细胞的内膜系统(1).ppt

二 内膜结构系统细胞器 二 内膜结构系统细胞器 内膜系统 endomembranesystem 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 endoplasmicreticulum 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 Golgicomplex 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 2H2O O2 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 0 m 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6 7nm 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10000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 HPF0 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 intermediatefilament 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 cellsurface 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