。单细胞生物的整个个体是一个细胞。在多细胞生物，一切个体都要经历一个单细胞阶段，但在发育过程中这个单细胞分化成几十以至几百种结构和功能各异的细胞，如擅长收缩运动的肌细胞和专司传递信息的神经细胞。这些不同细胞分工合作，共同完成个体的代谢、生殖等整体功能。就每种细胞的特化功能而言，细胞也常被称为生物的基本功能单位。一切单细胞生物的细胞和多细胞生物体中绝大多数细胞都能分裂繁殖，因此细胞又常被视为遗传复制单位。

细胞壁：在细菌、真菌、植物的生物，其组成的细胞都具有细胞壁（cell wall），而原生生物则有一部分的生物体具有此构造，但是动物没有。细胞壁是由细胞质的分泌物构成，在电子显微镜的发明之后，有许多的研究因此可以让人们知道，其成分与组成。而细胞壁可以保护细胞减少外界伤害、维持形状，并且避免因为水分过多而胀破。

细胞膜：细胞膜（cell membrane）为细胞与环境之间以及胞器与细胞质之间的分界，能够调节物质的进出，而膜上的蛋白质有许多种类，有的可以适时协助物质进出，有的能够传递信息，有的则负责防御（免疫系统）的功能。

细胞质：细胞膜就像一个塑料袋一样，装着满满的液状、胶体状的细胞质，可粗略分为细胞液和胞器。细胞质含有维持生命现象所需要的基本物质，例如醣类、脂质、蛋白质、与蛋白质合成有关的核糖核酸，因此也是整个细胞运作的主要场所，通过细胞膜外接收的信息、细胞内部的物质，共同调节基因的表现，影响生理活动。另外，细胞质内部也有多种网状构造，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，形成可以通过染色而观察的纺锤丝，有一些骨架更能帮助细胞运动。

细胞核：具有双层膜的细胞器，主要携带遗传物质，包括染色体、核糖核酸等，核膜上有许多小孔称做核孔，由数十种特殊的蛋白组成特别的构造，容许一些物质自由通过，但是分子量很大的核糖核酸、蛋白质就必须依赖这些蛋白辅

助，以消耗能量的主动运输，来往于细胞质跟细胞核之间。

细胞分裂的间期可以看到细胞核中最显着的构造是核仁，其组成为核糖体RNA，以及合成核糖体所需的蛋白质。有趣的是，有些细胞为了执行特别的工作而没有细胞核：哺乳纲动物的红血球，为了减少携带的氧气，被红血球本身消耗，而成熟后就没有细胞核；植物则以筛管、导管、假导管为了运输功能，成熟后没有细胞核。

内质网：有一部分的细胞核核膜会向细胞质延伸，形成许多相通的小管与囊袋，构成迷宫状的网络，称为内质网，部分内质网上附着着核糖体，称为糙面内质网，其他的部分则称为光面内质网，负责合成脂质和胆固醇，也能够氧化有毒物质以减低毒性，在肝脏协助可调节血糖，在肌肉细胞可存贮许多钙离子协助肌肉收缩；糙面内质网则和蛋白质的合成有密切关联，附着在糙面内质网的核糖体所制造的蛋白质，主要运送到膜上，或是分泌出细胞之外。

核糖体：负责合成蛋白质的细胞器，由大、小两个次单元组成，次单元之中有核糖体RNA和核糖体特有的蛋白质，在细胞质中，接受细胞核的遗传信息、细胞外的刺激信息，以合成蛋白质，可分为游离核糖体与附着核糖体，前者所制造之蛋白质专用于细胞质内部（不含胞器内部），后者则先经过内质网腔修饰，以小囊泡运输到高基氏体做进一步的分类与修饰，完成的蛋白质主要包装在胞器之中、运到膜上、或是运出细胞之外。

高尔基体：是好几个扁平的囊袋相叠而成，而且有固定的方向性，彼此之间并不相通。主样负责蛋白质的修饰、分类与输送，从糙面内质网合成的蛋白质被包在小囊泡中首先送到高基氏体，在这里一些酶会将蛋白质修饰，例如加上一段特别的糖类标记，而许多脂质、糖类也会在这里合成并且修饰，随后再利用小囊泡往外运输。

溶酶体：是单层膜的囊状胞器，内部含有数十种从高基氏体送来的水解酶，在弱酸的环境之下（通常为PH值5.0）能有效分解生命所需的有机物质，许多通过细胞吞噬的物质，会先形成吞噬泡，然后跟溶体融合并且进行消化。另外溶体也对老旧、损坏的胞器和细胞质进行分解，产生的小分子随后可再次被细胞利用，一旦溶体破裂释放出水解酶，细胞就会被分解，许多细胞凋亡的程序都与溶体有关，例如：蝌蚪变成青蛙尾巴的消失、人类胚胎手指的形成。

液胞：这是另一种囊状的单层膜胞器，在细胞中扮演不

同角色，形状可大可小。在原生动物，例如草履虫，液胞扮演伸缩泡的功能，将过多的水分收集并排出体外；大多数植物细胞液胞在细胞成熟后，占有大部分的细胞体积，可以存贮水分、存放色素，有些种类植物的液胞更能够协助光合作用的进行，另外液胞也有一个很大的功能：协助细胞往大体积的方向演化同时，能够使得细胞质的表面积变大，有利物质交换。

粒线体：是一种双层膜的细胞器，外膜平滑，内膜则朝内部形成皱摺状的构造称为摺襞，目的是为了增加生理作用的表面积，摺襞之间充满基质，其中有许多的代谢反应进行。整个粒线体主要协助细胞呼吸，并且产生细胞使用能量最直接的形式ATP。特别的是粒线体有自己的遗传分子，与细胞核的遗传物质不同，只遗传到这个细胞器的子代细胞器，而不是子代细胞，能够让粒线体自我分裂增殖，制造本身需要的一些蛋白质，但是仍有一些调节控制的过程受到细胞核的影响，更重要的是，粒线体基因只在母系遗传，不遵守孟德尔遗传律，有助于研究人类演化的研究。

叶绿体：是双层膜状的细胞器，跟粒线体类似的地方是，它也有自己的遗传物质，能够自己分裂增殖，自制本身所需的一蛋白质。主要的功能是吸收光能，转变成化学能，并藉此将无机物（二氧化碳和水）合成为有机物（糖类），这个由光能产生营养物质的过程称为光合作用。

二、专业词汇

1 细胞膜及细胞表面结构

细胞膜：n. membrane adj. membranous

纤毛：[单] cilium ［复］cilia

鞭毛：[单]flagellum ［复］flagella

基体/基粒：basal body 九组三联体微管

中心粒: centriole 九组三联体微管

中心体: centrosome 由一对相互垂直的中心粒及周围物质构成

吞噬：phagocytosis

胞饮：pinocytosis

液泡：vacuole

2 细胞质

细胞质：cytoplasm

叶绿体：chloroplast

基质：stroma

内质网：endoplasmic reticulum

核糖体：ribosome

多聚核糖体：polysome

高尔基体：Golgi complex

溶酶体：lysosome

线粒体：mitochondrion mitochondria 基质：matrix 3 细胞核

细胞核：[单］nucleus [复］nuclei

核仁：［单］nucleolus ［复］nucleoli

拟核：nucleoid

核膜：nuclear envelop

4 细胞骨架

细胞骨架：cytoskeleton

肌动蛋白：actin

动力蛋白：dynein

肌球蛋白：myosin

微丝：microfilament

微管：microtubule

微管蛋白：tubulin

5 其它

驱化性：chemotaxis

质体：plastid

真核生物：eukaryote

原核生物：prokaryote

三、课文讲解

1. Cytoplasm: The Dynamic, Mobile Factory

l. 细胞质：生机勃勃的动态的工厂

Most of the properties we associate with life are properties of the cytoplasm. Much of the mass of a cell consists of this semifluid substance, which is bounded on the outside by the plasma membrane. Organelles are suspended within it, supported by the filamentous network of the cytoskeleton, Dissolved in the cytoplasmic fluid are nutrients, ions, soluble proteins, and other materials needed for cell functioning.

我们与生命相关的大多数特性是细胞质的特性。细胞大部分物质由半流体物质构成，这些物质的外面由细胞膜包裹。细胞器悬浮在其中，并被细胞骨架的丝状网络支持。营养物，离子，可溶性蛋白质和其他细胞机能所需的物质溶解在细胞质的流体中。

2. The Nucleus: Information Central

2. 细胞核：信息中心

The eukaryotic cell nucleus is the largest organelle and houses the genetic material (DNA) on chromosomes. (In prokaryotes the hereditary material is found in the nucleoid.) The nucleus also contains one or two organelles-the nucleoli-that play a role in cell division. A pore-perforated sac called the nuclear envelope separates the nucleus and its contents from the cytoplasm. Small molecules can pass through the nuclear envelope, but larger molecules such as mRNA and ribosomes must enter and exit via the pores.

真核细胞的细胞核是最大的细胞器，储存有遗传物质DNA，这些DNA位于染色体上，（原核生物的遗传物质位于拟核。）细胞核也含有一两个细胞器——核仁——在细胞分裂中起作用。含有小孔的囊称为核膜，核膜将细胞核及其内容物和细胞质分开。小分子能通过核膜，但是像mRNA 和核糖体那样的更大的分子必须通过核孔进入。

3. Organelles: Specialized Work Units

3. 细胞器：专门的工作单位

All eukaryotic cells contain most of the various kinds of organelles, and each organelle performs a specialized function in the cell. Organelles described in this section include ribosomes, the endoplasmic reticulum, the Golgi complex, vacuoles, lysosomes, mitochondria, and the plastids of plant cells.

全部真核细胞包含大多数各种各样的细胞器，并且每种细胞器在细胞里执行一个专门的功能。在这一部分里描述的细胞器包括核糖体，内质网，高尔基复合体，液泡，溶酶体，线粒体和植物细胞的质体。

The number of ribosomes within a cell may range from a few hundred to many thousands. This

quantity reflects the fact that ribosomes are the sites at which amino acids are assembled into proteins for export or for use in cell processes. A complete ribosome is composed of one larger and one smaller subunit. During protein synthesis the two subunits move along a strand of mRNA, "reading" the genetic sequence coded in it and translating that sequence into protein. Several ribosomes may become attached to a single mRNA strand; such a combination is called a polysome. Most cellular proteins are manufactured on ribosomes in the cytoplasm. Exportable proteins and membrane proteins are usually made in association with the endoplasmic reticulum.

一个细胞内的核糖体的数量可以从几百到成千上万。这一数量反映出事实即核糖体是氨基酸组装成蛋白的位点，这些蛋白质用于外运或者供细胞过程使用。一个完整的核糖体由一个大亚基和一个小亚基组成。在蛋白质合成时两亚基沿着mRNA移动，“阅读”编码在其中的遗传序列并将其翻译成蛋白质。几个核糖体可以依附在一条mRNA上；这样的复合物被叫为多聚核糖体。大多数细胞的蛋白质在细胞质的核糖体上合成。可输出的蛋白质和膜蛋白质通常与内质网相关。

The endoplasmic reticulum, a lacy array of membranous sacs, tubules, and vesicles, may be either rough (RER) or smooth (SER). Both types play roles in the synthesis and transport of proteins. The RER, which is studded with polysomes, also seems to be the source of the nuclear envelope after a cell divides.SER lacks polysomes; it is active in the synthesis of fats and steroids and in the oxidation of toxic substances in the cell. Both types of endoplasmic reticulum serve as compartments within the cell where specific products can be isolated and Subsequently shunted to particular areas in or outside the cell.

内质网由膜囊，细管，和囊泡组成，其表而可能是粗糙的或光滑的。这两种类型都在蛋白质的合成和运输中发挥作用。糙面内质网表面布满多聚核糖体，在细胞分裂后的核膜也好像来源于此。光面内质物缺乏多聚核糖体：它在脂肪和类固醇的合成、有毒物质的氧化方面发挥作用。两种类型的内质网可以作为分隔间，某些特定的产物在那里被隔离起来，随后被运送到细胞内或细胞外特定的区域。

Transport vesicles may carry exportable molecules from the endoplasmic reticulum to another membranous organelle, the Golgi complex. Within the Golgi complex molecules are modified and packaged for export out of the cell or for delivery else where in the cytoplasm.

运输囊泡可以将可运输的分子从内质网运输到其他膜性细胞器，高尔基复合体。这些分子在高尔基复合体内经过修饰和包装后被运送到细胞外或细胞质其他区域。

Vacuoles in cells appear to be hollow sacs but are actually filled with fluid and soluble molecules.The most prominent vacuoles appear in plant cells and serve as water reservoirs and storage sites for sugars and other molecules. Vacuoles in animal cells carry out phagocytosis (the intake of particulate matter) and pinocytosis (vacuolar drinking).

细胞里的液泡看上去好像是空空的囊泡，但是实际上充满了流动和可溶的分子。植物细胞中液泡最为明显，作为“水库”和糖及其他分子的存储场所。动物细胞中的液泡可以进行吞噬和胞饮。

A subset of vacuoles is the organelles known as lysosomes, which contain digestive enzymes (packaged in lysosomes in the Golgi complex) that can break down most biological macromolecules. They act to digest food particles and to degrade damaged cell parts.

另一类膜泡是称为“溶酶体”的细胞器，含有能分解生物大分子的消化酶（包装在高尔基复合体的前溶酶体）。它们可以消化食物和降解损伤细胞。

Mitochondria are the sites of energy-yielding chemical reactions in all cells. In addition, plant cells contain plastids that utilize light energy to manufacture carbohydrates in the process of photosynthesis. It is on the large surface area provided by the inner cristae of mitochondria that ATP-generating enzymes are located. Mitochondria are self-replicating, and probably they are the evolutionary descendants of what were once free-living prokaryotes.

在所有细胞中，线粒体是产生能量的化学反应场所。另外，植物细胞含有利用光能在光合作用过程中生产碳水化合物的质体。产A′TP酶是定位在有线粒体内部的脊的巨大表面上。线粒体可以自我复制，或许他们是曾经可以自由生活

的原核生物的进化后裔。

There are two types of plastids: leucoplasts, which lack pigments and serve as storage sites for starch, proteins, and oils; and chromoplasts, which contain pigments. The most important chromoplasts are chloroplasts-organelles that contain the chlorophyll used in photosynthesis. The internal structure of chloroplasts includes stacks of membranes called grana, which are embedded, in a matrix called the stroma.

有两类质体：白色体，缺乏色素并且作为淀粉，蛋白质和油存储场所；另一类是含有色素的有色体。最重要的有色体是光合作用中含有叶绿素的叶绿体。叶绿体的内部结构包括许多由膜囊堆叠形成的基粒，这些基粒嵌入被称为stroma的基质中。

4. The Cytoskeleton

4. 细胞骨架

All eukaryotic cells have a cytoskeleton, which is a convoluted latticework of filaments and tubules that appears to fill all available space in the cell and provides support for various other organelles. A large potion of the cytoskeleton consists of threadlike microfilaments composed mainly of the contractile protein actin. They are involved in many types of intracellular movements in plant and animal cells. A second protein, myosin, is involve in the contraction of muscle cells. Another main structural component of the cytoskeleton consists of microtubules, which are composed of the globular protein tubulin and together act as scaffolding that provides a stable cell shape. Cytoskeletal intermediate filaments appear to impart tensile strength to the cell cytoplasm. Mechanoenzymes such as myosin, dynein, and kinesin interact with the cytoskeletal filaments and tubules to generate forces that cause movements.

全部真核细胞都有细胞骨架，这是一个由纤维和小管组成的复杂的网络结构，这些网络结构似乎可以充满细胞的全部空间，同时为各种各样的其他细胞器提供支持。细胞骨架的一大部分是主要由收缩的蛋白质（ac t i n）构成的线状微丝组成的。它们参与动物细胞和植物细胞中多种类型的细胞内运动。另一种蛋白——肌球蛋白参与肌细胞收缩。细胞骨架的另一个主要结构组分由微管组成，微管由球形的蛋白

质微管蛋白组成，并且一同作为维持细胞稳定形状的脚手架。细胞骨架的中间纤维可以赋予细胞质抗张强度。一些机械酶，例如肌球蛋白，动力蛋白和驱动蛋白可以与细胞骨架的微丝和微管相互作用产生引起运动的力量。

5. Cellular Movements

5. 细胞的运动

Although the cytoskeleton provides some stability to cells, its microtubules and filaments and their associated proteins enable cells to move by creeping or gliding. Such movements require a solid substrate to which the cell can adhere and can be guided by the geometry of the surface. Some cells also exhibit chemotaxis, the ability to move toward or away from the source of a diffusing chemical.

虽然细胞骨架在－定程度上维持细胞稳定，但是它的微管和细丝以及和他们的相关蛋白质使细胞能够通过爬行或者滑动的方式移动。这样的运动需要一个细胞能吸附的牢固的底层，而且底层表面的几何学可以引导这种运动。一些细胞显示出驱化性——移向或者离开扩散的化学制品源的能力。

Certain eukaryotic cells can swim freely in liquid environments, propelled by whiplike cilia or flagella. Both cilia and flagella have the same internal structure: nine doublets (pairs of microtubules) are arranged in a ring and extend the length of the cilium or flagellum, and two more microtubules run down the center of the ring. Every cilium or flagellum grows only from the cell surface where a basal body is located. Movement is based on the activities of tiny dynein side arms that extend from one of the microtubules of each doublet.

特定的真核细胞能在液体环境中自由泳动，这种泳动是由鞭状的纤毛或鞭毛驱动的，纤毛和鞭毛都有相同的内部的结构：由9组二联体微管排列成环状结构并使纤毛或者鞭毛的长度得以延伸，在环的中央还有两个完全微管。每根纤毛或者鞭毛只从含有基体的细胞表面生长。从每组二联体微管延伸出来的极小的动力蛋白臂的活动引起鞭毛或纤毛的运动。

Nutrients, proteins, and other materials within most plant cells are moved about via cytoplasmic

streaming. The process occurs as myosin proteins attached to organelles push against microfilaments arrayed throughout the cell. Microfilaments and microtubules are responsible for almost all major cytoplasmic movements. During cell division, microtubules of the spindle-assembled from tubulin subunits near organelles called centrioles-move the chromosomes.

绝大多数植物细胞中的营养物、蛋白质和其它物质通过胞质环流而运动。当附在细胞器上的肌球蛋白推动分布在整个细胞的微丝时产生胞质环流。微丝和微管负责几乎所有主要的细胞质运动。在细胞分裂期间，在中心体的附近的微管蛋白亚基组织成纺锤体的微管——移动染色体。

小结

细胞是生命活动的基本单位，真核细胞由细胞壁（动物细胞没有）、细胞膜和细胞核三部分组成，位于细胞核和细胞膜之间的是细胞质，其中含有多种细胞器，各自执行特定的生物学功能。细胞骨架赋予细胞运动、支持、信号传递等多种功能。