细胞生物学第三章1-3节真核细胞的基本结构

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1、 第一节 膜性细胞器内膜系统：内膜系统：指位于细胞质内，在结构结构，功能功能乃至发生发生上有 一定联系联系的膜性结构的总称。内膜系统为细胞提供了足够面 积的膜，使之完成各种重要的生命活动。内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体溶酶体溶酶体过氧化物酶体过氧化物酶体uu线粒体虽然也是由线粒体虽然也是由 膜结构组成的，但不膜结构组成的，但不 属于内膜系统。属于内膜系统。p内膜系统分布于细胞质基质中。细胞质基质也称为胞 质溶胶，是细胞质中除各种细胞器和内含物以外的较 为均质而半透明的液体部分。化学组成化学组成小分子小分子：包括水、无机离子（：包括水、无机离子（K K+ +、NaNa+ +、CaCa2+2

2、+等）等）中等分子中等分子：脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等。：脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等。大分子大分子：多糖、蛋白质、脂蛋白和：多糖、蛋白质、脂蛋白和RNARNA等。等。uu此外，细胞质基质中还含有大量的此外，细胞质基质中还含有大量的酶酶，它们是大分子合成和，它们是大分子合成和 代谢所必需的。代谢所必需的。 细胞质基质的主要功能有细胞质基质的主要功能有离子环境离子环境、提供底物提供底物和和反应场所反应场所。19451945年，年，Porter-Porter-电子显微镜电子显微镜-小鼠成纤维细胞小鼠成纤维细胞(Endoplasmic reticulum, ER)核膜外层核膜外

3、层 一一. .内质网的形态结构与类型内质网的形态结构与类型内质网内质网内质网是由一层单位膜围成的是由一层单位膜围成的 形状大小不同的形状大小不同的小管小管，小泡小泡， 扁囊状扁囊状结构，相互连接形成一结构，相互连接形成一 个连续的网状膜系统个连续的网状膜系统。小管小泡扁囊状细胞膜核膜内质网内质网细胞膜细胞膜 内质网的内腔相互连通。内质网的类型内质网的类型粗面内质网（RER):膜表面附着核糖体；形态多为板层状排列的扁囊； 多分布在分泌活动旺盛或分化较完善的细胞内。滑面内质网（SER):膜表面无核糖体附着；形态多为分枝小管或小泡； 多分布在一些特化的细胞中。核糖体粗面内质网粗面内质网粗面内质网滑面

4、内质网滑面内质网滑面内质网二二. .内质网的化学组成内质网的化学组成微粒体：为用蔗糖密度梯度离 心方法，从细胞匀浆中分离出 的内质网碎片。标志酶：葡萄糖-6-磷酸酶三三. .内质网的功能内质网的功能粗面内质网：蛋白质的合成与转运。滑面内质网：小分子物质的合成与代谢以及细胞的解毒作用。粗面内质网的功能粗面内质网的功能1.1.粗面内质网与蛋白质的合成粗面内质网与蛋白质的合成此乃粗面内质网最重要的功能，即合成此乃粗面内质网最重要的功能，即合成外输性蛋白质外输性蛋白质（分泌分泌 蛋白蛋白）。由粗面内质网所合成的蛋白质包括：）。由粗面内质网所合成的蛋白质包括：分泌蛋白分泌蛋白：如分泌到细胞外的基质蛋白、

5、消化酶、抗体等。膜嵌入蛋白膜嵌入蛋白：如膜受体蛋白，膜抗原蛋白。溶酶体蛋白溶酶体蛋白：即溶酶体酶。驻留蛋白驻留蛋白：某些可溶性蛋白质，合成后进入细胞质中。蛋蛋 白白 质质 的的 生生 物物 合合 成成DNA前体RNAmRNA多肽链核糖体1898 意大利-高尔基(Camillo Golgi)-光镜-猫-神经细胞(Golgi complex)( (一一) )高尔基复合体的形态结构高尔基复合体的形态结构光镜：光镜：网状结构网状结构电镜扁平囊成熟面小囊泡大囊泡形成面反面高尔基网状结构高尔基中间膜囊顺面高尔基网状结构扁 平 囊呈盘状，3-10层称高尔基堆 扁平囊间距：20-30nm；囊腔宽：6-15nm

6、凹面：成熟（反）面凸 面：形成（顺）面；凸面：形成（顺）面；形成面膜厚： 6nm ; 成熟面膜厚：8nm小 囊 泡30-80nm球形小泡膜厚：6nm;囊腔内含：中等电子密度的物质泡内含物质：低电子密度物质，较透明。来 源：小囊泡融合。来 源：由RER芽生而来。大 囊 泡100-500nm;膜厚：8nm;泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。来 源：扁平囊周边或局部球状膨 突脱落形成。凹 面：成熟（反）面( (二二) ) 高尔基复合体的化学组成高尔基复合体的化学组成特征酶：糖基转移酶( (三三) ) 高尔基复合体的分布高尔基复合体的分布分泌功能旺盛的细胞(胰腺细胞和小肠上皮细胞), GC发达细胞分

7、化程度与GC有关GC在细胞中的数目基本固定( (三三) ) 高尔基复合体的功能高尔基复合体的功能形成包装分泌物蛋白质的加工修饰蛋白质和脂类的糖基化细胞内膜泡运输2020世纪世纪4040年代末年代末鼠肝匀浆离心鼠肝匀浆离心酸性磷酸酶酸性磷酸酶19551955年年Duve Duve 等人等人电镜电镜鼠肝细胞鼠肝细胞细胞化学显示细胞化学显示(lysosome)( (一一) ) 溶酶体的形态特点和化学组成溶酶体的形态特点和化学组成溶酶体的形态特征溶酶体是由一层单位膜包围，内含多种酸性水解酶的泡状结构。溶酶体膜溶酶体膜上有H+质子泵：保持溶酶体基质内的酸性环境。溶酶体膜内存在特殊的转运蛋白：可运输溶酶体

8、消化水解的产物。溶酶体的蛋白质高度糖基化：防止自身被水解消化。0.25-0.5um圆形、卵圆形小体，也有长杆状称为管状溶酶体。溶酶体的酶溶酶体含有溶酶体含有6060多种多种水解酶水解酶，这些水解酶多为，这些水解酶多为酸性水解酶酸性水解酶；PHPH值值3.5-5.53.5-5.5。酶蛋白酶（肽酶）核酸酶磷酸酶糖苷酶酯 酶硫酸酯酶（分解氨基多糖的酶）酸性磷酸酶（AcP酶)三偏磷酸酶(TMP酶)标志酶内吞体溶酶体的发生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 前溶酶体ATPADP+PiH+去除磷酸PH=6成熟溶酶体( (二二) ) 溶酶体的分类溶酶体的分类溶

9、酶体溶酶体初级溶酶体（内体性溶酶体）：初级溶酶体（内体性溶酶体）：只含酶，不含底物只含酶，不含底物次级溶酶体（吞噬性溶酶体）：次级溶酶体（吞噬性溶酶体）：初级溶酶体初级溶酶体+ +底物底物次级溶酶体次级溶酶体异噬性溶酶体：异噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+ +外源性物质外源性物质异噬过程异噬过程自噬性溶酶体：自噬性溶酶体：初级溶酶体初级溶酶体+ +内源性物质内源性物质自体吞噬（自噬过程）自体吞噬（自噬过程）后溶酶体（末溶酶体、残质体）：后溶酶体（末溶酶体、残质体）：次级溶酶体内消化分解后的残渣物质。次级溶酶体内消化分解后的残渣物质。残质体残质体脂褐质脂褐质含铁小体含铁小体多泡体多泡体髓样结构

10、髓样结构内体初级溶酶体吞噬体异溶酶体吞饮体异溶酶体自噬体自溶酶体分泌颗粒 分泌溶酶体次 级 溶 酶 体残质体异噬作用自噬作用( (三三) ) 溶酶体的功能溶酶体的功能溶酶体对细胞内物质的消化 溶酶体可谓是溶酶体可谓是细胞内的消化器官细胞内的消化器官，能把摄入到细胞内的各，能把摄入到细胞内的各 种大分子物质借助于水解酶的作用分解为简单物质种大分子物质借助于水解酶的作用分解为简单物质。 简单分子可透过次级溶简单分子可透过次级溶 酶体的膜，在细胞质内酶体的膜，在细胞质内 继续代谢而被利用，以继续代谢而被利用，以 补充细胞内所需营养补充细胞内所需营养， 故溶酶体对细胞有消化故溶酶体对细胞有消化 营养作

11、用。营养作用。对细胞外物质的消化 溶酶体在某些情况下可通过胞吐方式释放到细胞外，消化分溶酶体在某些情况下可通过胞吐方式释放到细胞外，消化分 解细胞外物质，这种现象体现在受精过程和骨质更新方面。解细胞外物质，这种现象体现在受精过程和骨质更新方面。协助精子与卵细胞受精协助精子与卵细胞受精动物精子头部顶端的顶体是一种特化的溶酶体，含有多种水解酶。( (四四) ) 溶酶体与疾病溶酶体与疾病溶酶体与疾病溶酶体膜失常与疾病溶酶体膜失常与疾病: : 矽肺矽肺 、石棉沉着病、痛风、石棉沉着病、痛风-。先天性溶酶体病：先天性溶酶体病：糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病糖原贮积病、脂质沉积病、粘多糖沉积病-。溶

12、酶体与癌的关系：溶酶体与癌的关系：溶酶体酶致溶酶体酶致DNADNA损伤，导致细胞癌变。损伤，导致细胞癌变。溶酶体与类风湿性关节炎：溶酶体与类风湿性关节炎：关节软骨细胞破坏。关节软骨细胞破坏。1954年Rhodin电镜小鼠肾小管上皮细胞微体( (一一) )过氧化物酶体的形态特征过氧化物酶体的形态特征电镜：电镜：由一层单位膜包围、高电子密度、圆形或卵圆形的细胞由一层单位膜包围、高电子密度、圆形或卵圆形的细胞 器。器。 0.3-0.5um 0.3-0.5um ( (二二) )过氧化物酶体所含的酶过氧化物酶体所含的酶标志酶：标志酶：过氧化氢酶。过氧化氢酶。(peroxisome)( (三三) )过氧化

13、物酶体的功能过氧化物酶体的功能2H2O2过氧化氢酶 2H2O +O2 防止H2O2在细胞内堆积，起保护细胞的作用。(mitochondrion)一一. . 线粒体的结构线粒体的结构（一）线粒体的（一）线粒体的形态形态、 大小大小、数目数目和和分布分布在在 不同形态和类型的细胞不同形态和类型的细胞 可塑性较大。可塑性较大。形态：形态：光镜：光镜： 线状、粒状、短杆状。线状、粒状、短杆状。大小大小：细胞内较大的细胞器。一般直径：细胞内较大的细胞器。一般直径：0.51.0um;0.51.0um;长度：长度：3um3um。数目数目：不同类型的细胞中差异较大。正常细胞中：不同类型的细胞中差异较大。正常细

14、胞中：1000200010002000个。个。分布分布：因细胞形态和类型的不同而存在差异。通常分布于细胞生理功因细胞形态和类型的不同而存在差异。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。能旺盛的区域和需要能量较多的部位。线粒体的超微结构线粒体的超微结构电镜：电镜：线粒体是由线粒体是由两层单位膜两层单位膜围成的封闭的囊状结构。围成的封闭的囊状结构。外 膜内 膜膜间隙 （膜间腔、外室）嵴嵴间隙（嵴间腔 、内室 ）内含基质外外 膜膜 厚厚57nm57nm，平整、光滑平整、光滑 。外膜含有多套运输蛋白。外膜含有多套运输蛋白 （通道蛋白）（通道蛋白） ，围成筒状，围成筒状 圆柱体，中央有小

15、孔，孔圆柱体，中央有小孔，孔 径：径：2-3nm2-3nm，允许分子量允许分子量 为为10 00010 000以内的物质可以以内的物质可以 自由自由通过。通过。内内 膜膜外膜内膜 厚厚4.5nm4.5nm，其通透性其通透性 很差，但有高度的选择很差，但有高度的选择 通透性，借助通透性，借助载体蛋载体蛋 白白控制内外物质的交控制内外物质的交 换。换。膜间隙 （ 外室）嵴嵴间腔（ 内室）嵴内腔外膜内膜膜间隙嵴间腔嵴内腔可溶性的ATP酶（F1) 360 000疏水蛋白（HP F0 ) 70 000嵴基基 粒粒n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。n 其头部具有酶活性，能催化ADP 磷酸化生成ATP，故又称为ATPATP酶酶 复合体。复合体。基粒 （ ATP酶复合体）3-4nm 长 4.5-6nm6-11.5nm 高5-6nm9nm9nm头部柄部基片对寡酶素敏感蛋白（ OSCP) 18 000ATP酶复合体抑制多肽 10 000（调节酶活性）: 合成ATP: 调节质子通道：质子的通道（内室）（外室）外膜内膜膜间隙嵴间腔嵴内腔嵴基粒（ ATP酶）基基