内质网与核糖体的结构与功能
【生物知识点】内质网的结构和功能
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【生物知识点】内质网的结构和功能
内质网分为粗面内质网和滑面内质网两种基本类型。
粗面内质网有核糖体颗粒附着,主要功能是外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成、加工及转运。
滑面内质网表面光滑无核糖体附着主要参与类固醇、脂类的合成与运输,糖代谢及激素的灭活。
内质网是细胞内除核酸以外的一系列重要的生物大分子,如蛋白质、脂类(如甘油三酯)和糖类合成的基地。
滑面内质网还具有解毒功能,如肝细胞中的滑面内质网中含有一些酶,用以清除脂溶性的废物和代谢产生的有害物质。
依据内质网膜外表面是否有核糖体附着,通常将内质网分为粗面内质网和滑面内质网两种基本类型。
粗面内质网:主要形态特征为网膜胞质面有核糖体颗粒附着,并由此得名。
粗面内质网在形态上多为排列整齐的扁囊,在功能上,主要与外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成、加工及转运有关。
因此,在具有分泌肽类激素或蛋白质功能的细胞中,粗面内质网发达,如胰腺细胞、浆细胞等。
在未分化或低分化的细胞中相对不发达,如胚胎细胞、肿瘤细胞等。
滑面内质网:电镜下呈光滑的小管、小泡样网状结构,常与粗面内质网相通。
滑面内质网是一种多功能的细胞器。
在不同细胞、同一细胞的不同发育阶段或不同生理时期,其形态结构、数量、细胞内空问分布及发达程度差异较大,而且常表现出不同的功能特性。
如睾丸间质细胞、卵巢黄体细胞及肾上腺皮质细胞中有大量的滑面内质网,是与其合成类固醇激素的功能有关;肝细胞中丰富的滑面内质网与其减毒功能有关;在平滑肌和横纹肌中的滑面内质网特化为肌质网,通过储存及释放Ca2+调节肌肉收缩。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
细胞器结构与功能关系
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细胞器结构与功能关系在我们的细胞内部,存在着各种各样如同小型“工厂”般的细胞器,它们各自有着独特的结构,并承担着特定的功能。
这些细胞器的结构与功能之间存在着紧密而精妙的关系,共同维持着细胞的正常生命活动。
首先,让我们来认识一下内质网。
内质网是由一系列膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构组成。
根据其表面是否附着核糖体,可分为粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网表面附有核糖体,其主要功能是合成分泌蛋白。
核糖体在上面合成多肽链后,内质网会对这些多肽链进行初步加工和修饰,比如折叠、糖基化等,使其具有一定的空间结构和生物活性。
而滑面内质网则没有核糖体附着,它在脂质合成、解毒等方面发挥着重要作用。
内质网的膜结构为这些化学反应提供了广阔的表面,有利于物质的合成和转化。
再看看高尔基体,它由扁平膜囊、大囊泡和小囊泡组成。
高尔基体与内质网密切配合,对来自内质网的蛋白质进行进一步的加工、分类和包装。
经过高尔基体的“深加工”,蛋白质被打上特定的“标签”,然后被运输到细胞内的不同部位或分泌到细胞外。
同时,高尔基体还参与细胞壁的形成等过程。
其独特的囊泡结构,就像是一个个精确的“快递包裹”,将各种物质准确无误地运输到指定地点。
线粒体是细胞的“动力工厂”,它由外膜、内膜、嵴和基质等部分组成。
外膜相对光滑,内膜向内折叠形成嵴,大大增加了内膜的表面积。
这种结构特点为有氧呼吸的进行提供了充足的场所。
基质中含有与有氧呼吸有关的酶,使得线粒体能够高效地将有机物中的化学能转化为细胞可以直接利用的能量——ATP,为细胞的各种生命活动提供动力支持。
叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。
它由外膜、内膜、基粒和基质组成。
基粒由一个个类囊体堆叠而成,极大地增加了受光面积。
类囊体膜上分布着与光合作用光反应有关的色素和酶,能够吸收光能并将其转化为活跃的化学能。
基质中含有与光合作用暗反应有关的酶,用于固定二氧化碳并合成有机物。
叶绿体的这种结构使得植物能够有效地利用光能,将无机物转化为有机物,为自身和其他生物提供物质和能量。
第七章_内质网与核糖体
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第七章内质网和核糖体掌握内膜系统有关概念,熟悉内质网和核糖体的结构和功能。
细胞:细胞膜、细胞质、细胞核细胞器:无膜包围:核糖体、中心粒有膜包围:线粒体、叶绿体内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、液泡等细胞质溶质细胞质基质 (cytosol)细胞质溶质的成分水、无机离子、大分子的单体等小分子脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等中等分子蛋白质、脂蛋白、多糖和RNA等大分子糖原等一些处于贮存状态的重要化合物基本属性酸度稳定结构有序细胞质溶质的功能中间代谢反应的进行细胞的形态与运动、胞内物质运输以及各种大分子的定位蛋白质的修饰与选择性降解维持细胞内环境(pH、离子环境)的稳定性维持细胞内信号转导通路内膜系统(endomembrane system)核膜、内质网、高尔基复合体溶酶体、分泌泡膜分化(membrane diffrentiation)腔面、细胞质(原生质)面内膜系统的动态特性一、内质网(endoplasmic reticulum,ER)1897年,Garnier光镜下发现胰腺(pancreas)、唾液腺(salivary gland) 嗜碱性特化区动质(ergastoplasm)1945年, Porter 电镜下观察发现小鼠成纤维细胞里管状囊、小囊构成网状结构内质区域内质网(一)形态结构相互连通的膜性管腔道系统交织成网状小管、小囊、扁囊单位膜 5-6nm厚生活周期、生理状态不同可发生变化成熟细胞内质网 8--10层平行扁囊横纹肌肌质网贮积钙离子同一类型细胞的内质网形态相似间期细胞中常与微管走向一致驱动蛋白(kinesin)对外界因素敏感内质网与核膜的关系(二)分类粗糙型内质网(rough ER)光滑型内质网(smooth ER)(三)化学组成微粒体(microsome)真核细胞匀浆在差速离心过程中分离出的膜泡,由内膜系统中各组分的膜断片卷曲而成,其上往往结合有核糖体,也能进行蛋白质的合成。
内质网与核糖体的区分和意义
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N-连接与O-连接的寡糖比较
蛋白质糖基化的特点及其生物学意义
糖蛋白寡糖链的合成与加工都没有模板,靠不同的酶在 细胞不同间隔中经历复杂的加工过程才能完成。
糖基化的主要作用一是为各种蛋白质打上不同的标记,以利于高
尔基体的分类包装,同时保证糖蛋白从RER至高尔基膜囊的单方向
运 输 。 二 是 蛋白质在成熟过程中折叠成正确构象和增加蛋白 质的稳定性; 另 外 多羟基糖侧链影响蛋白质的水溶性及蛋白 质所带电荷的性质。
细胞骨架纤维为组织者的Cytomatrix形成有序的动态结构; 细胞内的膜相结构----细胞器(organelles)。 意 义 内膜系统的出现是真核细胞区别于原核细胞的显著特 点之一,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部位。酶系统的隔 离与连接。 蛋白质、糖、脂肪的合成 加工包装,运输分泌 物。 扩散屏障及膜电位建立。 离子梯度的维持等。
(二)sER的功能
脂类的合成 肝的解毒作用(Detoxification)
System of oxygenases---cytochrome p450 family; 肝细胞葡萄糖的释放(G-6PG) 作为分泌蛋白的运输通路 储存钙离子:肌质网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质 基质中Ca2+ 泵入肌质网腔中.
蛋白质的修饰与加工
修饰加工:糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等
糖基化在glycosyltransferase作用下发生在ER腔面 N- linked glycosylation(Asn) O- linked glycosylation(Ser/Thr or Hylys/Hypro)
酰基化发生在ER的细胞质基质侧
简述细胞器的结构和功能
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简述细胞器的结构和功能细胞器是细胞内的一类特殊结构,它们各自承担着不同的功能,共同协作完成细胞的各种生命活动。
本文将主要介绍细胞器的结构和功能。
1. 线粒体线粒体是细胞内的能量工厂,它主要参与细胞的呼吸作用,产生细胞所需的能量。
线粒体呈椭圆形,由内膜、外膜和内膜间隙组成。
内膜上分布有许多呼吸链酶和ATP合酶,用于产生能量。
2. 内质网内质网是细胞内的一组膜系结构,分为粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网上附着有许多核糖体,主要参与蛋白质的合成。
滑面内质网则参与细胞脂质合成和细胞内物质运输。
3. 高尔基体高尔基体位于内质网的末端,它由一堆扁平的膜囊组成。
高尔基体主要参与细胞内物质的加工、分泌和运输。
在高尔基体中,物质经过一系列的化学反应和酶的作用,被加工成成熟的蛋白质和其他物质,然后通过囊泡运输到细胞膜上。
4. 核糖体核糖体是细胞内的蛋白质合成工厂,它是由rRNA和蛋白质组成的颗粒状结构。
核糖体分布在细胞质中,根据其大小和功能的不同,可分为大、中和小三种类型。
核糖体通过读取mRNA上的遗传信息,将氨基酸按照特定的顺序连接起来,合成蛋白质。
5. 溶酶体溶酶体是细胞内的消化器官,它主要参与细胞的内外物质的消化和吸收。
溶酶体呈囊泡状,内含有多种水解酶和酸性蛋白质。
当细胞需要分解外来物质或旧的细胞器时,溶酶体会与其融合,释放出水解酶,将其分解为小分子物质。
6. 叶绿体叶绿体是植物细胞中的特有细胞器,它是光合作用的场所。
叶绿体内含有叶绿素和一系列光合作用所需的酶。
在光合作用中,叶绿体通过吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物质,并释放氧气。
7. 运动器细胞的运动器包括纤毛、鞭毛和肌动蛋白。
纤毛和鞭毛是由许多微丝构成的细长突起,它们具有摆动和划动的能力,可用于细胞的运动和物质的输送。
肌动蛋白则参与细胞的收缩和运动,如肌肉的收缩和细胞的形状改变等。
细胞器的结构和功能是高度协调的,它们各自承担着不同的任务,但又相互联系、相互配合。
高中生物新浙科版必修1 2.3 第1课时 核糖体、内质网、高尔基体及线粒体的结构与功能
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探究点二
探究点三
核糖体、内质网及高尔基体的结构与功能 问题情境 工厂一般都由若干个车间和部门组成。例如,有采购原料的部门, 有对原材料进行初加工的车间,有生产产品的车间,有质监部门,有 销售部门,有为产品生产提供设计图的部门,有负责动力供应的部 门,等等。
探究点一
探究点二
探究点三
思考并回答以下问题。 1.一件优质产品是如何通过各车间和部门之间的配合生产出来的? 提示:一件产品是由多个零部件组成的,不同车间生产不同的零部 件之后,要有组装车间完成装配工作,质量检测部门负责检查产品 的质量。同时要有部门提供原材料,有部门提供设计图,还要有部 门负责动力供应,等等。部门齐全,配合协调,才能生产出优质产品。 2.细胞内也存在类似的部门或车间吗?你能举出例子吗?
探究点一
探究点二
探究点三
解析:a为高尔基体,在动植物细胞中的功能有所不同,其在植物细胞 中参与细胞壁的构建,A项错误;b为内质网,核糖体是蛋白质的合成 场所,B项错误;a为高尔基体,与合成多糖有关,如植物细胞壁的主要 成分是纤维素,高尔基体与纤维素(多糖)合成有关,b为内质网,是脂 质的合成场所,C项错误;3H标记的亮氨酸是合成蛋白质的原料,分 泌蛋白合成与分泌过程为核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工 →高尔基体进行再加工→细胞膜,因此放射性先出现在b后出现在 a,D项正确。
胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示,在此过程中有关的生物
膜面积的变化曲线如图乙所示。有关叙述不正确的是( A )
A.图甲中a曲线所指的细胞结构是内质网 B.图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体 C.图乙中f曲线表示的细胞结构是高尔基体 D.图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网
探究点一
探究点二
5 第二节 内质网与核糖体
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一个:与mRNA结合 三个:与tRNA结合的位点
第二节 内质网与核糖体 23 24
4
在核糖体上合成多肽链,分为三个完全不同的过程: 链的起始、 链的延伸、链的终止。
1. 链的起始
①30S亚基与mRNA的结合:在原核生物 中,30S核糖体小亚基通过16S rRNA 与mRNA起始密码子AUG上游的SD 序列的互补,从而与mRNA结合。 ② 第一个aa-tRNA进入核糖体: 结合 后,携带甲酰甲硫氨酸的tRNA通过反 密码子与mRNA中AUG的识别从而进 入核糖体。 ③ 完整起始复合物的装配 : 一旦起始 tRNA与AUG密码子结合,核糖体大 亚基就加入到复合物中形成完整的核 糖体-mRNA起始复合物。
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七. 核糖体的功能
核糖体的功能是进行蛋白质合成。 合成是从多肽链的N端开始,到C端结束。 对于mRNA来说,合成的方向则是5‘→3’。 蛋白质的合成涉及核糖体的一些功能位点和RNA的作用。
肽酰转移后,与即将释放的tRNA结合位点
受位,接受氨酰tRNA的部位
供位,肽酰tRNA位点,移交肽链后肽 酰tRNA所占据的位置
第二节 内质网与核糖体
27
第二节 内质网与核糖体
28
核糖体A位和P位氨基酸间肽键的形成
⑥转位:核糖体沿着mRNA从5‘→3’方向移动三个核苷酸(一 个密码子),A位的tRNA-二肽移到P位,而P位的tRNA则 进入E位点。 ⑦脱氨酰tRNA的释放:肽酰tRNA转位到P位,A位点再次 开放,接受下一个aa-tRNA。
17
第二节 内质网与核糖体
18
3
典型的原核细胞和真核细胞核糖体的化学组成
从两个不同角度观察的E.coli 核糖体的三维结构
细胞内质网的结构和功能
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细胞内质网的结构和功能细胞内质网是一种细胞器,存在于细胞的内部,它扮演着多种生物化学反应的活动场所,参与了生物体多种生物学功能的执行。
本文将简单介绍细胞内质网的结构和功能。
一、结构细胞内质网是体积较大的有膜的细胞器,由连通的管道和包涵的泡膜组成。
在正常状态下,内质网的平均直径为50-60纳米。
内质网主要由以下几个结构组成:平滑内质网、粗面内质网和高尔基复合体。
1.平滑内质网平滑内质网是内质网的一种形态,其表面没有附着核糖体,主要参与细胞脂质代谢,如合成过氧化物酶、肝糖异酶等。
平滑内质网还参与了生物合成反应的调节和细胞的钙离子平衡调节。
2.粗面内质网粗面内质网是内质网的另一种形态,粗面内质网上附着核糖体颗粒,主要参与蛋白质合成。
其中的多肽链在合成过程中会向外伸出,经过复合体的一系列反应后形成蛋白质分子。
3.高尔基复合体高尔基复合体是内向膜型细胞器,由多个囊泡通过融合形成,其主要功能是调节分泌途径,是一种具有高度异质性的分泌细胞器。
二、功能细胞内质网主要参与了细胞代谢和蛋白质合成的过程。
其功能主要包括以下几个方面:1.蛋白质合成细胞内质网在细胞蛋白质合成的过程中扮演着重要的角色,其中的多肽链在合成过程中会向外伸出,经过内质网的一系列反应后形成蛋白质分子。
粗面内质网主要参与蛋白质的合成,而平滑内质网则参与蛋白质的修饰和输送,以及脂质合成的过程。
2.物质的吸收和分解平滑内质网主要参与细胞的物质吸收和分解过程。
此外,在平滑内质网的表面还有许多酶存在,这些酶可以参与脂肪酸代谢、甘油三酯代谢、胆固醇代谢等过程。
3.钙离子的调节平滑内质网也参与了细胞的钙离子调节过程。
在平滑内质网的一些酶的作用下,钙离子得以在细胞内进行平衡调节,进而影响细胞其他代谢的过程。
4.分泌途径的调节高尔基复合体对体内分泌途径的调节起到了重要的作用。
细胞通过高尔基复合体将分泌物从内质网引导到细胞表面,同时在分泌途径过程中进行一系列的调节,是细胞分泌的一个重要组成部分。
内质网的结构和功能
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内质网的结构和功能内质网(endoplasmic reticulum,ER)是细胞内的一个复杂的膜系统,由连通的薄膜管道组成,贯穿整个细胞质,并与核膜相连。
它在细胞内发挥着多种功能,包括合成蛋白质、脂质代谢、钙离子存储和氧化还原反应等。
下面将从结构和功能两个方面详细介绍内质网。
一、内质网的结构:内质网主要分为粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,RER)和平滑内质网(smooth endoplasmic reticulum,SER)两部分。
1.粗面内质网:由许多蛋白质合成酶和伸长的核糖体组成。
表面附着着许多颗粒样结构,这些颗粒是核糖体。
粗面内质网主要参与蛋白质的合成,并为核糖体提供合适的生长环境。
2.平滑内质网:没有附着核糖体的颗粒,平滑内质网内膜更少。
平滑内质网主要参与脂质代谢、荷尔蒙合成、解毒反应等。
在部分细胞中,平滑内质网与核膜相连,形成一个连续的膜系统。
二、内质网的功能:内质网具有多种功能,主要包括蛋白质合成、脂质代谢、钙离子存储和氧化还原反应等。
1. 蛋白质合成:内质网的粗面参与蛋白质的合成、摺叠和后翻译修饰。
合成的蛋白质经过ERN1(endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1)修饰后,被包装在逐渐发展的囊泡内,形成囊泡的一侧表面,即高尔基体面。
这些囊泡被融合,形成大的囊腔,即高尔基池,蛋白质进一步被修饰。
2.脂质代谢:内质网的平滑面主要参与脂质的代谢,包括类脂和脂蛋白的合成、降解和调控。
通过内质网的饭括号反应,可以对膜脂质进行修饰,改变膜的流动性和附着性。
平滑内质网还参与合成胆固醇、荷尔蒙和其他脂质代谢产物。
3.钙离子存储:在内质网的平滑部分,有丰富的钙离子存储。
细胞内的钙离子浓度对于许多细胞过程至关重要,内质网通过钙离子泵、钙离子通道等调节钙离子浓度,参与细胞的凋亡、信号转导和肌肉收缩等。
4. 氧化还原反应:内质网的粗面包含大量氧化还原酶,如蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)和NADPH氧化酶等,参与细胞内氧化还原反应。
细胞质内主要的细胞器及功能
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细胞质内主要的细胞器及功能细胞质是细胞的主要组成部分之一,它包含了许多重要的细胞器,每个细胞器都有着特定的功能。
本文将介绍细胞质内主要的细胞器及其功能。
1. 内质网(Endoplasmic Reticulum,简称ER)内质网是一个复杂的膜系统,分为粗面内质网和平滑内质网。
粗面内质网上有许多附着的核糖体,参与蛋白质的合成和修饰。
平滑内质网则参与脂质的合成、解毒和钙离子的存储。
内质网在细胞中起着重要的蛋白质合成、修饰和转运的作用。
2. 高尔基体(Golgi Apparatus)高尔基体是一个扁平的膜系统,由许多被称为高尔基体片段的小囊泡组成。
它主要负责蛋白质和脂质的加工、分装和分泌。
高尔基体接收来自内质网的蛋白质和脂质,对其进行修饰和标记,然后将它们分装成囊泡,最后分泌到细胞外或运输到其他细胞器。
3. 线粒体(Mitochondria)线粒体是细胞中的能量中心,负责细胞的呼吸作用。
它是由两层膜组成的,内层膜上有许多褶皱称为基质。
线粒体通过呼吸作用将有机物质氧化成二氧化碳和水,并产生大量的能量(ATP)。
线粒体也参与钙离子的调节和细胞凋亡。
4. 溶酶体(Lysosome)溶酶体是一种含有多种水解酶的膜包囊,主要负责细胞内物质的降解和储存。
它能够分解细胞内的蛋白质、脂质、多糖和核酸等有机物质,将其转化为细胞所需的营养物质。
溶酶体还参与细胞免疫和清除细胞垃圾的功能。
5. 核糖体(Ribosome)核糖体是蛋白质合成的场所,分为自由核糖体和固定核糖体。
自由核糖体散布在细胞质中,合成游离蛋白质。
固定核糖体附着在内质网上,合成膜蛋白和分泌蛋白。
核糖体由RNA和蛋白质组成,通过翻译mRNA上的密码子来合成蛋白质。
6. 泡泡体(Peroxisome)泡泡体是一种含有氧化酶的膜包囊,参与细胞的氧化代谢。
它主要负责分解脂肪酸和氨基酸,产生能量和分解产物。
泡泡体还参与氧化还原反应,产生过氧化氢等物质,并参与抗氧化防御和解毒作用。
植物内质网的结构和功能
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植物内质网的结构和功能内质网是细胞内的一个细胞器,主要有两种类型:粗面内质网和平滑内质网。
其中,粗面内质网上附着有许多核糖体,负责合成细胞内的蛋白质;平滑内质网则参与到许多细胞代谢活动中。
而植物内质网,在结构上与动物细胞中的内质网相差不大,但其功能和动物相比则有所不同。
内质网的结构内质网位于细胞质中,是一个蜿蜒的薄膜结构。
它通常是一系列扩张的、平坦的、互相连通的腔室和管道。
这些膜层被双层脂质结构所包裹,其外面的层含有肽聚糖和醣酸等的糖蛋白质,可以增强膜的稳定性和与其他细胞结构的相互作用。
在植物细胞中,内质网是一个非常重要的细胞器。
它包括两种类型的内质网:连续的粗面内质网(RER)和平滑内质网(SER)。
相对于动物细胞,植物细胞中的内质网更为复杂,特别是在细胞的重要代谢和分泌过程等方面具有重要的功能。
内质网的功能内质网的功能非常广泛,下面,我们将从植物细胞的角度来探讨。
1.合成蛋白质的地方——粗面内质网在植物细胞中,粗面内质网主要作为细胞内蛋白质的合成和折叠的地方,其上的核糖体可以快速合成蛋白质。
经过粗面内质网的加工和折叠后,蛋白质会被包裹在小泡中发送至各个细胞器或分泌到细胞外。
此外,粗面内质网还可以合成出各种糖蛋白和磷脂。
这里,我们要特别指出的是,粗面内质网还可以通过这一路径来产生细胞的免疫应答。
粗面内质网会检测到尚未成熟的蛋白质并将其切成正确的尺寸,对于有病毒感染的细胞,这一机制能够立即清除新生的病毒。
2.释放钙离子的地方——平滑内质网平滑内质网(SER)则是植物中释放钙离子的重要场所。
平滑内质网比粗面内质网更“光滑”,其功能往往与膜体积调节和生物合成有关。
平滑内质网中的钙离子是由许多由细胞质出发到达平滑内质网的离子通道释放出来的。
但是,如果细胞不需要释放钙离子,则钙离子会被反向输送到平滑内质网来维持内质网的钙离子稳定。
通过这种交换机制,平滑内质网可以运作得更加灵活和快速。
3.涉及生物合成的重要场所除了以上两种功能之外,还有许多与平滑内质网和粗面内质网是密切相关的生物合成活动。
核糖体的结构和功能
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核糖体的结构和功能
核糖体是在各类细胞中普遍存在的颗粒状结构,是一种非常重要的细胞器。
核糖体是无膜的细胞器,主要成分是蛋白质与RNA。
核糖体的RNA称为rRNA,约占60%,蛋白质约占40%,蛋白质分子主要分布在核糖体的表面,而rRNA则位于内部,二者靠非共价键结合在一起。
在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜,称为附着核糖体,它与内质同形成复合细胞器,即粗面内质网。
在原核细胞质膜内侧也常有核糖体着附。
还有一些核糖体不附着在跟上,呈游离状态,分布在细胞质基质内,称游离核糖体。
附着在内质网膜上的核糖体与游离核糖体所合成的蛋白质种类不同,但核糖体的结构与化学组成是完全相同的。
核糖体由大、小两个亚单位组成。
由于沉降系数不同,核糖体又分为70S型和80S型。
70S型核糖体主要存在于原核细胞及叶绿体、线粒体基质中,其小亚单位为30S,大亚单位为50S;80S型核糖体主要存在于真核细胞质中,其小亚单位为40S,大亚单位60S。
核糖体是蛋白质合成的场所。
因此核糖体是细胞不可缺少的基本结构,存在于所有细胞中。
核糖体往往并不是单个独立地执行功能,而是由多个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽键的合成。
这种具有特殊功能与形态的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
核糖体、内质网、高尔基体和分泌蛋白的关系
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核糖体、内质网、高尔基体和分泌蛋白的关系核糖体(ribosome ):是蛋白质合成的细胞器。
按在细胞中的分布可分为游离核糖体和附着核糖体。
游离核糖体位于细胞质基质中,主要合成胞内蛋白,参与细胞内生命活动;附着核糖体主要附着在粗面内质网上,负责合成分泌蛋白,分泌到细胞外。
内质网(endoplasmic reticulum缩写ER):真核细胞细胞质内广泛分布的由膜构成的扁囊、小管或小泡连接形成的连续的三维网状膜系统。
它是真核细胞含量最多的生物膜。
分为粗面内质网(RER)和滑面内质网(SER)两种。
粗面内质网由扁囊和附着在其外表面的核糖体构成,表面粗糙。
它的主要功能是将核糖体合成的分泌蛋白加工修饰并产生囊泡,利用囊泡将分泌蛋白运输到高尔基体。
滑面内质网表面光滑无核糖体附着,主要参与脂肪和类固醇(如性激素)的合成与运输。
高尔基体(Golgi apparatus):为意大利细胞学家高尔基Golgi于1898年首次用银染方法在神经细胞中发现。
是由光面膜组成的囊泡系统,它由扁平膜囊(saccules)、大囊泡(vacuoles)、小囊泡(vesicles)三个基本成分组成。
高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物(如分泌蛋白)形成有关,高尔基体本身没有合成蛋白质的功能,但可以对蛋白质进行加工和转运,因此有人把它比喻成蛋白质的“加工厂”。
高尔基体的主要功能将粗面内质网合成的分泌蛋白进行加工、分类、包装,然后分门别类地转运到细胞特定的部位或分泌到细胞外。
分泌蛋白是指细胞合成的专门分泌到细胞外发挥作用的蛋白质,如消化酶、抗体和某些蛋白质类激素(胰岛素、生长激素等)。
分泌蛋白最初在RER上的核糖体上合成肽链(不成熟的蛋白质),然后进入RER初步加工得到较成熟的蛋白质,接着RER以出芽的方式产生囊泡包裹着蛋白质运输到高尔基体,在高尔基体内进一步加工修饰,高尔基体是完成分泌蛋白最后加工和包装的场所。
细胞内质体的结构与功能
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细胞内质体的结构与功能1. 内质网(Endoplasmic Reticulum,ER):内质网是一个包裹着膜的细胞器,主要分为粗面内质网和平滑内质网两种形态。
粗面内质网上有许多附着着核糖体的颗粒,参与蛋白质合成;平滑内质网不附着核糖体,主要负责合成脂类、调节钙离子浓度和解毒等功能。
2. 核糖体(Ribosome):核糖体是一类非常小的细胞结构,由RNA和蛋白质构成。
它们可以在细胞质中自由漂浮,也可以附在内质网的粗面上。
核糖体是蛋白质合成的主要位置,通过翻译mRNA上的密码子来合成蛋白质。
3. 高尔基体(Golgi Apparatus):高尔基体是由一组被膜包围的平板状腔室构成,通常分为邻近内侧和远离内侧两个面。
它参与蛋白质的加工、运输和分泌。
高尔基体通过囊泡运输将合成的蛋白质或其他物质从一个腔室运输到另一个腔室,最终将它们包装进囊泡,以便在细胞内或细胞外分泌。
4. 溶酶体(Lysosome):溶酶体是由液泡膜包围的细胞器,其内部有许多水解酶。
溶酶体参与细胞内各种物质的降解和消化。
它能够分解各种细胞代谢产物、损坏的细胞器和细胞外进入的物质等,以提供细胞所需的原料和能量。
5. 素质体(Peroxisome):素质体是包裹着膜的细胞器,其中含有一些特殊的酶,如过氧化氢酶和催化酶等。
素质体主要参与许多氧化反应的進行,特別是氢氧化物的代谢。
它能够产生过氧化氢、分解脂肪酸,从而提供细胞所需要的能量。
6. 线粒体(Mitochondria):线粒体是一个双膜包裹的细胞器,分为内膜和外膜。
线粒体是细胞中的“能量工厂”,参与细胞的呼吸作用,产生大量的ATP分子。
它通过氧化糖类和脂类来产生ATP,并且是氧化磷酸化反应的主要场所。
这些细胞内质体在细胞的正常生理功能中发挥着重要的作用。
它们协同工作,形成了一个复杂的细胞内系统,确保细胞正常运作。
通过更深入地了解细胞内质体的结构和功能,有助于进一步理解细胞的生物学过程,也有助于揭示一些与疾病相关的异常情况,为疾病的预防、诊断和治疗提供新思路。
内质网的结构与功能
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内质网的结构与功能内质网是细胞的重要器官之一,是由薄的、平滑的连续膜组成。
它主要起到贮存、运输蛋白质和合成脂类物质的功能。
内质网的结构和功能都是非常复杂的。
本文将从内质网的结构和功能两个方面进行探讨。
内质网的结构内质网是由许多薄的、平滑的连续膜组成。
这些膜片相互连接形成管道,将细胞内部的物质转运到指定的地方。
内质网可以分为粗面内质网和平滑内质网两种形态。
粗面内质网是由一些颗粒不均匀的膜组成的,这些颗粒称为核糖体。
核糖体主要起到合成蛋白质的作用。
它们通过核糖体合成的蛋白质与毒素和药物有关,还与许多疾病的发生息息相关。
粗面内质网的主要作用是为细胞合成和贮存蛋白质。
平滑内质网则没有核糖体,被称为平滑的原因在于它表面没有颗粒。
平滑内质网主要涉及合成细胞所需的糖、脂和胆固醇等物质。
它还起到解毒、排泄药物和药物摄取的作用,是细胞产生新膜和新分裂细胞所必需的部分。
此外,对于一些神经传递化学物质,平滑内质网也有协同作用。
结构上,内质网主要由ER膜(包括二者)和部分特殊建筑组成。
ER膜的形状和大小依赖于细胞类型。
所有的ER膜均为连续的Pe de Proteger (一个人俗称的血管)。
内质网的功能内质网的功能是多方面的,其中最重要的是合成蛋白质和贮存、合成和分泌脂类。
除此之外,内质网还起到了其它功能,下面将分别讲述。
1.合成蛋白质细胞中的蛋白质大部分都是在粗面内质网内合成的。
当一个多肽链上的氨基酸被合成,它就被推向内侧的空部分并折叠成特定的结构。
为确保质量,蛋白质必须保持原结构而不能缩成球。
为达到此目的,ER质膜还起到了检查和补救的作用。
此外,粗面内质网还产生各种类型的糖化作用酶和转移酶,包括游离核糖体。
对于不少诸如铁、铜和钙等离子质,粗面内质网也是重要的储存库和运输空间。
2.贮存、合成和分泌脂类平滑内质网主要负责脂类和降低胆固醇等物质的合成。
它还用于贮存钙离子,促进神经元、肌肉和其它细胞类型中的各种短暂信号传递。
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3.2.2内质网与核糖体
真核细胞中的内膜系统(endomembrane system )与许多细胞器( organelle)相关联,它们或是直接连在起,或是通过形成小的囊泡(vesicle)而相关。
即内膜的一个片段形成小“囊泡”,小囊泡再形成某种细胞器。
虽然许多种细胞器是内膜系统的一部分,但这些膜却在结构上和功能上各有不同。
而且膜的厚度分子组成和代谢功能也不是固定不变的,在膜存在的时间内这些都可能发生变化。
内膜系统包括核被膜、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、质膜等(图3.8)。
质膜虽然不应该算是细胞的内膜,但它与内质网和其他内膜却有着密切的联系。
下面先讨论内质网和核糖体。
内质网(endoplasmic reticulum,ER)是由膜组成的网,在许多真核细胞中,内质网占全部膜的一半以上。
内质网由膜形成的小管与少囊状的潴泡(cisterma)组成,内质网膜把这些潴泡与细胞溶胶分隔开。
由于核被膜与内质网膜相连,所以两层核被膜之间的空隙与内质网潴泡之间的空隙是相连通的。
内质网有两个区域,它们互相连通,但结构上和功能上却不同。
一个是处面内质网Xsmooth ER,sER),个是糙面内质网X rough ER,rER)。
粒面内质网的细胞质的一面上有核糖体,故电镜照片显得粗糙,光面内质网上无核糖体。
核糖体(ribosome)(图3.9)是由rRNA(核糖体RNA)和蛋白质组成的颗粒,是进行蛋白质合成的细胞器。
每个核糖体均由大、小2个亚基组成。
蛋白质合成速率高的细胞中,核糖体特别多。
份如,人的胰腺细胞中就有几百万个核糖体。
蛋白质合成活跃的细胞中核仁也特别大(核仁和核糖体都是没有膜包被的细胞器)
核糖体在细胞中有两种存在形式,一种是悬浮于细胞溶胶中,另一种是连在内质网膜或核被膜上。
游离核糖体合成的蛋白质就在细胞溶胶中起作用,例如催化糖酵解的蛋白质(见第4章)就是如此。
结合的核糖体所合成的蛋白质一般要运到指定的地点起作用,例如在某种细胞器(如溶酶体,见下文)中起作用,或是用于向细胞外输出即分泌到细胞外。
特别负责蛋白质分泌的细胞,例如胰腺细胞或其他分泌消化酶的细胞,其中结合的核糖体比例就较高。
结合态和游离态的核糖体在结构上是完全一样的,二者的作用可以相互转换。
关于核糖体如何合成蛋白质,将在第21章中讨论。
光面内质网在各种不同的细胞中起着各种各样的作用,例如合成脂质、糖类的代谢、药物或毒物的解毒等。
光面内质网所合成的脂质包括脂肪遴脂和固醇类。
动物细胞的光面内质网所合成的固醇类有脊椎动物的性激素和肾上腺所分泌的各种固醇类激素。
这些邀素的合成作用活跃的细胞(例如睾丸或卵巢细胞)中,光面内质网就特别多。
肝细胞是其中的光面内质网在糖类代谢中起重要作用的例子。
肝细胞以糖原的形式贮存糖类糖原的水解使得葡萄糖从肝细胞中输出,从而增加血液中的葡萄糖。
不过,糖原水解的第一个产物是糖磷酸酯,这种形式的糖不能被运出肝细胞并进人血液。
肝细胞的光面内质网膜中有一种酶,它能将糖磷酸酯中的磷酸根去掉,从而使葡萄糖能够进入血液。
光面内质网中的酶在肝细胞的解毒方面有特殊作用。
解毒通常是使药物带上羟基增加其水资性;使之易于从体内排出。
苯巴比妥和其他巴比妥类的镇静剂类药物就是在肝细胞内被光面内质网以这种方式被代谢的。
(事实上,巴比妥类药物、酒精以及许多其他药物都会使光面内质网及其中起解毒作用的酶类增多。
这又增加了对药物的耐受性,即需要更高的剂量才能达到特定的效果,比如镇静作用。
而且,由于有些解毒的酶有比较广泛的作用,反应于一种药物的光面内质网的增生会增加对其他药物的耐受。
比如,滥用巴比妥类会降低某些抗生素和其他药物的疗效。
肌肉细胞中的光面内质网还有另一种特殊的功能。
内质网膜将钙离子从细胞溶胶泵人潴泡中。
当神经冲动刺激肌肉细胞时,钙离子就穿过内质网膜面回到细胞溶胶中,引发肌肉细胞的收缩。
糙面内质网合成分泌蛋白并产生膜。
(有许多类型的细胞分泌由连在糙面内质网上的核糖体合成的蛋白质,例如,胰腺中的某些细胞就向血流中分泌胰岛素这种蛋白质)当多肽链在结合的核糖体上生长时,它就通过糙面内质网膜中的一种蛋白质所形成的小孔而进入潴泡并在其中折叠成天然的构象。
)大多数分泌蛋白是糖蛋白1(glycoprotein),即与糖类共价连接的蛋白质。
连在糖蛋白上的糖常是寡糖。
分泌蛋白一旦形成,它就离开内质网并被包裹在小泡中,这些小泡就会像气泡一样离开内质网的特化的区域。
这种从细胞的一处向另一处转移的小泡称为转运小泡(transport vesicle),其命运见下文。
糙面内质网还是制造膜的工厂。
它把蛋白质和磷脂加到一起就地生长。
当多肽从核糖体上长出时,它们就被插人膜中并被它的疏水部分固定起来。
糙面内质网也制造它本身的膜磷脂;糙面内质网膜中的酶将细胞溶胶中的前体组装成磷脂。
于是内质网膜膨大并以转运小泡的形式转变成内膜系统的新组分。