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二、内膜结构系统细胞器,二、内膜结构系统细胞器,内膜系统(endomembrane system)是指位于细胞质内，在结构、功能以及发生上具有一定联系的膜性结构的总称。 内膜系统是真核细胞特有的结构，其出现为细胞增加了膜面积，使细胞功能呈现区域化，大大提高了细胞代谢效率。,下列哪些细胞器属于内膜系统的细胞器？,A、内质网 B、高尔基体 C、线粒体 D、溶酶体 E、细胞骨架,内膜系统的最大特点是动态性质,（一）内质网(endoplasmic reticulum，ER) 1内质网的形态结构,粗面内质网,滑面内质网,核糖体,粗面内质网,滑面内质网,内质网的分类,光滑内质网（SER）是脂类合成的重要场所，它往往作为出芽的位点，将内质网上合成的蛋白质或脂类转运到高尔基体。 粗糙内质网（RER）主要功能是合成分泌蛋白、多种膜蛋白和酶蛋白。,2内质网的功能,光滑内质网具有的重要功能有类固醇激素的合成、肝细胞的脱毒作用、糖原分解释放葡萄糖、肌肉收缩的调节等。,粗糙内质网的表面结合有核糖体，在粗糙内质网上合成的蛋白质最终去向是提供给内膜系统、细胞质膜以及细胞外。,（二）高尔基复合体 (Golgi complex) 1高尔基复合体的形态结构,2高尔基复合体的功能,高尔基复合体与细胞的分泌功能有关，能够收集和排出内质网所合成的物质，它也是聚集某些酶原颗粒的场所，参与糖蛋白和黏多糖的合成，并与溶酶体的形成有关，还参与细胞的胞饮和胞吐过程。,矽肺 （silicosis),溶酶体是由一层单位膜包围，内含60多种酸性水解酶的泡状结构，这些酶最适PH值为5.0，溶酶体所含的酶能将蛋白质、多糖、核酸等物质水解成被细胞重新利用的小分子物质，从而为细胞代谢提供原料。,（三）溶酶体（lysosome),1.溶酶体的形态结构与酶类,溶酶体膜特性,1.膜上有质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。,2.膜上有多种载体蛋白：运输溶酶体消化的水解产物。,3.膜蛋白质高度糖基化：防止自身被水解酶消化。,溶酶体的膜 为什么溶酶体能消化水解其它外源物质而不能消化自身？,酶类,蛋白酶（肽酶）,核酸酶,磷酸酶,糖苷酶（水解糖蛋白和糖脂、糖链的酶）,酯 酶,溶酶体的酶类,（1）初级溶酶体：只含酶性水解酶，无消化底物， 即尚未进行消化活动的溶酶体。,（2）次级溶酶体： 初级溶酶体+消化底物,异噬性溶酶体,自噬性溶酶体,补充：残余小体：含有未被彻底消化和分解的物质。,溶酶体的分类,2.溶酶体的功能:吞噬消化作用,自体吞噬,异体吞噬,内吞体,rER,顺面管网,反面管网,高尔基复合体,溶酶体水解酶前体,加入磷酸基团,M-6-P,溶酶体酶,ATP,ADP+Pi,H+,去除磷酸,成熟溶酶体,初级溶酶体,补充：溶酶体的发生（从高尔基体以出芽方式形成）,矽肺的病理生理： 二氧化硅尘（矽尘）进入肺泡细胞吞噬，含有矽尘的吞噬小体与初级溶酶体合并成次级溶酶体。石英表面的羟基与酶体膜的磷脂或蛋白质形成氢键，导致膜通透性的改变从而引起吞噬细胞溶酶崩解，水解酶释放，细胞溶解、死亡、矽尘释放，又可被其他巨噬细胞吞噬，如此反复进行。 吞噬细胞崩解时释放出致纤维化因子，激活成纤维细胞，导致胶原纤维增生。吞噬细胞崩解时释放出来的二氧化硅也可作为抗原，刺激免疫活性细胞，产生抗体，抗原抗体反应产生复合物和补体一起，沉积在胶原纤维上，使新形成的结缔组织呈透明样外观。,（四）过氧化物酶体(peroxisome),过氧化物酶体也叫微体，是由一层单位膜包裹而成的囊泡状细胞器，内含多种与过氧化氢代谢有关的酶。,过氧化物酶体所含的酶类,酶,氧化酶：50%，特征：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。,过氧化氢酶：40%, 作用：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。,过氧化物酶：将过氧化氢还原成水。,标志酶：过氧化氢酶,2H2O2 2H2OO2,内膜系统各种膜性膜性细胞器之间的关系,1、在内膜系统中，（ ）处于中心位置，为内膜系统的发源地。 2、蛋白质的合成、加工和运输经历了哪几种细胞器？,内膜系统的细胞器,内质网,内质网高尔基体溶酶体,三、能量转换的细胞器,线粒体 叶绿体,“动力工厂”,光镜下形态： 呈线状、粒状、短杆状,大小：细胞内较大的细胞器，一般直径为0.5-1.0m，长短不一。,分布：通常分布于细胞生理功能旺盛的区域和需要能量较多的部位。 数量：在不同类型细胞中差异很大。哺乳动物肝细胞2000个，肾细胞400个，精子中25个。 总之：线粒体的形态、大小、数目和分布在不同类型的细胞中变化性较大。,（一）线粒体的形态结构：,绿色颗粒示线粒体,电镜下：线粒体是由两层单位膜围成的封闭的囊状结构。 不属于内膜系统。,外 膜,内 膜,膜间隙,（膜间腔、外室）,嵴,嵴间隙,（嵴间腔 、内室 ） 内含基质,包围在线粒体外表面的一层单位膜。 厚67nm，平整、光滑。 外膜含有多套运输蛋白（通道蛋白） ，围成筒状圆柱体，中央有小孔，孔径：2-3nm，允许分子量为10 000以内的物质可以自由通过。,外膜,外 膜,位于外膜内侧，由一层单位膜构成。 厚5-6nm，其通透性很差，但有高度的选择通透性，借助载体蛋白控制内外物质的交换。,内膜向内突起形成嵴,内外膜之间有6-8nm宽间隙膜间隙,内膜,膜间隙（外室）,嵴,嵴间腔（内室）,内 膜,嵴,（内室）,（外室）,嵴：内膜向内室折叠形成，可增加内膜的表面积。,嵴 与 基 粒,可溶性的ATP酶（F1),疏水蛋白（HP F0 ),嵴,基粒（ATP酶复合体）：内膜和嵴膜基质面上许多带柄的小颗粒，与膜面垂直而规律排列。,基粒 （ATP酶复合体）,3-4nm 长 4.5-6nm,6-11.5nm 高5-6nm,头部,柄部,基片,对寡酶素敏感蛋白（OSCP),: 合成ATP,: 调节质子通道,：质子的通道，镶嵌在内膜的脂质 双分子层,（外室）,（内室）,基质：内膜和嵴围成的腔隙，腔内充满较致密的物质线粒体基质。,线粒体基质,脂 类,蛋白质,酶 类,线粒体 DNA,线粒体DNA,线粒体 mRNA,线粒体 tRNA,线粒体核糖体,线粒体核糖体,基质颗粒,基质颗粒,（外室）,（内室）,（ATP酶）,基 质,（二）线粒体的功能,通过氧化磷酸化生成ATP，为细胞提供能量。 以糖为例，氧化磷酸化的过程可分为四个阶段： （1）糖酵解； （2）丙酮酸生成乙酰辅酶A； （3）三羧酸循环； （4）电子传递和氧化磷酸化。,（1）线 粒 体 DNA ( mtDNA ) mtDNA: 含量仅为核DNA的1%（动物）。 是双链环状的DNA分子、裸露不与组蛋白结合，分散在线粒体基质中，分子量小，基因排列紧凑为连续编码（核DNA为非连续编码）， mtDNA可以进行自我复制。,线粒体有自己的DNA和蛋白质合成系统独立的遗传系统，表明有一定的自主性。,补充：线粒体的半自主性,（2）线粒体蛋白质合成体系 线粒体有自身的蛋白质合成体系，如：氨基酸活化酶、线粒体核糖体、各种RNA及蛋白质合成所需的酶类。 mtDNA分子量小、基因数量少、编码的蛋白质有限，只占线粒体蛋白质的10%，而大多数线粒体蛋白质（90%）由核基因编码的，并在细胞质中合成后转运到线粒体中去。,四、细胞骨架,细胞骨架：是蛋白质纤维组成的网架结构、由微管微丝中间纤维组成。,细 胞 骨 架,微管,微丝,中间纤维,线粒体,核糖体,内质网,cytoskelton,微 丝,微 管,中间纤维,光镜下显示细胞骨架： 红色荧光显示微丝 黄色显示微管 蓝色显示细胞核,光镜下细胞骨架：黄色荧光显示微管,光镜下显示细胞骨架：,红色显示微丝，绿色显示微管,形态结构与化学组成,微管的形态结构：,5-9nm,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,微管横断面,中空的圆柱状结构。,横断面上看：,它是由13根原纤维纵向围绕而成。,微管的化学组成：,微管蛋白,微管蛋白,微管蛋白,（一）微管,微管蛋白,微管蛋白,异二聚体,原纤维,微管,（13）,细胞中微管的存在方式,微管的功能：,（1）构成细胞的支架,（2）参与物质的运输,（3）参与细胞器的运动,装 配,药物影响： 秋水仙素使微管去组装，是研究微管的重要工具。,纤毛本体,质膜,轴丝,9 2 + 2,二联体微管,中央微管,中央鞘（内鞘）,外 臂,内 臂,动力蛋白,B,A,辐条头,辐 条,管间连接丝,微丝（microfilament）的形态与组分,成分：肌动蛋白,形态：是一类由蛋白纤维组成的实心纤维细丝。 在细胞中：微丝可成束、成网或纤维状分散分布。,（二）微丝,微丝的主要成分是肌动蛋白，它是微丝的基础蛋白。已知有、等3种肌动蛋白异构体，分别分布在不同细胞或组织中。,单体：球形肌动蛋白,多聚体：螺旋状肌动蛋白丝,微丝的功能：,（1）肌肉收缩功能；,（3）微丝与细胞运动。,（2）微丝的支撑功能；,药物：细胞松弛素B、D阻止微丝组装； 鬼笔环肽促进微丝组装，形成稳定的结构。,形态：中间纤维（intermediate filament，IF）直径介与微管与微丝之间，为中空管状结构故得名中间纤维， 8-10nm。 IF结构稳定：既不受秋水仙素也不受细胞松弛B素影响，并且也没有极性。,（三）中间纤维,中间纤维具有相似的基本结构，即在中间纤维蛋白分子肽链中部都有一个约310个氨基酸残基的螺旋杆状区，其长度和氨基酸组成非常保守；杆状区的两端是非螺旋的头部和尾部，其氨基酸组成和化学性质是高度可变的。,中等纤维的功能：,（1）骨架功能,（2）信息传递功能,（四）细胞骨架的功能：,（1）细胞支持,（2）细胞运动的形式,纤毛运动,微管运动（纤毛、鞭毛摆动）,精子运动,五、细胞表面与细胞外基质,（一）细胞表面（cell surface）,结构,细胞外被 细胞膜 胞质溶胶,功能：（1）保护细胞； （2）参与细胞内外的物质交换和能量交换； （3）参与细胞识别、信息的接受和传递； （4）参与细胞运动； （5）维护细胞的各种形态。,细胞和细胞外基质共同组成组织器官,细胞外基质,胶原,纤粘连蛋白,层粘连蛋白,蛋白聚糖,组成成分,一、多糖和糖蛋白： 1.氨基聚糖 凝胶样基质 2.蛋白聚糖 二、结构蛋白： 1.胶原 纤维网架 2.弹性蛋白 三、粘着糖蛋白 1.纤粘连蛋白 粘附成分 2.层粘连蛋白,功 能,1、物理学功能： 支持、连接、保护、保水、抗压、营养作用。 2、生物学作用： ECM对细胞的影响作用：形态、增殖、分化、粘着、迁移等。 细胞对ECM的决定性作用：产生、分子组装、分布、降解。,思考题： 1、什么叫内膜系统？包括哪些细胞器？ 2、简述线粒体的结构及功能。 3、简述葡萄糖氧化磷酸化合成ATP的过程及场所。 4、细胞骨架由哪几部分构成？有什么功能？ 5、比较细胞质内各个细胞器的化学组成、组成细胞核的各部分的结构和功能。 6、什么是细胞表面？它有什么功能？ 7、组成细胞外基质的大分子有哪些？,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用,主要经营：网络软件设计