细胞超微结构(1)汇总
电镜--细胞的超微结构及功能

光学显微镜和电子显微镜的比较
光学显微镜 1. 可用以研究活的和无生命 的物质,对研究组织和完 整的细胞特别有用 2. 放大倍数:1000倍 3. 测量限度:大约0.2μm 4. 通常将细胞杀死,用染料 染色,以便于清楚地观察 特殊的成分 5. 光线穿过物体(或从物体 反射),经玻璃透镜放大 和聚焦,在眼睛的视网膜 上或在照相底片上产生影 象 电子显微镜 1. 用于研究死的、干的切成 非常薄片的细胞,利于研 究细胞器 2. 放大倍数:数10万倍 3. 测量限度:大约1nm 4. 细胞常用电子致密的重金 属盐染色,使细胞成分易 于看到和照相 5. 电子束通过物体,经磁透 镜放大和聚焦到荧光屏或 照相底片上,由于电子不 易穿透物质,因此,物体 必须非常薄(大约100 nm 以下)
质膜不对称性的生理意义
使膜的两层流动性有所不同,有助于维持 蛋白质的极性; 生物膜结构上的不对称性,保证了膜功能 的方向性;
– 有的功能只能发生在膜的外侧,如许多激素受 体是接受细胞外信号的结构; – 有的功能只能发生在膜的内侧,如调节细胞内 外Na+、K+浓度的Na+-K+ATP酶,其运转时所 需的ATP是细胞内产生的。
TEM
x436,740
二、质膜的化学组成
化学组成主要是脂类、 蛋白质和糖类。
–脂类常排列成双分子层, 蛋白质通过非共价键与 其结合,构成膜的主体, 糖类通过共价键与膜的 某些脂类或蛋白质组成 糖脂或脂蛋白。 –脂类30-80%;
–蛋白质20-70%
–糖类2-10%
质膜的化学组成(续)
膜脂以磷脂和胆固醇为主,并含糖脂。
细胞学术语
细胞质(cytoplasm):质膜与核被膜之间 的原生质。 细胞器(organelle):具有特定形态和功能 的显微或亚显微结构称为细胞器。 细胞质基质(cytoplasmic matrix):细 胞质中除细胞器以外的部分。又称为或胞 质溶胶(cytosol),其体积约占细胞质的一 半。
细胞的超微结构-电子显微镜下的细胞

越来越多的研究表明,细胞的超微结构与疾病的发生和发展密切相关。未来将有更多的研 究关注细胞超微结构与疾病的关系,为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
细胞超微结构的动态研究
目前对于细胞超微结构的研究主要集中在静态结构上,而对于细胞超微结构的动态变化研 究相对较少。未来将有更多的研究关注细胞超微结构的动态变化,揭示细胞在生理和病理 状态下的动态过程。
信号分子与细胞膜上的受体结合,引发一系 列跨膜蛋白构象变化,进而激活细胞内的信 号传导途径。
受体介导的信号传导过程
受体识别与信号分子结合
细胞膜上的受体特异性识别并结合信 号分子,如激素、生长因子等。
受体活化与信号转导
信号放大与终止
通过级联反应放大信号,实现细胞对 信号的快速响应;同时,存在负反馈 调节机制以终止信号传导。
在生物学领域的应用举例
细胞生物学
电子显微镜可用于观察细胞的超微结构,如细胞 膜、细胞器、细胞核等,揭示细胞内部的结构和 功能关系。
分子生物学
电子显微镜可用于观察生物大分子的结构和功能 ,如蛋白质、核酸等,揭示生物大分子在生命活 动中的作用和调控机制。
微生物学
电子显微镜可用于观察细菌、病毒等微生物的形 态和结构,了解它们的生命活动和感染机制。
特点
细胞超微结构具有高度的复杂性和组织性,各种细胞器在细胞内 精确地分布和排列,共同维持细胞的生命活动。
研究意义及价值
揭示细胞功能
通过研究细胞超微结构,可以深入了解细胞器的形 态、分布和功能,从而揭示细胞的各种生理功能。
疾病诊断与治疗
许多疾病的发生和发展与细胞超微结构的异常密切 相关,因此研究细胞超微结构对于疾病的诊断和治 疗具有重要意义。
细胞超微结构的观察及力学调控研究进展

性、 无 破坏 性 等优 点 。但 光学 显 微 镜 突 出的 缺 点 是
衍射 极 限 , 它 限制 空 间分辨率 在 2 5 0~3 0 0 a m范围。 扫描 近场 光学 显微 镜 ( s c a n n i n g n e a r — i f e l d o p t i c a l mi —
控制 下细胞超微结构改变的相关研究进展作一综述 。
【 关键词 ] 细胞骨架 ; 超微结构 ; 应力 ; 信 号 传 导
[ 中 图分 类 号 ] R 7 8 0 . 2 [ 文献标识码 ] A [ d o i ] 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 4 — 8 6 0 3 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 1 2
化, 对 细胞 的增殖 、 分化 、 运 动 等产 生影 响 I 2 。 随着 力 学信 号 传 导 机制 研 究 的 深入 , 细胞 超 微 结构 的研 究在 多个研 究领 域展 现 出另外 的格 局 。本
文 就 近 年 细 胞 应 力 改 变 细 胞 超 微 结 构 方 面 的 研 究 进 行 综 述
1 . 2 类 别及 特点
细胞 超微 结 构 主 要 包 括 细 胞 膜 、 细胞 质、 细 胞 核、 线 粒体 、 内质 网 、 及 细胞 骨架 等 。研 究证 明 , 细 胞 核是 细胞 功能及 细胞 代 谢 、 生长 、 增殖、 分 化 的 控 制 中心 。细 胞 核 的 大 小 随 着 细 胞 功 能 变 化 而 有 所 不
机体 组织处 于复 杂 的 生 长 环境 , 多 种 机 械 应 力
谢和 细胞 活力 的 形 态支 柱 , 维 持 细胞 和 机 体 的生 命
的作 用极 大地 影 响着组 织 细胞 的结构 、 形 态和 功能 。
电镜--细胞的超微结构及功能

结构:
由基体和鞭杆两部分构成。 中轴是由多束平行的微管形成的轴丝。 鞭杆中的微管为9+2结构。 基体的微管组成为9+0。
Cilia from an epithelial cell in cross section (TEM x199,500)
鞭毛和纤毛的超微结构示意图
细胞学术语
细胞质(cytoplasm):质膜与核被膜之间 的原生质。 细胞器(organelle):具有特定形态和功能 的显微或亚显微结构称为细胞器。 细胞质基质(cytoplasmic matrix):细 胞质中除细胞器以外的部分。又称为或胞 质溶胶(cytosol),其体积约占细胞质的一 半。
染色体
细胞器 核糖体
内膜系统
细胞骨架 转录与翻译 细胞分裂
简单
无 出现在同一时间与地点 无丝分裂
复杂
微管、微丝、中间纤维等 时空上是分开的 有丝分裂和减数分裂
第二章
质膜及其表面结构
质膜(plasma membrane)
包在细胞外面的质膜又称细胞膜,围绕 各种细胞器的膜称为细胞内膜。
细胞膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方 面具有相似性,故总称为生物膜(biomembrane)。 生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
七、质膜的特化结构
质膜常带有许多特化的附属结构,如:微 绒毛、褶皱、纤毛、鞭毛等等。 这些特化结构在细胞执行特定功能方面具 有重要作用。由于其结构细微,多数只能 在电镜下观察到。
质膜的特化结构
A
B
C
D
E
F
G
A 由糖蛋白组成的糖萼; B 微绒毛; C 胞饮作用的通道及小泡; D 皱褶; E 尖形变形虫; F 圆形变形虫; G 内褶
细胞膜的超微结构组成

细胞膜的超微结构组成细胞膜是细胞最外层的结构,它是细胞与外界环境之间的界面,同时也是细胞内外物质交换的关键通道。
细胞膜的超微结构组成是指由多种分子组成的细胞膜结构,其中包括脂质、蛋白质、糖类和胆固醇等物质。
这些分子相互作用,形成了一个高度有序的结构,从而赋予细胞膜以其独特的生物学功能。
本文将详细介绍细胞膜的超微结构组成及其功能。
一、脂质组成细胞膜主要由脂质组成,其中磷脂是最主要的成分。
磷脂是由一个疏水性的脂肪酸尾部和一个亲水性的磷酸头部组成的分子。
在细胞膜中,磷脂分子排列成了一个双层结构,疏水性的脂肪酸尾部朝内,亲水性的磷酸头部朝外。
这种双层结构是细胞膜的基本结构,也是细胞膜能够在水中存在的关键原因。
除了磷脂外,细胞膜中还包括其他类型的脂质,如胆固醇和甘油三酯。
胆固醇是一种类固醇化合物,它可以插入到磷脂双层中,增加细胞膜的稳定性和流动性。
甘油三酯则是一种能够储存能量的脂质,它通常存在于脂肪细胞中。
二、蛋白质组成细胞膜中的蛋白质主要分为两类:一类是与脂质结合的膜蛋白质,另一类是穿过细胞膜的跨膜蛋白质。
与脂质结合的膜蛋白质主要分为两类:一类是与磷脂分子相互作用的周边膜蛋白质,如磷脂酰肌醇和脂肪酸结合蛋白质。
这些蛋白质通过与磷脂分子的相互作用,能够改变细胞膜的表面电荷密度,从而影响细胞与环境的相互作用。
另一类是与胆固醇结合的固定膜蛋白质,如膜受体和离子通道。
这些蛋白质能够通过与胆固醇的相互作用,调节细胞膜的渗透性和传递外界信号。
跨膜蛋白质是穿过细胞膜的蛋白质,它们通常具有两个或更多的跨膜区域,能够在细胞膜内外形成通道或受体。
这些跨膜蛋白质在细胞中扮演着重要的角色,如细胞信号转导、物质转运和细胞识别等。
三、糖类组成细胞膜表面的糖类主要分为两类:一类是与蛋白质结合的糖蛋白,另一类是与磷脂结合的糖脂。
与蛋白质结合的糖蛋白是一种能够识别和结合特定糖类的蛋白质,它们通常存在于细胞膜表面。
这些糖蛋白能够通过与外界糖类的相互作用,调节细胞的识别和粘附,从而影响细胞间的相互作用。
细胞超微结构-文档资料

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5、复合连接(junctional complex)
由紧密连接、 中间连接及桥 粒组成。
一般在柱状上 皮细胞间可以 见到。
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6、缝隙连接(gap junction)又称缝管连 接、间隙连接
散在分布于相邻 上皮细胞深部的 侧面,和肌细胞、 神经细胞及某些 结缔组织细胞中。
电镜下:呈丛状细丝样物 质
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2、基板组成成分:主要是粘多糖或糖蛋白
基板与细胞衣不同,它不是上皮细胞 或某一细胞类型细胞本身所属的结构,它 与细胞膜不直接相连。
基板在不同部位的形态不一,有时纤 细不连续,有是很厚并连续。一般基板的 形态、厚度,随动物不同的年龄、种类、 组织、细胞以及病理状况而异。
细胞膜上的酶参与各种生物化学反应,并通过多 种途径来调节细胞代谢。
4、免疫作用
细胞膜上的抗原性具有十分重要的实践意义,它 涉及到胚胎发生中组织器官的形成,器官的移植、 输血、细胞免疫以及肿瘤的发生与发展,所以细 胞膜的免疫作用在生物医学研究领域里倍受重视!
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[细胞外衣(cell coat)] 细胞外衣又叫细胞衣。它 是附着在细胞膜表面,呈 丝网状结构,厚约10~20纳 米,个别可达0.1~0.5微米, 根据细胞膜的现代概念, 细胞衣无论从结构或功能 上都属于细胞的组成部分, 而不是细胞膜表面的附着 物。电镜下:为一层分支 丝状物。
或者
核结构、膜结构、质相结构 膜相结构、非膜相结构。
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膜相结构:质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、溶酶体
细胞超微结构

电镜下:细胞膜是指细胞内两个不同部位之 间或细胞与相邻细胞以及外环境之间的界 膜。 其中构成细胞表面界膜的叫细胞膜,形 成各种细胞器之间的膜叫细胞内膜,如线 粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等。
二、膜的化学组成:主要由水和有形成分组成,有 形成分主要是蛋白质、脂类(主要是磷脂)。
三、膜的结构: “液态镶嵌模型学说” 该学说认为,生物膜是一种流动的、可塑
概述:
在二十世纪四十 年代,由Ruska等人 在德国Siemens公司 研制开发了第一台电 子显微镜,人们利用 电镜及电镜技术,观 察到许多以前从未见 到过的细胞内细微结 构,随着电镜的不断 完善和电镜技术的不 断更新,使细胞学达 到了“超微结构”的 研究水平。
细胞结构的组成:
从电镜水平观察,可根据细胞内部 结构的性质、彼此之间的关系等,将细 胞分为:
肠上皮、肾小管上皮,肾小管上皮的微绒 毛非常发达积,增加吸收功能。 ②、协助或参与细胞运动。 ③、参与细胞分泌活动。
[纤毛 (cilia)]
纤毛是位于细胞 膜包绕的指套状 突起中,横切面 呈9+2结构,即 中心为2个单微 管,周边为9组 双微管(图)。
或者
核结构、膜结构、质相结构 膜相结构、非膜相结构。
膜相结构:质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、溶酶体
细 胞
质相结构:核蛋白体、中心体、微管、微丝、
非膜相结构
胞质基质
核相结构:核仁、染色质(染色体)、核基质
从光镜水平观察,一般将细胞分为:
细胞膜(cell membrane ) 细胞质(cell substance)
的、不对称的、镶有蛋白质的脂质双分子层的 膜状结构。由两层相对排列的脂质分子构成膜 的中间部分,蛋白质分子覆盖、镶嵌、贯穿在 脂质双分子层表面(图)。
细胞核

荧光原位杂交示端粒
2.染色体的数目 染色体的数目 人 猕猴 黄牛 狗 猫 小鼠 小麦 洋葱 烟草 青霉菌 46 42 60 78 38 40 42 16 48 4(n)
3.染色体的类型 染色体的类型 1)中央着丝粒染色体 )中央着丝粒染色体 着丝粒 着丝粒位于染色体纵轴 染色体纵轴1/2—5/8处 着丝粒位于染色体纵轴 处 2)亚中着丝粒染色体 着丝粒染色体 )亚中着丝粒 着丝粒位于染色体纵轴 染色体纵轴5/8—7/8处 着丝粒位于染色体纵轴5/8—7/8处 3)近端着丝粒染色体 着丝粒染色体 )近端着丝粒 着丝粒位于染色体纵轴 染色体纵轴7/8—靠近末端 着丝粒位于染色体纵轴 靠近末端 4)端着丝粒染色体 ) 着丝粒染色体 着丝粒位于染色体末端 着丝粒位于染色体末端
三. 核仁周期 核仁在细胞分裂前期消失, 核仁在细胞分裂前期消失, 末期又重现出现. 末期又重现出现.
细胞从间期进入分裂期, 细胞从间期进入分裂期,染色质 分裂期 浓缩形成染色体,含有rRNA rRNA基因 浓缩形成染色体,含有rRNA基因 的染色质袢环逐渐缩回到染色体, 的染色质袢环逐渐缩回到染色体, 停止转录,核仁消失。 停止转录,核仁消失。
细胞分裂结束进入间期, 细胞分裂结束进入间期,染色 间期 体含rRNA基因的核仁组织区解 rRNA基因 体含rRNA基因的核仁组织区解 旋和伸展,开始转录, 旋和伸展,开始转录,重新形 成核仁。 成核仁。
四.核仁的功能 核仁的功能
rRNA合成,剪接,加工及核糖体 合成,剪被压缩了 倍左右 被压缩了5倍左右 被压缩了 倍左右!!!
DNA双螺旋 双螺旋
一级结构 染色质串珠
二级结构
螺线管 袢环
三级结构
超螺线管
四级结构 中期染色体
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2020/10/2
三金工作室制作
[细胞外衣(cell coat)] 细胞外衣又叫细胞衣。它 是附着在细胞膜表面,呈 丝网状结构,厚约10~20纳 米,个别可达0.1~0.5微米, 根据细胞膜的现代概念, 细胞衣无论从结构或功能 上都属于细胞的组成部分, 而不是细胞膜表面的附着 物。电镜下:为一层分支 丝状物。
①、参与免疫作用:实验证明,在细胞衣内有许 多与免疫作用有关的膜抗原、特异受体以及与 细胞表面活动有关的酶类。
②、保护和通透作用:如小肠上皮细胞表面的细 胞衣,在上皮细胞的表面形成一层保护层,以 防止致病性损害。另外,小肠上皮细胞外衣还 具有选择性通透作用,构成细胞活动的介质和 分子筛,尤其与水溶性物质的交换有关。
2020/10/2
三金工作室制作
一、概念: 光镜下:细胞膜是指包围在细胞外表的一层
薄膜,又称质膜。
电镜下:细胞膜是指细胞内两个不同部位之 间或细胞与相邻细胞以及外环境之间的界 膜。 其中构成细胞表面界膜的叫细胞膜,形 成各种细胞器之间的膜叫细胞内膜,如线 粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等。
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2020/10/2
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四、膜的主要功能 1、通透作用:细胞膜不单纯起着和支架和屏障
作用,它还严格的控制着物质的进出,具有选 择性的通透作用,是细胞膜最重要的生理特性 之一。
被动扩散 通透作用的方式
主动运输
被动扩散:是指细胞及其周围物质,由高浓度区向 低浓度扩散。
主动运输:指一些物质的运输是逆浓度梯度方向进 行的。即物质由低浓度------>高浓度转移
2020/10/2
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微绒毛多位于上皮细胞顶部。如:小
肠上皮、肾小管上皮,肾小管上皮的微绒 毛非常发达,形成光镜下的“纹状缘”和 “刷状缘”。
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2.微绒毛功能: ①、扩大表面积,增加吸收功能。 ②、协助或参与细胞运动。 ③、参与细胞分泌活动。
2020/10/2
胆碱磷脂和鞘磷脂多,而内层则含氨基磷脂多。
②、蛋白质分子位置、分布不对称。
③、功能方面的不对称:如某些物质的载体, 在膜的外侧只能接受某种物质,当载体移位和分 子变构转向内侧时,则能运出这些物质。
2、膜的流动性:膜平时处于液晶态。 液晶态:是界于固态与液态之间的过渡状态,
其分子结构排列有序,又可流动,称液晶态。
2020/10/2
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电镜下:脂质双分子层由两条约2纳米的暗带, 中间夹一条3.5纳米宽的亮带组成。暗带代表蛋 白质,亮带代表脂类。
2020/10/2
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三、膜的主要特性:
1、不对称性:无论在结构和功能方面都存在 ①、脂质分子层不对称:如红细胞膜外层含
细胞超微结构(1)
超微结构教研室
概述:
在二十世纪四十 年代,由Ruska等人 在德国Siemens公司 研制开发了第一台电 子显微镜,人们利用 电镜及电镜技术,观 察到许多以前从未见 到过的细胞内细微结 构,随着电镜的不断 完善和电镜技术的不 断更新,使细胞学达 到了“超微结构”的 研究水平。
2020/10/2
2020/10/2
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2、细胞膜受体
细胞膜上的受体,就像“识别器”,它能识别周 围环境中的相应信号,并接受有关信号而在细胞 内产生某些效应。
3、调节代谢
细胞膜上的酶参与各种生物化学反应,并通过多 种途径来调节细胞代谢。
4、免疫作用
细胞膜上的抗原性具有十分重要的实践意义,它 涉及到胚胎发生中组织器官的形成,器官的移植、 输血、细胞免疫以及肿瘤的发生与发展,所以细 胞膜的免疫作用在生物医学研究领域里倍受重视!
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[纤毛 (cilia)]
纤毛是位于细胞 膜包绕的指套状 突起中,横切面 呈9+2结构,即 中心为2个单微 管,周边为9组 双微管(图)。
2020/10/2
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2020/10/2
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2020/10/2
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2020/10/2
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1、分布:上皮细胞表面,如上呼吸道上皮细胞、 生殖管道上皮细胞、食管膜上皮细胞
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细胞结构的组成:
从电镜水平观察,可根据细胞内部 结构的性质、彼此之间的关系等,将细 胞分为:
或者
核结构、膜结构、质相结构 膜相结构、非膜相结构。
2020/10/2
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膜相结构:质膜、内质网、高尔基体、核膜、线粒体、溶酶体
细 胞
质相结构:核蛋白体、中心体、微管、微丝、
非膜相结构
胞质基质
核相结构:核仁、染色质(染色体)、核基质
从光镜水平观察,一般将细胞分为:
细胞膜(cell membrane ) 细胞质(cell substance)
细胞核(cell nuclear)
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[细胞膜(cell membrane)]
细胞膜是细胞生命 的基本结构,位于 细胞表面,切面呈 线状围绕,细胞膜 垂直切面,在高倍 镜下成三层结构, 两深一浅,即称单 位膜(unit membrane),厚约 7~10nm。
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二、膜的化学组成:主要由水和有形成分组成,有 形成分主要是蛋白质、脂类(主要是磷脂)。
三、膜的结构: “液态镶嵌模型学说” 该学说认为,生物膜是一种流动的、可塑
的、不对称的、镶有蛋白质的脂质双分子层的 膜状结构。由两层相对排列的脂质分子构成膜 的中间部分,蛋白质分子覆盖、镶嵌、贯穿在 脂质双分子层表面(图)。
2020/10/2
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2020/10/2
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1、细胞外衣主要成分:糖蛋白
糖蛋白的合成方式:由粗面内质网上的核糖体 形成蛋白质,在高尔基体内与寡糖分子结合成 糖蛋白,然后被运输到细胞膜。
从这点看,也可以说-细胞外衣是细胞的一种 分泌物。
2020/10/2
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2、细胞外衣的功能
③、其它作用:当外界刺激伤及细胞外衣时,细 胞外衣即很快出现裂隙或部分脱落,以免伤及 细胞的结构。
2020/10/2
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[微绒毛 (microvillia)]
1. 形态:微绒毛是细胞膜呈指状突起,外面包有细 胞膜和细胞衣。绒毛的中心为细胞质的—称微绒毛, 中心由微丝束组成轴心的—称肠型绒毛。