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1、内膜系统真核细胞内那些在结构构成、功能和发生上为连续统一体的膜性结构。,内膜系统的结构构成 核膜 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化物酶体 小泡和液泡等,内膜系统,单位膜电镜下观察生物膜，可见为“两暗一明”的三层结构,通常将这三层结构型式作为一个单位，称为单位膜。,内膜系统：在结构、功能及发生上为连续 统一体的细胞内膜相结构。,胞内膜：细胞内所有的膜结构。,生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。生物膜=细胞膜+胞内膜,膜相结构：由单位膜构成的一切细胞结构。非膜相结构:不是由单位膜构成的一切细胞结构,质膜,单位膜,内膜系统,胞内膜,生物膜,膜相结构,内膜系统形成的意义：将细胞内部空间区域化，形
2、成执行不同功能的膜性细胞器。为细胞内各种功能的进行提供了充足的表面积.真核细胞特有的结构，是细胞进化的标志。,内膜系统 膜相结构 胞内膜 内质网 内质网 内质网 高尔基复合体 高尔基复合体 高尔基复合体 溶酶体 溶酶体 溶酶体 核膜 核膜 核膜 线粒体 线粒体 细胞膜,一.内质网的形态结构,内质网,是由一层单位膜围成的形状小管，小泡，扁囊状结构，相互连接形成一个连续的网状膜系统,小管,小泡,扁囊状,细胞膜,核膜,内质网的内腔相互连通。,内质网(endoplasmic reticulum，ER),二.内质网的类型,糙面内质网（RER):膜表面附着核糖体；形态多为板层状排列的扁囊；,光面内质网（S
3、ER):膜表面无核糖体附着；形态多为分枝小管或小泡；,核糖体,粗面内质网,粗面内质网,滑面内质网,滑面内质网,微粒体上检测到的光面内质网上存在的酶类,核糖体如何附着于内质网,1975年Blobel和Dobberstein提出,三.内质网的功能(一)粗面内质网的功能,1.合成蛋白质主要是输出蛋白,又称分泌蛋白,包括肽类激素,酶类,抗体等,也合成一些结构蛋白,如膜镶嵌蛋白,溶酶体蛋白,信号假说,重点,(2)细胞质中有信号识别颗粒(SRP)SRP能识别信号肽,SRP占据核糖体A位,蛋白质合成暂时终止,(3)核糖体与内质网结合内质网膜上有SRP受体,SRP能识别其受体并与之结合,核糖体附于内质网后,S
4、RP便与受体分离再循环,(4)多肽链进入内质网腔SRP与受体分离后,蛋白质合成又开始,蛋白质合成完成后,被转运到内质网腔,信号肽被信号肽酶解离,(1)核糖体上合成信号肽(18-30AA),SRP是连接核糖体和内质网的桥!,内质网腔,细胞质,SRP受体,信号识别颗粒,(SRP),核糖体结合蛋白,tRNA,A,P,核糖体,mRNA,信号肽,A,信号假说,.,SRP颗粒,2.蛋白质的糖基化N-连接糖基化:寡糖链与天冬酰胺残基侧链上的-NH2连接,3.蛋白质的运输以出芽形式形成运输小泡,O|H2N-C-CH2-CH-COOH|NH2,4.蛋白质肽链的折叠、组装,(二)滑面内质网的功能,.,1.脂类合成
5、与代谢合成组成膜的磷脂和胆固醇,合成类固醇激素,2.糖原代谢含葡萄糖-6-磷酸酶,将葡萄糖-6-磷酸分解为葡萄糖和-磷酸,3.参与横纹肌收缩在肌细胞中滑面内质网特化为肌质网,为钙贮库,4.解毒作用含丰富的氧化酶,如细胞色素P450,可使脂溶性药物及不溶于水的废物羟基化而溶于水而排出,两种类型内质网比较 粗面内质网 滑面内质网结构 膜表面粗糙 膜表面光滑 有核糖体附着 无核糖体附着，形态 扁平囊状 泡状、管状功能 分泌蛋白的运输 脂类、糖原的合成 和加工,与分解、解毒分布 蛋白分泌及代谢 脂类、糖类代盛 旺盛的细胞 的细胞 如胰腺细胞 如小肠上皮细胞,重点,微粒体是指在细胞匀浆和差速离心过程中获
6、得的由破碎的内质网自我融合形成的近似球形的膜囊泡状结构,它包含内质网膜和核糖体两种基本成分。在体外实验中,具有蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等内质网的基本功能。微粒体在细胞生物学中定义为从内质网的碎片所得到的小型囊泡。必须将肝脏或其他组织磨碎(均质化)之后，才能得到微粒体。微粒体含有细胞色素P450(CYP)，与药物代谢有关。,烟草根尖细胞高尔基体,一.高尔基复合体的形态结构,电镜,扁平囊,成熟面(反面),小囊泡,大囊泡,形成面(顺面),高尔基复合体,有极性细胞器!,扁 平 囊,呈盘状，3-10层,称高尔基堆,凸面：形成（顺）面；,小 囊 泡,30-80nm球形小泡,来 源：小囊泡融合。,
7、来源：由rER芽生而来。,大 囊 泡,100-500nm;,来 源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。,凹 面：成熟（反）面,二.高尔基复合体的化学组成,特征酶：糖基转移酶,三.高尔基复合体的功能,3H标记亮氨酸,3分钟,17分钟,117分钟,1.细胞的分泌活动,Palade实验将豚鼠胰腺组织浸入含3H的亮氨酸培养液中,3分钟放射性物质集中在内质网,17分钟放射性物质集中在高尔基复合体,117分钟放射性物质集中在细胞顶部的酶原颗粒.,外输性蛋白质的合成与运输途径,粗面内质网合成,加工,高尔基复合体小 囊 泡,扁 平 囊泡加工,大 囊 泡浓缩,与细胞膜融合,胞吐作用排出细胞外,重点,3H标记甘露
8、糖,3H标记半乳糖；唾液酸,3H标记N-乙酰葡萄糖胺,实验,细胞用3H标记甘露糖进行短期培养,经放射自显影电镜观察,发现只在内质网出现,3H标记半乳糖；唾液酸只在高尔基体出现,3H标记N-乙酰葡萄糖胺同时在内质网和高尔基体出现,O-连接糖蛋白的合成和修饰,糖蛋白,N-连接的寡糖链：在rER腔内合成。,O-连接的寡糖链：在高尔基复合体内合成。,酪氨酸,丝氨酸,苏氨酸側链的-OH与寡糖链共价结合.,HO-CH2-CH-COOH|NH2 丝氨酸,CH3|HO-CH-CH-COOH|NH2 苏氨酸,2.蛋白质的修饰加工,Rothman提出高尔基复合体扁 平 囊区室化学说,扁 平 囊至少分为三个区室,每
9、个区室含特定的酶,分别对蛋白质进行不同加工,使其获得分选信号后被分泌到不同部位,其中加N-乙酰葡萄糖胺,加半乳糖作为膜糖蛋白与分泌蛋白信号,甘露糖-6磷酸作为溶酶体蛋白信号.,高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性,先切去大部分甘露糖,再结合N-乙酰葡萄糖胺,而后加半乳糖,唾液酸.,内质网腔(86AA),高尔基复合体(51AA),内质网(110AA),3.蛋白质的分拣运输,蛋白质合成,溶酶体寡聚糖磷酸化,切除甘露糖,加N-乙酰葡萄糖胺,加半乳糖,加唾液酸；分拣,溶酶体,中层囊,反面囊,大泡（分泌蛋白）,rER,高尔基复合体,顺面囊,膜蛋白,切除甘露糖,扁囊堆,4.参与溶酶体形成,
10、5.高尔基复合体与膜变化,膜流（membrane flow）细胞膜和细胞内各种膜相结构间的相互联系和转移。1)分泌性蛋白输出的同时伴随着膜流.2)胞吞作用.3)细胞膜内陷形成内质网.,高尔基复合体在40分钟可完全更新一次!,一.溶酶体的形态,由一层单位膜包围而形成的囊状结构，直径呈球形或卵圆形，内含多种酸性水解酶，能消化分解各种内源性或外源性物质，是细胞内的消化器官。,1.溶酶体的膜(1)质子泵,将质子泵入溶酶体内,维持内部酸性环境(2)特殊转运蛋白,将消化产物转运出去(3)溶酶体膜蛋白高度糖基化,且带负电,保护膜不被水解酶作用,溶酶体,磷酸酶为标志酶,2.溶酶体的酶,1.初级溶酶体(内体性溶
11、酶体)由高尔基复合体芽生的转运小泡成熟而成；2.次级溶酶体初级溶酶体与吞噬体或吞饮体融合形成,自噬性溶酶体异噬性溶酶体混合性溶酶体,初级溶酶体次级溶酶体残余体,二.溶酶体的类型,内体性溶酶体形成,溶酶体的水解酶由粗面内质网合成,其分选信号为甘露糖-6磷酸,高尔基复合体反面扁平囊有甘露糖-6磷酸受体引导水解酶聚集,出芽形成运输小泡.溶酶体的膜蛋白和膜脂由内质网合成和高尔基 复合体加工,在分选过程加入运输小泡.运输小泡与内体融合成内体性溶酶体pH下降,甘露糖-6磷酸与受体分离,磷酸基团从 甘露糖脱落,内体性溶酶体成为成熟溶酶体,3.残体次级溶酶体作用的末期形态。,1.细胞正常的消化作用消化衰老的细
12、胞器及胞吞作用物质2.细胞的自溶作用蝌蚪尾巴的消失3.参与受精过程和骨质更新精子头部的顶体是溶酶体4.保护和防御作用见于巨噬细胞,单核细胞,三.溶酶体的功能,总结:内膜系统及其形成的意义1.内质网1)结构:小管，小泡，扁囊状2)类型:粗面内质网和滑面内质网3)粗面内质网功能:蛋白质合成及加工4)滑面内质网功能 脂类合成与代谢糖原代谢 参与横纹肌收缩解毒作用,2.高尔基体1)结构:大囊泡扁平囊小囊泡 有极性2)功能:蛋白质的分泌与加工 形成溶酶体,膜流3.溶酶体1)结构:膜和酶的特点2)类型:初级溶酶体和次级溶酶体3)功能:消化作用,防御作用4.过氧化物酶体1)结构:类核体和特征酶2)功能:将过氧化氢还原为水,1.什么叫内膜系统及其形成的意义?2.内质网的结构及类型3.高尔基体的结构特点4.细胞内蛋白质糖基化在哪里进行?5.分泌性蛋白的分泌途经?6.什么叫膜流?细胞内膜成分如何更新?7.内体性溶酶体是如何形成的?8.溶酶体有哪些类型?9.过氧化物酶体有什么功能?10.内膜系统在结构,功能和发生上 有什么联系?,
