细胞质及细胞器课件

第五章细胞质及细胞器第五章细胞质及细胞器光镜下结构细胞膜细胞质细胞核细胞质基质内质网高尔基体溶酶体过氧化物酶体核糖体线粒体中心粒细胞骨架……光镜下结构细胞膜细胞质细胞核细胞质基质第一节内膜系统内膜系统：

是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包围形成的细胞器或细胞结构。它们靠内与核膜相连接，靠外与细胞膜相连续。内膜系统内质网高尔基复合体溶酶体过氧化氢体第一节内膜系统内膜系统：内膜系统内质网高尔基复合体溶酶体过为什么真核细胞中会产生内膜系统？将细胞内部空间区域化，形成执行不同功能的膜性细胞器。扩大细胞内膜的表面积，膜上镶嵌的蛋白与基质中的蛋白协调配合，高效精确的完成细胞的各种生理生化过程。是真核细胞特有的结构，是细胞进化的标志。为什么真核细胞中会产生内膜系统？将细胞内部空间区域化，形成执第五章细胞质及细胞器课件一、内质网(endoplasmicreticulum

)

核膜外层（一）内质网的形态结构内质网细胞膜

内质网是由一层单位膜围成的形状大小不同的管状、泡状、扁囊状结构，共同构成相互连通的网状膜系统。一、内质网(endoplasmicreticulum)内质网小管小泡扁囊状细胞膜核膜内质网小管小泡扁囊状细胞膜核膜第五章细胞质及细胞器课件（二）内质网的化学组成：微粒体：内质网碎片ER膜中含大约60%的蛋白和40%的脂类，脂类主要成分为磷脂标志酶：葡萄糖－6－磷酸酶（二）内质网的化学组成：微粒体：内质网碎片ER膜中含大约60（三）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（胰腺细胞、浆细胞)。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。核糖体粗面内质网滑面内质网（三）内质网的类型粗面内质网（RER):膜表面附着核糖体；形RERRERSERSER（四）内质网的功能

ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。

rER的功能：蛋白质合成、加工与运输。

sER的功能:小分子物质的合成与代谢以及细胞的解毒作用。（四）内质网的功能 ER是细胞内蛋白质与脂（一）高尔基复合体的形态结构是由数个单层膜扁平囊泡堆在一起形成的有高度极性的细胞器。凸出的一面对着内质网称为形成面（formingface）或顺面（cisface）。凹进的一面对着质膜称为成熟面（matureface）或反面（transface）。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡。（一）高尔基复合体的形态结构是由数个单层膜扁平囊泡堆在一起形光镜：网状结构电镜扁平囊成熟面(凹面、反面)小囊泡大囊泡形成面（凸面、顺面）细胞膜内质网光镜：网状结构电扁平囊成熟面(凹面、反面)小囊泡大囊泡形成面第五章细胞质及细胞器课件扁平囊凸面：形成（顺）面；小囊泡来源：小囊泡融合。来源：由rER‘芽生’而来。大囊泡来源：扁平囊周边或局部球状膨突脱落形成。凹面：成熟（反)面高尔基体的极性：

位置、方向、物质转运与生化极性扁平囊凸面：形成（顺）面；小囊泡来源：小囊泡融合。来（二）高尔基复合体化学组成高尔基体膜含有大约60%的蛋白和40%的脂类。标志酶:糖基转移酶。（三）高尔基复合体的功能分泌物的贮存、浓缩、分拣、加工和运输；参与溶酶体的形成和膜的转变（二）高尔基复合体化学组成高尔基体膜含有大约60%的蛋白和4三、溶酶体（lysosome）（一）溶酶体的形态结构由一层膜包围的囊泡状结构异质性细胞器；内含多种酸性水解酶；水解酶的最适pH为5.0；能消化分解各种内源性或外源性物质，称为细胞内的消化器官。三、溶酶体（lysosome）（一）溶酶体的形态结构由一层膜

小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体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=5成熟溶酶体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（二）溶酶体的化学组成溶酶体膜溶酶体膜上有H+质子泵；溶酶体膜内存在特殊的转运蛋白；溶酶体的蛋白质高度糖基化。溶酶体的酶:溶酶体含有60多种水解酶，这些水解酶多为酸性水解酶；PH值5.0。标志酶:酸性磷酸酶（二）溶酶体的化学组成溶酶体膜溶酶体膜上有H+质子泵；溶酶体第五章细胞质及细胞器课件溶酶体初级溶酶体：只含酶，不含底物。次级溶酶体：初级溶酶体+底物次级溶酶体异噬性溶酶体：初级溶酶体+吞噬体——异噬过程自噬性溶酶体：初级溶酶体+自噬体——自噬过程(自体吞噬)残体：已失去酶活性，仅留未消化的残渣（三）溶酶体的分类内体性溶酶体：初级溶酶体+吞饮体溶酶体初级溶酶体：只含酶，不含底物。次级溶酶体：初级溶酶体+内体初级溶酶体吞噬体吞噬溶酶体吞饮体内体溶酶体自噬体自噬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胞外消化内体初级溶酶体吞噬体吞噬溶酶体吞饮体内体溶酶体自噬体自噬溶酶（四）溶酶体的功能

参与细胞内的各种消化活动，并与免疫活动及激素分泌的调节有一定的关系。溶酶体的消化作用异噬作用：对细胞内吞物的消化自噬作用：对自身物质的消化胞外消化：对细胞外物质的消化（四）溶酶体的功能参与细胞内的各种消化活动，并与第五章细胞质及细胞器课件类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂其释放的酶导致关节组织损伤和发炎

。类贮积症：台-萨氏综合征（Tay-Sachsdiesease）：溶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累。II型糖原累积病（Pompe病）：缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶体中积累。类风湿性关节炎：溶酶体膜很易脆裂其释放的酶导致关节组织损伤和四、过氧化物酶体（peroxisome）（一）过氧化物酶体的形态结构又称微体（microbody）是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。尿酸氧化酶结晶过氧化物酶体类核体示电镜下的过氧化物酶体四、过氧化物酶体（peroxisome）（一）过氧化物酶体的（二）过氧化物酶体的化学组成酶氧化酶：氧化底物的同时，将氧还原成过氧化氢。标志酶：过氧化氢酶过氧化氢酶：对氧化酶作用底物后形成的过氧化氢还原成水。（二）过氧化物酶体的化学组成酶氧化酶：氧化底物的同时，将氧还（三）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；对有毒物质的解毒作用：RH2+H2O2—

R+2H2O；（三）过氧化物酶体的功能2H2O2过氧化氢酶2H2O+O五、内膜系统结构上的统一性都有单层膜结构。核膜外层与粗面内质网相连接，内质网又与高尔基复合体、溶酶体、微体、细胞膜相连通。细胞膜内陷以及内质网芽生出小泡，这些小泡在细胞中移行与细胞膜、高尔基复合体、溶酶体也发生联系。这种细胞膜和细胞内各种膜相结构间的相互联系和转移称为膜流。五、内膜系统结构上的统一性都有单层膜结构。核膜外层与粗面内质细胞膜胰腺泡细胞内膜间的相互关系核膜分泌泡高尔基扁平囊高尔基小泡内质网细胞膜胰腺泡细胞内膜间的相互关系核膜分泌泡高尔基扁平囊高尔基第二节线粒体(mitochondrion)线粒体——细胞的“动力工厂”第二节线粒体(mitochondrion)线粒体——细胞的一、线粒体的形态结构：（一）形态、大小、分布形态：(光镜下）线状、粒状、短杆状；有的圆形、哑铃形、星形；还有分枝状、环状等大小：细胞内较大的细胞器。一般直径：0.5—1.0um;长度：3um。数目：不同类型的细胞中差异较大。正常细胞中：1000—2000个。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能旺盛的区域和需要能量较多的部位。一、线粒体的形态结构：（一）形态、大小、分布形态：(光镜下）线粒体的形态结构线粒体的形态结构LocalizationofmitochondrianearsitesofhighATPutilizationincardiacmuscleandaspermtail.

Localizationofmitochondrian（二）亚显微结构电镜：线粒体是由两层单位膜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（二）亚显微结构电镜：线粒体是由两层单位膜围成的封闭的囊状结外膜外膜含有多套运输蛋白（通道蛋白），允许分子量为10000以内的物质可以自由通过。内膜外膜内膜通透性很差，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。膜间隙（外室）内膜向内突起形成—嵴嵴内外膜之间—膜间隙嵴间腔（内室）嵴内腔外膜外膜含有多套运输蛋白（通道蛋白），允许分子量为10外膜嵴内腔嵴与基粒嵴：嵴的形态和排列方式差别很大基粒（ATP酶复合体）：基粒（ATP酶复合体）

9nm头部:合成ATP柄部:调节质子通道基片：质子的通道内膜膜间隙嵴间腔嵴（内室）（外室）内膜向内室折叠形成，可增加内膜的表面积。外膜嵴内腔嵴与基粒嵴：嵴的形态和排列方式差别很大基粒（ATP第五章细胞质及细胞器课件第五章细胞质及细胞器课件（三）线粒体的化学组成蛋白质，占65-70%脂类，占25-30%DNA，占5%多种酶和辅酶特点：

含酶最多的细胞器；

内膜为膜蛋白最丰富的膜；

动物细胞唯一含DNA的细胞器。（三）线粒体的化学组成蛋白质，占65-70%基质标志酶：苹果酸脱氢酶外膜标志酶：单胺氧化酶内膜标志酶：细胞色素氧化酶膜间腔标志酶：腺苷酸激酶线粒体中各部位的标志酶基质标志酶：苹果酸脱氢酶外膜标志酶：单胺氧化酶内膜标志酶：细一）自主性表现：

二、线粒体半自主性1、有mtDNA(约15kb，环状、裸露)2、有自已特殊的蛋白质合成系统3、有其特殊的物质转运系统一）自主性表现：二、线粒体半自主性1、有mtDNA(约1、mtDNA信息量少，只能合成5%的内膜蛋白。

mtDNA编码：2种rRNA22种tRNA13种多肽2、其蛋白合成系统中的DNA聚合酶，RNA聚合酶，核糖体蛋白质、氨基酸活化酶等仍由核基因编码。二）自主性的限制：1、mtDNA信息量少，只能合成5%的内膜蛋白。二）自主三、线粒体的生物发生一）内共生学说

线粒体起源于古老厌氧真核细胞中寄生的需氧细菌其核糖体结构、蛋白质合成起始过程及对药物的敏感性都与细菌相似、不同于真核细胞。二）非共生起源学说（分化起源学说）

真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧菌，其通过细菌细胞膜的内陷、扩大和分化，后逐渐形成了线粒体雏形。三、线粒体的生物发生一）内共生学说二）非共生起源学说（分线粒体的增殖间壁分离收缩分离出芽分裂线粒体的增殖间壁分离收缩分离出芽分裂第三节核糖体(ribosome)

——细胞内蛋白质的合成场所第三节核糖体(ribosome)

——细胞内蛋白质的合成场一、核糖体的形态结构形态：不规则颗粒状（无膜）结构：大亚基小亚基小亚基大亚基新生肽链出口腔处肽链合成区mRNA一、核糖体的形态结构形态：不规则颗粒状（无膜）结构：大亚二、核糖体的化学组成rRNA蛋白质原核细胞核糖体(70S)真核细胞核糖体(80S)化学组成70S核糖体50S30S80S核糖体60S40S23SRNA16SRNA5SRNA28SRNA5.8SRNA5SRNA18SRNA~34种蛋白质~21种蛋白质50种蛋白质~33种蛋白质二、核糖体的化学组成rRNA蛋白质原核细胞核糖体(70S)核糖体活性部位mRNA结合部位：小亚基上，与mRNA结合

核糖体活性部位模式图A位：大亚基上，接受氨基酸―tRNA位P位：大亚基上，释放tRNA位肽基转移酶部位：大亚基上，催化肽键形成GTP酶位：大亚基上，移位AP动画核糖体活性部位mRNA结合部位：小亚基上，与mRNA结合三、核糖体的分布类型附着核糖体核仁游离核糖体附着核糖体示核糖体分布三、核糖体的分布类型附着核糖体核仁游离核糖体附着核糖体示核糖核糖体的存在形式大、小亚基分散于细胞质中――非功能态大、小亚结构结合，游离于细胞质中或附着于内质网上----功能态，常形成多聚核糖体。核糖体的功能态与非功能态处于动态平衡中。核糖体的存在形式大、小亚基分散于细胞质中――非功能态四、核糖体的功能合成蛋白质的机器游离核糖体：于胞质中的核糖体合成细胞本身所需结构蛋白，如细胞内代谢酶、红细胞内血红蛋白、肌细胞的肌动蛋白等。附着核糖体：于内质网上的核糖体合成分泌蛋白，如激素、抗体、酶类等，溶酶体酶也是附着核糖体合成的。四、核糖体的功能合成蛋白质的机器游离核糖体：于胞质中的核糖第四节细胞骨架(cytoskeleton)第四节细胞骨架(cytoskeleton)细胞骨架：

指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系。作用：维持细胞一定的形状；网络各游离的细胞器；与细胞的运动有关。细胞骨架：作用：细胞骨架微管微丝中间纤维线粒体核糖体内质网细胞骨架微管微丝中间纤维线粒体核糖体内质网第五章细胞质及细胞器课件一、微管(microtubule，MT)1、形态结构与化学组成（1）微管的形态结构：微管由蛋白质组成的中空管状结构。10-15nm20--30nm一、微管(microtubule，MT)1、形态结构与化学

微管由13条原纤维包围而成（每条原纤维由微管蛋白α、β两个亚基相间排列成长柱状）。微管由13条原纤维包围而成（每条原纤维由微管蛋白α、15nm24-26nm5-9nm12345678910111213

微管蛋白微管蛋白异二聚体聚合首尾相连原纤维微管（13）15nm24-26nm5-9nm12345678910α亚单位β亚单位微管蛋白(tubulin)：占80%由α和β两个亚单位组成,以异二聚体的形式存在。（2）微管化学组成：α亚单位β亚单位微管蛋白(tubulin)：占80%（2）微微管的结合蛋白（MAPs）:占20%微管相关蛋白微管结合蛋白（MAPs）MAP1MAP2微管结合蛋白：Tau蛋白作用：1.抵抗解聚、稳定微管、在体外加速微管蛋白聚合。2.调节微管与其他细胞成分的相互关系。微管的结合蛋白（MAPs）:占20%微管相关蛋白微管结合蛋白（二）微管的类型：（二）微管的类型：第五章细胞质及细胞器课件第五章细胞质及细胞器课件（三）微管的装配：

微管的体外组装

+-

踏车

MT在正极装配，在负极解聚——极性装配（三）微管的装配：微管的体内组装微管的体内组装除遵循体外装配的规律外，还受严格的时间和空间的控制。时间控制：细胞生命活动的特殊时刻。可受特殊因素的影响：温度、压力、PH值、Ca2+浓度、秋水仙素、紫杉酚等。空间控制：微管装配是从特殊始发区域(微管组织中心)开始。微管的体内组装微管的体内组装除遵循体外装配的规律外，微管组织中心(microtubuleorganizingcenter,MTOC)

活细胞内微管组装时总是以某部位为中心开始聚集，这个中心称为微管组织中心,包括中心体、基体和着丝粒等。微管组织中心活细胞内微管组装时总是以某部位为中心二、微丝(microfilament，MF)1、结构与分子组成（1）微丝的形态结构：又称肌动蛋白纤维(actinfilament),是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。二、微丝(microfilament，MF)1、结构与分子（2）微丝的分子组成：肌动蛋白(actin)球状肌动蛋白(肌动蛋白单体G-actin)纤维状肌动蛋白(肌动蛋白聚合体F-actin)-肌动蛋白(肌细胞)-肌动蛋白(非肌细胞)-肌动蛋白(非肌细胞)（2）微丝的分子组成：肌动蛋白(actin)球状肌动蛋白纤维微丝结合蛋白：①肌球蛋白(myosin)主要分布于肌细胞，有两个球形头部结构域(具有ATPase活性)和尾部链，形成粗肌丝。

微丝结合蛋白：①肌球蛋白(myosin)主要分布于肌细胞，②原肌球蛋白(tropomyosin,Tm)由两条平行的多肽链形成α-螺旋构型,位于肌动蛋白螺旋沟内,结合于细丝，调节肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合。 ③肌钙蛋白(Troponin,Tn)为复合物，包括三个亚基：TnC(Ca2+敏感性蛋白)能特异与Ca2+结合;TnT(与原肌球蛋白结合);TnI(抑制肌球蛋白ATPase活性)②原肌球蛋白(tropomyosin,Tm)由两条平行的多Tropomyosin,actinandtroponinTropomyosin,actinandtroponi肌肉的组成由肌原纤维组成，肌原纤维包括粗肌丝和细肌丝，粗肌丝主要成分是肌球蛋白，细肌丝的主要成分是肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白。肌肉的组成由肌原纤维组成，肌原纤维包括粗肌丝和细肌丝，粗肌丝第五章细胞质及细胞器课件2、微丝的组装：G-actinF-actin+-

踏车MF在正极装配，在负极解聚——极性装配2、微丝的组装：G-actinF-actin+-踏+－Treadmilling,踏车现象：当G-actin处于临界浓度时，MF的装配可以表现出ATP-actin继续在（+）端添加而延长，而在（-）端脱落而缩短，表现出一种“踏车”现象。+－Treadmilling,踏车现象：微丝是一动态结构