第七章+真核细胞内膜系统、蛋白质分选与...
细胞生物学 翟中和版 总结笔记第七章
Cell biology细胞生物学第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输细胞内被膜区分类：细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器第一节细胞质基质的含义和功能一、细胞质基质的含义（1）含义：在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质主要含有：（1）与代谢有关的许多酶（2）与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构细胞质基质是一个高度有序的体系，细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的功能。
细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系，蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在，与周围溶液的分子处于动态平衡。
差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。
胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。
二、细胞质基质的功能（1）蛋白质分选和转运N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上，通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。
其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成，并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中，也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
（2）锚定细胞质骨架（3）蛋白的修饰、选择性降解1 蛋白质的修饰辅基、辅酶与蛋白的结合磷酸化和去磷酸化糖基化N端甲基化（防止水解）酰基化2 控制蛋白质寿命N端第一个氨基酸残基决定寿命细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解，依赖于泛素降解途径3 降解变性和错误折叠的蛋白质4 修复变性和错误折叠的蛋白热休克蛋白的作用第二节细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。
研究方法：电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析一、内质网的形态结构和功能内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。
（一）内质网的两种基本类型糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网：扁囊状整齐附着有大量核糖体功能：合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网：分支管状，小功能：脂质合成，出芽位点部分细胞合成固醇类激素糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白，说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输-测试题(满分：70)
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输- 测试题（满分：70）一、选择题（共25小题，1～20题每题1分，21～25题每题2分）1、下列关于信号肽，最正确的一项是（）A. 是C端的一段氨基酸序列 C. 具有信号作用，但不被切除B. 是N端的一段氨基酸序列 D. 跨膜运输后要被切除2、细胞质基质中合成，到内质网上继续合成的蛋白的定位序列为（）A. 信号肽 C. 转运肽B. 导肽 D. 信号斑3、参与蛋白质合成与运输的一组细胞器是（）A. 核糖体、内质网、高尔基体 C. 细胞核、微管、内质网B. 线粒体、内质网、溶酶体 D. 细胞核、内质网、溶酶体4、台-萨氏病是一种与溶酶体有关的遗传缺陷病，主要是（）缺乏而不能水解神经节苷脂GM2。
A. 磷酸二酯酶 C. β-氨基己糖酯酶AB. N-乙酰氨基转移酶 D. 腺苷酸环化酶5、指导蛋白质转运到线粒体上的氨基酸序列被称为（）A. 导肽 C. 转运肽B. 信号肽 D. 新生肽6、溶酶体的H+ 浓度比细胞质基质中高（）A. 5倍 C. 50倍B. 10倍 D. 100倍以上7、下面（）不是在粗面内质网上合成的A. 抗体 C. 胶原蛋白B. 溶酶体膜蛋白 D. 核糖体蛋白8、下列细胞器中的膜蛋白在粗面内质网上合成的为（）A. 叶绿体 C. 过氧化物酶体B. 线粒体 D. 溶酶体9、具运输和分拣内吞物质的细胞器是（）A. 有被小体 C. 胞内体B. 滑面内质网 D. 溶酶体10、下列（）是特化的内质网A. 肌质网 C. 乙醛酸循环体B. 脂质体 D. 残余小体11、真核细胞中下列（）细胞器或细胞结构上不可能有核糖体存在A. 内质网 C. 细胞核膜B. 细胞质基质 D. 细胞质膜12、下列细胞器中，有极性的是（）A. 溶酶体 C. 线粒体B. 微体 D. 高尔基体13、蛋白质的糖基化及其加工、修饰和寡糖链的合成是发生在高尔基体的（）A. 顺面管网状结构 C. 反面管网状结构B. 中间膜囊 D. 反面囊泡14、合成后的磷脂被（）转运至过氧化物酶体的膜上A. 磷脂转位因子 C. 膜泡B. 磷脂转换蛋白 D. 细胞骨架15、真核细胞中被称为异质性细胞器的是（）A. 溶酶体 C. 内质网B. 核糖体 D. 高尔基体16、细胞中合成脂类的重要场所是 ( )A. 粗面内质网 C. 高尔基体B. 光面内质网 D. 胞质溶胶17、真核细胞内生物大分子运输的交通枢纽是（）A. 溶酶体 C. 内质网B. 胞内体 D. 高尔基体18、真核细胞中生物大分子的合成基地是（）A. 溶酶体 C. 内质网B. 胞内体 D. 高尔基体19、溶酶体的（）借助M6P分选途径完成其分类、转运。
细胞学第7章复习题
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1一．名词解释1.细胞内膜系统：位于细胞质内，在结构、功能及发生上密切相关的内膜包绕形成的细胞器或细胞结构，是真核细胞特有的结构。
主要包括内质网、高尔基体和溶酶体等。
2.初级溶酶体：是指刚从高尔基体的边缘膨大分离出来，还未同消化物融合的潜伏状态，无活性。
3.次级溶酶体：是酶在进行或完全消化作用的溶酶体，内含水解酶和相应的底物。
根据自身消化物质得来源不同，分为自噬溶酶体和异噬溶酶体4. 细胞质基质：真核细胞的细胞质中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质，主要含有与中间代谢有关的酶和维持细胞形态、胞内物质运输有关的细胞质骨架结构等。
二．填空题1.在内质网上合成的蛋白主要包括分泌蛋白、膜整合蛋白、细胞器驻留蛋白等。
2.蛋白质的糖基化修饰主要分为N－连接的糖基化修饰，指的是蛋白质上的天冬酰胺残基与N-乙酰葡萄糖胺直接连接，和O－连接的糖基化修饰，指的是蛋白质上的丝氨酸或苏氨酸残基与N-乙酰半乳糖胺直接连接。
3.肌细胞中的内质网异常发达，被称为肌质网。
4.原核细胞中核糖体一般结合在细胞质膜上，而真核细胞中则结合在粗面内质网上。
5.真核细胞中，光面内质网是合成脂类分子的细胞器。
6.内质网的标志酶是葡萄糖-6－磷酸酶。
7.细胞质中合成的蛋白质如果存在信号肽，将转移到内质网上继续合成。
如果该蛋白质上还存在停止转移序列，则该蛋白被定位到内质网膜上。
8.高尔基体的标志酶是糖基转移酶。
9.具有将蛋白进行修饰、分选并分泌到细胞外的细胞器是高尔基体。
10.被称为细胞内大分子运输交通枢纽的细胞器是高尔基体。
11.蛋白质的糖基化修饰中，N－连接的糖基化反应一般发生在内质网中，而O－连接的糖基化反应则发生在和高尔基体中。
12.蛋白质的水解加工过程一般发生在高尔基体中。
13.从结构上高尔基体主要由顺面膜囊、中间膜囊和反面膜囊和囊泡组成。
14.植物细胞中与溶酶体功能类似的结构是圆球体、中央液泡和糊粉粒。
真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输 复
• 1954年,Palade和Porter等,证实内质网是由膜围绕的囊泡 所组成。
• 2.内质网形态结构和发生
•
封闭管状或扁平囊状膜系统及其
包被的腔，形成互相沟通的三维网络
• 依赖于泛素的26S蛋白酶体(proteosome)：
•
结构：一个筒状20S催化核心(core，14种多肽，28个亚
基)，两端各一个19S调节部分(cap，15个亚基)。
•
含量：占细胞蛋白总量1％。
•
存在：细胞质基质和细胞核。
• 蛋白质的泛素化过程
• 蛋白质的泛素化过程：三步
• ATP供能，泛素C端与非特异性 泛素活化酶E1的Cys共价结合， 形成E1-泛素复合物。
结构。
•
一端通过与核膜联系，另一端沿 大小通常占细胞膜
微管向外延伸。
系统一半，体积占细胞
• 结构稳定性：细胞周期内，经历解体 总体积10％以上。
与重建，变化复杂；不同类型细胞、
同一细胞在不同发育阶段和生理状态，
其结构也有明显变化。
• 发生：可能起源于细胞质膜，与核膜 同源；自我组装，rER合成膜蛋白、s ER合成膜脂。
•
GroEL-GroES分子伴侣系统对于新合成蛋白的折叠是
非常重要的。这两种蛋白质组成了一个由两个穴（GroEL）
和一个盖子（GroES）组成的圆柱，底物进入这个圆柱，
进行折叠，然后释放。
第二节细胞内膜系统及其功能
• 细胞内膜系统(endomembrane system)的研究方法：电镜
技术(超微结构)；免疫标记和放射自显影技术(功能定位)；
细胞生物学 第7章 真核细胞内膜系统蛋白质分选与膜(共103张PPT)
一，其意义在于：大大增加了细胞内膜的表面积；为多种酶特
别是多酶体系提供了大面积的结合位点；酶系统的隔离与连接；
蛋白质、糖、脂肪的合成、加工和包装；运输分泌物；扩散屏
障及膜电位建立；离子梯度的维持等。
二、内质网的形态结构与功能
(一)、内质网的形态结构及化学组成
②赋予蛋白质传导信号的功能；
③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：
（O-linked glycosylation）：与
Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖
或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行。
（N-linked glycosylation）：与
丝氨酸、苏氨酸、
羟赖氨酸、羟脯氨酸
一般1～4个糖残基，
但ABO血型抗原较长
N—乙酰半乳糖胺等
内质网上进行N-连接的糖基化。
糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸多萜醇
（dolichol phosphate）分子上，装配成寡糖链。
再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列（Asn-X-Ser
或Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上。
高等细胞区室化
Compartmentalization
质膜
内膜
生物膜
原核细胞 – 质膜构成的单一区室
真核细胞 – 内膜 – 各种细胞器
内膜系统出现的意义：
各自独立，各司其职
相互依存，协调同一
大大提高了细胞代谢反应的效率
细胞核
细
胞
细胞质
过氧化物酶体
线粒体
细胞骨架
《细胞生物学》 习题集参考答案
《细胞生物学》习题集参考答案第一章绪论一．填空题1．胡克，1665，原生动物，红细胞2．细胞的发现，细胞学说的建立，细胞学经典时期，实验细胞学时期3．能量守恒定律，细胞学说，达尔文进化论4．遗传信息的形成，膜的形成5．细胞内基因选择性表达特异功能蛋白质, 生物发育6．碱基互补配对7．全能性8．体细胞9．染色体DNA与蛋白质相互作用关系；细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及调控；细胞信号转导研究或细胞结构体系的组装二．选择题1．C 2：D 3：C 4：D 5. Ｂ三：判断题1．√2。
√3。
√4：×（原生质包括细胞内所有的生活物质）5．×四．名词解释1．细胞生物学是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，以细胞作为生命活动的基本单位的思维为出发点，探索生命活动规律的学科，其核心问题将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
2．生物大分子是指细胞中存在的那些分子质量巨大、结构复杂、具有生物活性的有机化合物，如以蛋白质、核酸、多糖及脂类等四大类为典型的生物大分子，它们是由多个氨基酸或核苷酸等小分子聚合而成的，具有广泛的生物活性，既是细胞的结构成分，又是细胞和种生命活动的执行者或体现者。
五．简答题1．Science Nature /Nature Cell Biology /Cell /Molecular Cell/ Developmental Cell /Cancer Cell/ Neuron/Journal of Cell Biology /Gene and Biology /Journal of Cell Science（参看课本P14）国内的相关学术刊物《中国科学》.《科学通报》.《分子细胞生物学报》.《细胞生物学杂志》.《遗传学报》.《动物学报》.《微生物学报》等（参看课本P14-15）2．（1）细胞结构功能→细胞生命活动。
细胞生命活动的研究，将进一步加深对细胞结构与功能的了解；（2）细胞中单一基因与蛋白→基因组与蛋白质组及在细胞生命活动中的协同作用，特别是复合体的相互作用；（3）细胞信号转导途径→信号调控网络；（4）体外（in vitro）研究→体内（in vivo）研究；（5）静态研究→活细胞的动态研究；（6）实验室研究为主→计算生物学更多地介入并与之结合；（7）细胞生物学与生物学其他学科的渗透→与数、理、化及纳米科学等多学科的交叉。
翟中和细胞生物学第七章总结2（名词解释）
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1.细胞质基质：在真核细胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质，也称胞质溶胶，内含水、无机离子、酶以及可溶性大分子和代谢产物。
21、许多中间代谢过程在细胞质基质中进行。
包括糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原合成与分解以及蛋白质与脂肪酸的合成等。
2、细胞质骨架是细胞质基质的主要结构成分，与维持细胞形态、细胞运动、物质运输及能量传递有关，而且也是细胞质基质结构体系的组织者，为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点。
3、与蛋白质的修饰及选择性降解有关。
①蛋白质的修饰，在细胞质中发生的蛋白质修饰的类型主要有：辅酶或辅基与酶的共价结合；磷酸化与去磷酸化，用以调节很多蛋白质的生物活性；糖基化作用；对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰；酰基化。
②控制蛋白质的寿命。
③降解变性和错误折叠的蛋白质。
④帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。
这一功能主要靠热休克蛋白来完成。
3①辅酶或辅基与酶的共价结合。
②磷酸化与去磷酸化，用以调节很多蛋白质的生物活性。
③糖基化作用：糖基化主要发生在内质网和高尔基体中，在细胞质基质中发现的糖基化是指在哺乳动物的细胞中把N-乙酰葡糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上。
④对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰：这种修饰的蛋白质，如很多细胞支架蛋白和组蛋白等，不易被细胞内的蛋白质水解酶水解，从而使蛋白质在细胞中维持较长的寿命。
⑤酰基化：最常见的一类酰基化修饰是内质网上合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基体的转运过程中发生的，它由不同的酶来催化，把软脂酸链共价地连接在某些跨膜蛋白的暴露在细胞质基质中的结构域；另一类酰基化修饰发生在诸如src基因和ras基因这类癌基因的产物上，催化这一反应的酶可识别蛋白中的信号序列，将脂肪酸链共价地结合到蛋白质特定的位点上。
如src基因编码的酪氨酸蛋白激酶与豆蔻酸的共价结合。
酰基化与否并不影响酪氨酸蛋白激酶的活性，但只有酰基化的激酶才能转移并靠豆蔻酸链结合到细胞质膜上。
《细胞生物学》名词解释
《细胞生物学》名词解释第二章细胞的统一性和多样性1.原核生物：由原核细胞构成的有机体。
2.细胞体积守恒定律：器官的大小与细胞的数量有关，与细胞的数量成正比，与细胞的大小无关。
3.古细菌：一些长在极端环境中的细菌。
4.光学片层：蓝细菌中位于细胞质部分的同心环样的膜片层结构。
5.真核生物：由真核细胞构成的有机体。
6.细胞表面：细胞膜及其相关结构。
7.细胞骨架系统：由一系列特异的结构蛋白组装而成的网架系统，包括细胞质骨架和细胞核骨架。
第四章细胞质膜1.细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
2.生物膜：细胞内膜系统和质膜的统称。
3.脂质体：根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的一种人工膜。
4.去垢剂：一段亲水另一端疏水的两性分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
5.成斑现象：在某些细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新分布，聚集于细胞表面的某些部位。
6.成帽现象：在某些细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新分布，聚集于细胞表面的某些部位，进而聚集于细胞的一端。
7.相变温度：膜脂由液态转变为晶态的温度。
8.膜的不对称性：细胞膜中各种成分分布不均匀，包括数量和种类的不均匀。
9.脂筏：一种相对稳定、分子排列紧密、流动性低的膜脂微区结构。
10.膜骨架：一种在细胞膜下与膜蛋白相连的，由纤维蛋白组成的网架结构。
第五章物质的跨膜运输1.载体蛋白：存在于细胞膜上的一种具有特异性传导功能的蛋白质，它能与特定的溶质结合，通过构型的改变介导分子的跨膜运输。
2.通道蛋白：存在于细胞膜上的一种跨膜亲水性离子通道，允许特定的离子顺浓度梯度通过。
3.被动运输：通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度到低浓度方向的跨膜转运。
4.协助扩散：各种极性分子以及金属离子如氨基酸、糖、核苷酸，以及细胞代谢产物等借助协助蛋白顺浓度梯度或电化学梯度，无需细胞提供能量的进行跨膜转运的一种运输方式。
细胞生物学 第七章 细胞内膜系统及蛋白质分选与泡膜运输
❖ 2、内质网的功能 （2）sER的功能 合成细胞所需的包括磷脂和胆固醇的绝大多数膜脂 ，
其中最主要的是卵磷脂。
两种例外：鞘磷脂和糖脂（ER开始→Golgi complex 完成）；
Mit/Chl某些单一脂类是在它们的膜上合成的。 合成磷脂的三种酶：酰基转移酶、磷酸酶、磷酸转移
酶。定位于内质网膜上，其活性部位在膜的细胞质基 质侧。
第二节 细胞内膜系统及其功能
细胞内膜系统（ endomembrane system ） 是指细胞内在结构、功能及发生上相关
的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。 包括：内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、
分泌泡等
细胞内膜系统
❖ 一、内膜系统的研究方法 ❖ 1、电镜技术 ❖ 研究细胞内膜系统的超微结构 ❖ 2、免疫标记与放射自显影技术 ❖ 用于功能定位 ❖ 3、 生化分析 ❖ 组分分离与分析 ❖ 4、遗传突变分析 ❖ 膜泡运输与功能机制研究
N-连接蛋白质糖基的过程
新生肽的折新叠组生装肽：的折叠与组装
非还原性的内腔，易于二硫键形成；
◎正确折叠：蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）切断二硫键，帮助新合成的蛋白重 新形成二硫键并处于正确折叠的状态（蛋白质处于自 由能最低的状态）
◎ 结合蛋白（Binding protein，Bip，chaperone）： 识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位，并促 进重新折叠与装配。
(chaperones) : that recognize and bind to unfolded or misfolded proteins and give them correct conformation; ❖ Protein disulfide isomerase ( PDI ) ; ❖ GT(glucosyl-transferase, monitoring enenzyme ) recognize unfolded or misfolded proteins and adds a glucose to the end of oligo..
细胞生物学名词解释及思考题
名词解释：第三章细胞生物学研究方法非细胞体系：来源于细胞，而不具有完整的细胞结构，但包含了进行正常生物学反应所需的物质（如供能系统和酶反应体系等）组成的体系即为非细胞体系。
原位杂交：将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交，称为原位杂交。
原位分析：在保持细胞结构的基础上，某些化学物质（显色剂）和细胞内某种成分发生化学反应，在细胞局部范围内形成有色沉淀物，从而对细胞化学成分进行定性或定位。
用于对某些细胞成分进行定性和定位研究。
放射自显影技术：利用放射性同位素的电离辐射对乳胶（含AgBr或AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。
第四章细胞质膜脂质体：脂质体是一种人工膜。
在水中，搅动后磷脂形成脂双层分子的球形脂质体，直径25~1000nm不等。
人工脂质体可用于：转基因、制备药物和研究生物膜的特性。
脂筏：在以甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等形成有序的脂相，如同漂浮在脂双分子层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。
膜骨架：膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
生物膜：质膜和内膜总称为生物膜。
细胞质膜是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜，所以又称细胞膜。
围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。
生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
第五章物质的跨膜运输水孔：即水通道，是内在膜蛋白的一个家族，在各种特异性组织细胞中提供了水分子快速跨膜运动的通道。
对水有高度特异性，只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。
P-型离子泵：其原理与钠钾泵相似，每分解一个A TP分子，泵出2个Ca2+。
位于肌质网上的钙离子泵占肌质网膜蛋白质的90%。
V-型离子泵：存在于各类小泡膜上，水解A TP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、植物液泡膜上。
F-型离子泵：H+ 顺浓度梯度运动，利用质子动力势合成A TP，也叫A TP合酶，位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输
◆扁平囊泡(sacuules)
◆小囊泡(vesicle) ◆大囊泡(vacuoles)
The Golgi Apparatus
培养的上皮细胞中高尔基体的分布 （高尔基体为红色，核为绿色）
高尔基体的形态结构
高尔基体的极性
◆高尔基内侧网络 (cis-Golgi network, CGN) 顺面、形成面 ◆中间潴泡 (medial cisternae) ◆高尔基外侧网络 (trans Golji network,TGN) 外侧面、成熟面
磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量较少，没有或很 少含胆固醇。
ER约有30多种膜结合蛋白，另有30多种位于内质网腔， 这些蛋白的分布具有异质性，如：葡糖-6-磷酸酶，普遍存
在于内质网，被认为是标志酶，核糖体结合糖蛋白
（ribophorin）只分布在RER，P450酶系只分布在SER。
内质网的模式图
解毒作用
2+ Ca 离子浓度的调节作用
磷脂的合成
磷脂交换蛋白的作用
解毒作用
◆光面内质网含有丰富的氧化酶系统(如细 胞色素P450、NADH细胞色素C还原酶等)能 使许多有害物质解毒 ,转化为易于排出的 物质。
粗面内质网的功能 --信号肽与蛋白质运输
核糖体循环
?
二、ER的功能（RER）
第二节
细胞内膜系统及其功能
定义：指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的 细胞器或细胞结构, 主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、
胞内体和分泌泡等。
功能：区隔化；增加内表面积，提高代谢和调节能力。 从系统发生来看内膜系统起源于质膜的内陷和内共生。 从个体发生来看新细胞的内膜系统来源于原有内膜系统的 分裂，具有核外遗传的特性。
细胞生物学第六、七、八、九章习题及参考答案
本章要点：本章重点阐述了线粒体和叶绿体的结构和功能，要求重点掌握掌握线粒体与氧化磷酸化，线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器，了解线粒体和叶绿体的起源与增殖。
一、名词解释1、氧化磷酸化2、电子传递链（呼吸链）3、ATP合成酶4、半自主性细胞器5、光合磷酸化二、填空题1、能对线粒体进行专一染色的活性染料是。
2、线粒体在超微结构上可分为、、、。
3、线粒体各部位都有其特异的标志酶，内膜是、外膜是、膜间隙是、基质是。
4、线粒体中，氧化和磷酸化密切偶联在一起，但却由两个不同的系统实现的，氧化过程主要由实现，磷酸化主要由完成。
5、细胞内膜上的呼吸链主要可以分为两类，既和。
6、由线粒体异常病变而产生的疾病称为线粒体病，其中典型的是一种心肌线粒体病。
7、植物细胞中具有特异的质体细胞器主要分为、、。
8、叶绿体在显微结构上主要分为、、。
9、在自然界中含量最丰富，并且在光合作用中起重要作用的酶是。
10、光合作用的过程主要可分为三步：、和、。
11、光合作用根据是否需要光可分为和。
12、真核细胞中由双层膜包裹形成的细胞器是。
13、引导蛋白到线粒体中去的具有定向信息的特异氨基酸序列被称为。
14、叶绿体中每个H+穿过叶绿体ATP合成酶，生成1个ATP分子，线粒体中每个H+穿过ATP合成酶，生成1个ATP分子。
15、氧是在植物细胞中部位上所进行的的过程中产生的。
三、选择题1. 线粒体各部位都有其特异的标志酶，线粒体其中内膜的标志酶是（）。
A、细胞色素氧化酶B、单胺氧酸化酶C、腺苷酸激酶D、柠檬合成酶2.下列哪些可称为细胞器（）A、核B、线粒体C、微管D、内吞小泡3.下列那些组分与线粒体与叶绿体的半自主性相关（）。
A、环状DNAB、自身转录RNAC、翻译蛋白质的体系D、以上全是。
4.内共生假说认为叶绿体的祖先为一种（）。
A、革兰氏阴性菌B、革兰氏阳性菌C、蓝藻D、内吞小泡四、判断题1、在真核细胞中ATP的形成是在线粒体和叶绿体细胞器中。
细胞生物学(8章真核细胞内的区域化)
Quality control of newly synthesized proteins---The role of N-linked glycosylation in ER protein folding
Functions of cytoplasmic matrix:
➢The Cytosol performs most of the cell’s intermediary metabolism. ➢The Cytosol is the site of protein synthesis and degradation or modification.
糖为N-乙酰葡糖胺。 • O-连接的糖基化：与Ser、Thr和Hyp的OH连接，
连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基 体上进行。
Protein glycosylation in RER
• 内质网上进行N-连接的糖基化。糖的供体为核苷 糖，如GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。
• 糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸多萜 醇分子上，装配成寡糖链。
蛋白质转入内质网合成的过程：
• 信号肽与SRP结合→肽链延伸终止→SRP与受体结 合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成 →信号肽切除→肽链延伸至终止。
• 这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式，称为 co-translation。
Insertion of Transmembrane protein into the ER membrane
(1) the cytosol (2) the endomembrane system:
《细胞生物学》课程教学大纲精选全文
可编辑修改精选全文完整版《细胞生物学》课程教学大纲课程名称：细胞生物学课程类别：专业主干课适用专业：生物科学、生物技术、生物工程考核方式：考试总学时、学分：48学时3学分其中实验学时： 0 学时一、课程教学目的1、通过理论、实验和自学等教学与实践活动，使学生较全面掌握细胞的形态结构及细胞生命活动规律的基本知识和基本概念。
2、在学习过程中，注重培养学生运用发展观点思考问题的能力，将细胞结构与细胞重大生命活动相结合，理论联系实际，指导学生《细胞生物学》课程的学习与实践。
3、帮助学生理解掌握细胞基本结构和功能之间的联系，，培养学生生物学的科学思想，了解细胞生物学最新研究进展和动态，从而使学生能够从细胞的角度去理解生命的本质。
4、使学生了解细胞生物学的研究方法和手段，并学会细胞生物学基本实验方法，结合实验，训练学生显微测量、细胞活体染色、细胞器分级分离、显微观察等综合能力，使学生在创新精神、科学态度、实验技能、自主探究、团结协作等方面获得初步训练。
5、在上述基础上，引导和培养学生学会使用教材、教学参考书、实验指导，不断提高学生的自学能力、动手能力、语言表达能力，同时，培养学生运用辩证唯物主义观点，以及不同学科之间的联系与相溶，提高分析问题、解决问题的能力，以适应本专业培养目标对人才培养规格的需要。
二、课程教学要求1、培养和训练学生坚持用辩证唯物主义的观点，分析和解释细胞的结构与细胞重大生命活动问题，使之具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感和良好的从教职业道德；2、根据本课程特点，结合细胞器分离观察、显微测量、显微观察、活细胞染色等，使学生具有从事教学及相关工作必须的基础生物学知识和教学管理知识；3、通过细胞结构特点，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，基因表达与调控等细胞重大生命活动规律的学习，细胞生物学研究方法和手段的基本实验方法训练，使学生具有理论和实验方法创新意识，能结合课程发展动态开展相关研究和实验设计的能力；4、掌握文献检索、资料查询以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；5、本课程是一门实验性学科，在教学过程中，培养学生小组合作的意识和团队协作的组织管理能力，着重训练学生的语言表达能力与人际沟通能力，提高学生毕业后在工作中的适应能力。
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细胞质基质的功能
控制蛋白质的寿命 蛋白质的氨基酸序列中存在决定其寿命的信号。这种信号存 在于蛋白质N端的第一个氨基酸残基，若N端的第一个氨基 酸残基是Met，Ser，Thr，Ala，Val，Cys，Gly或Pro，则 蛋白质是稳定的，如是其他12种氨基酸之一，则是不稳定的。
蛋白质降解是依赖于泛素的降解途径。
细胞质基质的功能
降解变性和错误折叠的蛋白质
细胞质基质中的变性蛋白，错误折叠的蛋白，含有被氧化
或其他非正常修饰氨基酸的蛋白质，不管其N端氨基酸残基是
否稳定，也常常被很快清除。
帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的 分子构象
这一功能主要依靠热休克蛋白来完成。
热休克蛋白（heat shock protein, HSP）
• 4、进行膜的转化功能 • 5、参与形成溶酶体。 • 6、参与植物细胞壁的形成 • 7、高尔基复合体与精子形成的关系
分泌蛋白合成后是如何运输到细胞外 实验：
追踪定位方法——同位素标记法
研究过程
实验过程：
用３Ｈ标记亮氨酸注射给豚鼠的胰 腺细胞以合成蛋白质。然后每隔一 段时间进行检测和观察。
3分钟后在细胞内附 17分钟后，在细胞内 117分钟后，在细胞 着有核糖体的内质网 的高尔基体中出现放 膜内小泡及细胞外的 中出现放射性。 射性。 分泌物中出现放射性。
4.
5.
停止转移序列（stop transfer sequence），与内质网膜的亲合力很高，
阻止肽链继续进入网腔，成为跨膜Pr。 转位因子（translocator，translocon），由3-4个Sec61蛋白构成的通道，
每个Sec61由3条肽链组成。
分泌性蛋白的合成与转运
游离核糖体上信号肽的合成 SRP识别信号肽，信号识别颗粒(SRP)-核糖体复合体形成，翻译暂停
• O-连接的糖基化
将糖链转移到多肽链的丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨 酸的羟基上，称为o-连接的糖基化
• N-连接寡聚糖的进一步加工
内质网上：磷酸多萜醇上的糖基转移到多肽的天 冬酰胺上 高尔基体：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子， 添加特定的单糖，形成成熟的糖蛋白
高尔基体将蛋白水解为活性物质
• 无生物活性的蛋白原 高尔基体 切除N端或两端 的序列 成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素及 血清白蛋白等 • 蛋白质前体 高尔基体 水解 同种有活性的多肽 如神经肽等 • 含有不同信号序列的蛋白质前体 高尔基体 加工 成不同的产物 • 同一种蛋白质前体 不同细胞以不同的方式加工 不同的多肽
蛋白的过程。 糖基化的作用： ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用； ②赋予蛋白质传导信号的功能；
③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
N-连接的寡糖蛋白：发生在内质网腔内。
• 糖与蛋白质的连接方式
O-连接的寡糖蛋白：发生在高尔基复合体内。
N连接的糖基化：寡糖基转移到天冬酰胺残基上 O连接的糖基化：连接到丝氨酸、苏氨酸或胶原纤维的羟 赖氨酸或羟脯氨酸的羟基上的糖基化
第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分 选与膜泡运输
• 细胞质基质
• 内质网
• 高尔基体
• 溶酶体与过氧化物酶体 • 细胞内蛋白质的分选
第一节：细胞质基质 （cytoplasmic matrix or cytomatrix）
• 细胞质基质的涵义 • 细胞质基质的组成
• 细胞质基质的功能
• 细胞质基质与胞质溶胶
• 停止转移序列（stop transfer sequence）
• 转位因子（translocator，translocon）
1.
信号肽（signal peptide），是引导新合成肽链转移到内质网上的一段多 肽，位于新合成肽链的N端，一般16~30个氨基酸残基，由于信号肽又是 引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（start transfer
各种膜之间的转化关系
内质网膜 核膜
高尔基体膜
细胞膜
第三节 高尔基复合体 Golgi complex
• 又名高尔基器（Golgi apparatus)或高尔基复合体
• 1898年意大利医生Golgi首次发现，将其命名为高尔基
体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。
•
高尔基体不仅存在于动植物细胞中，而且也存在于原生
内质网的功能
1.粗面内质网与蛋白质的合成
向细胞外分泌的蛋白质：如抗体，激素
膜的整合蛋白：如细胞膜，内质网及高尔基体膜上的蛋白。
构成细胞器的可溶性驻留蛋白：如溶酶体酶。 需要进行修饰的蛋白质：如糖蛋白。
目前普遍用★信号假说来解释分泌蛋白质的合成过程。
信号假说----------1975年----------Bloble提出 蛋白质转入内质网合成至少涉及5种成分： • 信号肽（signal peptide） • 信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP） • SRP受体（SPR receptor）
Protein glycosylation in RER
内质网的其他功能
1.解毒作用 2.与胆汁生成有关 3.钙离子浓度的调节 4.类固醇激素的合成 5.糖原的合成与分解
内质网与其它细胞器的关系
• 1、内质网与细胞膜的关系
• 2、内质网与核膜的关系
• 3、内质网与高尔基体的关系
• 4、内质网与线粒体的关系
动物和真菌细胞内。
第三节 高尔基复合体 Golgi complex
一、高尔基复合体的形态结构
二、高尔基复合体的化学组成
三、高尔基复合体的功能
四、高尔基复合体的来源
一、高尔基复合体的形态结构
一、高尔基复合体的形态结构
顺面高尔基网络 Cis-Glogi network,CGN
顺面扁囊 高尔基 复合体 中央扁囊 cisterna 反面高尔基网络 Trans-Glogi network,TGN 中间扁囊 反面扁囊
真核细胞蛋白质降解主要有两种途径： • 溶酶体途径：主要降解经胞吞进入细胞的细胞外蛋白 • 非溶酶体途径：主要经细胞颗粒中的蛋白酶体降解泛素化的 细胞内蛋白。
泛素(ubiquitin阿龙· 切哈诺沃、阿夫拉姆· 赫 什科和欧文· 罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。
细胞膜 高尔基体
细胞外 高尔基体 内质网 核糖体
内质网
核糖体
内质网蛋白质驻留机制
内质网以类似于 “出芽”的形式形成囊 泡，小泡移动到高尔基 体，与高尔基体膜融合， 成为高尔基体的一部分。 高尔基体又以“出 芽”方式形成囊泡，移 动到细胞膜与细胞膜融 合，成为细胞膜的一部 分。
高尔基体中蛋白质的糖基化
二、高尔基复合体的化学组成
蛋白质 60% ；脂类 40%
集中在高尔基复合体中的酶，有硫氨素焦磷酸酶和若
干糖基转移酶，也含有酸性磷酸酶和其它溶酶体的酶。
其中糖基转移酶是高尔基复合体最具特征的酶，他能把
低聚糖转移到蛋白质上形成糖蛋白。
高尔基体各部分膜囊具有不同的细胞化学反应
• ①嗜锇反应；经锇酸浸染后，高尔基体的cis面膜囊被特 异地染色； • ②焦磷酸硫胺素酶(TPP酶)的细胞化学反应；可特异地显 示高尔基体的trans面的1～2层膜囊； • ③烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶(NADP酶)的细胞化学反应； 是高尔基体中间几层扁平囊的标志反应；
光面内质网
光面内质网（SER):①膜表面无核糖体附着；②形态多为分枝小管或小泡； ③多分布在一些特化的细胞中。 粗面内质网 核糖体 滑面内质网
微粒体：细胞匀浆等人工过程，破碎的内质 网形成的近似球形的囊泡
内质网的功能
• 1.粗面内质网与蛋白质的合成 • 2.粗面内质网蛋白质的修饰与加工 • 3.新生肽链的折叠、组装和运输 • 4.脂类的合成
sequence）
2. 信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP），由6种多肽组成， 结合一个7S RNA，属于一种RNP(ribonucleoprotein)。能与信号序列结合，
导致蛋白质合成暂停。
3. SRP受体（SPR receptor），内质网膜的整合蛋白，异二聚体，可与SRP 特异结合。
• ④胞嘧啶单核苷酸酶(CMP酶)的细胞化学反应；常常可显 示靠近trans面上的一些膜囊状和管状结构，CMP酶也是溶 酶体的标志酶，溶酶体就是在此处分泌产生的。
嗜锇反应
NADP酶反应 TPP酶反应 CMP酶反应
三、高尔基复合体的功能
• 1、参与细胞分泌活动
• 2、蛋白质的糖基化
• 3、将蛋白水解为活性物质
• CGN：功能是分选站，以区分应输回内质网的蛋白质和应进 入高尔基体的蛋白质。 • 高尔基体主体部分由一系列大的扁平囊组成，这些扁平囊分成
顺面、中间和反面膜囊
• TGN：与顺面高尔基体囊膜一样， TGN也具有分选功能。蛋 白质在TGN被隔离成不同类型的小泡，面向质膜或细胞内不 同的目的地。
培养的上皮细胞中高尔基体的分布（高尔基体为红色，核为绿色）
• 与新生的\未折叠\错折叠或聚集的蛋白质结合
• 加速正确的肽链折叠和重折叠 • 促使某些变性蛋白的降解和清除
• 增强机体对多种应激原的耐受性
内膜系统：指位于细胞质内，在结构，功能乃至发生上有
一定联系的膜性结构的总称。
内质网 高尔基复合体
溶酶体
胞内体
内膜系统的基本结构
• 与细胞膜相同，区别在于膜脂组成及蛋白质种类不同且较薄。
通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体系。
细胞质基质的功能
完成各种中间代谢过程 蛋白质的分选与运输
与细胞质骨架相关的功能
蛋白质的修饰
细胞质基质的功能
蛋白质的修饰
（1）辅基或辅基与酶的共价结合 （2）磷酸化与去磷酸化，调节很多蛋白质的生物活性 （3）糖基化。糖基化主要发生在内质网和高尔基体中 （4）对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰 （5）酰基化