《细胞的内膜系统》PPT课件
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第六章 细胞质基质和细胞内膜系统
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细胞质基质
细胞质基质（cytoplasmic matrix or cytomatrix）是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。曾被称为细胞液 （cell sap）、透明质（hyaloplasm）、胞质 溶胶（cytosol）和细胞质基质等。主要成分 为参与中间代谢的数千种酶类、细胞质骨架结 构、糖原和脂滴等处于储藏物以及mRNA等物 质。
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光面内质网：表面光滑，无核糖体附着 ．在形态上常 呈分枝状，小管或小泡的网状结构，很少象RER那样扩 大成池，其膜也不如RER膜厚。另外，SER的一端常与 RER相连，有时还和高尔基复合体或核膜相连.光面内 质网是脂类合成的重要场所.
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2
细胞质基质是细胞的重要组成成分，其体积约占细胞质的一半．
细胞组分
细胞质基质 细胞核 内质网 高尔基体 溶酶体 胞内体 过氧化物酶体 线粒体
数目 １ １ １ １ ３００ ２００ ４００
１6００
体积比
５４ ６ １２ ３ １ １ １ ２２
（肝细胞中细质基质及细胞其他组分的数目所占体积比）
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3
化学组成:多种物质和酶
１．蛋白质的修饰 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
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控制蛋白质的寿命
（1）蛋白质N端的第一个aa残基可决定蛋白质寿命， 其为Met、Ser、Thr、Ala、Val、Cys、Gly或Pro， 则蛋白质稳定；若为其他氨基酸，则不稳定。
（2）依赖于泛素(遍在蛋白,ubiquitin) 和蛋白酶 体（proteasome）的蛋白降解途径
4）内质网结构和功能的好材料－微粒体（microsome） 组织或细胞匀浆过程中内质网被破坏，破碎的内质网重新封
闭形成直径约100nm的小囊泡结构，此即微粒体。它包含 内质网膜与核糖体两种组分。在体外实验中，微粒体仍具 蛋白质合成，蛋白质的糖基化和脂类合成等内质网的基本 功能。
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14
它是真核细胞重要的细胞器．原核细胞内没 有内质网，细胞膜代行使其类似功能．
它增大了膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面。 使各种化学反应有序进行。
它是生物体内重要大分子，如蛋白质，脂类和糖 类合成的基地＜也是蛋白质运输的通道。因此， 有人把内质网比喻为有机物合成的“车间”或者 “工厂”．
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2、内质网的类型 根据外表面是否有颗粒附着，主要分成两类 ：
（1）糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER） 2）光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）
质部位，故定名为内质网．
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1形态
1）内质网存在于真核细胞的细胞质中，由单位膜围成的小 管(tubule)、小泡( vesicle)或扁囊(cisternae)连接而 成的连续网状膜系统。
2）内质网膜和外层核膜是连续的，ER内腔与两层核膜中间 的核周间腔相通连，少数内质网与质膜相连。
3）内质网连续网状结构的形成可能由其上结合的驱动蛋白 引导其沿微管延伸排列而成。
含有水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核 苷酸和酶等多种物质。是细胞进行新陈代谢 的主要场所
含有与中间代谢有关的数千种酶类。故认为 它呈复杂的胶体性质，可随环境条件的改变
Байду номын сангаас
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（二）细胞质基质组分的组织状态
• 1 细胞质基质是一个高度有序的体系，其中胞质骨架纤维 贯穿其中，多数蛋白质直接或间接地与骨架或生物膜结合。
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细胞质基质的主要特点：
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 或间接的与骨架结合，或与生物膜结合，从而 完成特定的生物学功能． 通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体 系：在细胞质基质中，蛋白质与蛋白质之间， 蛋白质与其它大分子之间都是通过弱键相互作 用，并常常处于动态平衡之中．
• 2 执行某一生物学过程的酶类，彼此之间可靠弱键结合， 形成多酶复合体，催化一系列反应，此体系中前一个反应 的产物即为下一个反应的底物。
• 3 蛋白质与蛋白质之间，蛋白质与其它大分子(如mRNA)之 间都可通过弱键相互作用，处于动态平衡之中。
• 4 这种高度有序的结构体系形成可以使细胞高效地完成复 杂的代谢过程。但此结构体系的维持必须依靠细胞质基质 中高浓度的蛋白质以及其周围特定的离子环境。
泛素为含66个aa的蛋白，可共价结合到含不稳定aa 残基的蛋白的N端，给其贴上“标签”，蛋白酶体 可特此标签，将其水解。
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Chapter 6.2 内质网
Endoplasmic reticulum ER
１．类型
２．功能
３．与基因表达调空
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11
ＥＲ
概 述 1945年，著名超微结构学家 K.B.Porter，在电镜下观察组织培养 的细胞时，发现有各种大小的管道 相连成网状，并多处在细胞质的内
• 2 另一种认为，细胞质骨架是细胞中独立存在的 结构体系，而不应把其看成是细胞质基质中的组 分。
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8
二 功能：
（１）完成各种中间代谢过程：如糖酵解过 程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等.
（２）与细胞质骨架相关的功能 ：维持细胞形态、运 动、胞内物质运输及能量传递等
（３）蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解
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糙面内质网（rough endoplasmic reticulum， RER ）:电镜下多为扁囊状结构 ,排列较为整 齐．排列较为整齐呈同心板层样排列，膜表面附 着有大量的颗粒状的核糖体 .它是合成蛋白质的 重要场所
．
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蛋白质的合成：
粗面内质网合成的蛋白质主要是分子量较大的分泌 蛋白 ．包括酶类、肽类激素和抗体等，此外，也 合成一些膜嵌入糖蛋白（整合蛋白）、内质网腔可 溶性驻留蛋白（retention protein）和溶酶体蛋白等。
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6
胞质溶胶
• 胞质溶胶是用差速离心的方法分离细胞匀浆物中的各种细胞组分过程中，离心除去细 胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液 中的成分。是生物化学上的概念。
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7
（四）细胞质基质的概念的两种新理解
• 1 一种认为，细胞质基质主要是由微管、微丝和 中间纤维等形成的相互联系的结构体系，其中蛋 白质和其它分子以凝聚状态或暂时的凝聚状态存 在，与周围溶液的分子处于动态平衡，即只有直 接或间接结合在细胞质骨架上的成分才是细胞质 基质的成分。
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细胞质基质
细胞质基质（cytoplasmic matrix or cytomatrix）是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。曾被称为细胞液 （cell sap）、透明质（hyaloplasm）、胞质 溶胶（cytosol）和细胞质基质等。主要成分 为参与中间代谢的数千种酶类、细胞质骨架结 构、糖原和脂滴等处于储藏物以及mRNA等物 质。
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光面内质网：表面光滑，无核糖体附着 ．在形态上常 呈分枝状，小管或小泡的网状结构，很少象RER那样扩 大成池，其膜也不如RER膜厚。另外，SER的一端常与 RER相连，有时还和高尔基复合体或核膜相连.光面内 质网是脂类合成的重要场所.
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细胞质基质是细胞的重要组成成分，其体积约占细胞质的一半．
细胞组分
细胞质基质 细胞核 内质网 高尔基体 溶酶体 胞内体 过氧化物酶体 线粒体
数目 １ １ １ １ ３００ ２００ ４００
１6００
体积比
５４ ６ １２ ３ １ １ １ ２２
（肝细胞中细质基质及细胞其他组分的数目所占体积比）
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化学组成:多种物质和酶
１．蛋白质的修饰 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
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控制蛋白质的寿命
（1）蛋白质N端的第一个aa残基可决定蛋白质寿命， 其为Met、Ser、Thr、Ala、Val、Cys、Gly或Pro， 则蛋白质稳定；若为其他氨基酸，则不稳定。
（2）依赖于泛素(遍在蛋白,ubiquitin) 和蛋白酶 体（proteasome）的蛋白降解途径
4）内质网结构和功能的好材料－微粒体（microsome） 组织或细胞匀浆过程中内质网被破坏，破碎的内质网重新封
闭形成直径约100nm的小囊泡结构，此即微粒体。它包含 内质网膜与核糖体两种组分。在体外实验中，微粒体仍具 蛋白质合成，蛋白质的糖基化和脂类合成等内质网的基本 功能。
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它是真核细胞重要的细胞器．原核细胞内没 有内质网，细胞膜代行使其类似功能．
它增大了膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面。 使各种化学反应有序进行。
它是生物体内重要大分子，如蛋白质，脂类和糖 类合成的基地＜也是蛋白质运输的通道。因此， 有人把内质网比喻为有机物合成的“车间”或者 “工厂”．
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2、内质网的类型 根据外表面是否有颗粒附着，主要分成两类 ：
（1）糙面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER） 2）光面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）
质部位，故定名为内质网．
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1形态
1）内质网存在于真核细胞的细胞质中，由单位膜围成的小 管(tubule)、小泡( vesicle)或扁囊(cisternae)连接而 成的连续网状膜系统。
2）内质网膜和外层核膜是连续的，ER内腔与两层核膜中间 的核周间腔相通连，少数内质网与质膜相连。
3）内质网连续网状结构的形成可能由其上结合的驱动蛋白 引导其沿微管延伸排列而成。
含有水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核 苷酸和酶等多种物质。是细胞进行新陈代谢 的主要场所
含有与中间代谢有关的数千种酶类。故认为 它呈复杂的胶体性质，可随环境条件的改变
Байду номын сангаас
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（二）细胞质基质组分的组织状态
• 1 细胞质基质是一个高度有序的体系，其中胞质骨架纤维 贯穿其中，多数蛋白质直接或间接地与骨架或生物膜结合。
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细胞质基质的主要特点：
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 或间接的与骨架结合，或与生物膜结合，从而 完成特定的生物学功能． 通过弱键而相互作用处于动态平衡的结构体 系：在细胞质基质中，蛋白质与蛋白质之间， 蛋白质与其它大分子之间都是通过弱键相互作 用，并常常处于动态平衡之中．
• 2 执行某一生物学过程的酶类，彼此之间可靠弱键结合， 形成多酶复合体，催化一系列反应，此体系中前一个反应 的产物即为下一个反应的底物。
• 3 蛋白质与蛋白质之间，蛋白质与其它大分子(如mRNA)之 间都可通过弱键相互作用，处于动态平衡之中。
• 4 这种高度有序的结构体系形成可以使细胞高效地完成复 杂的代谢过程。但此结构体系的维持必须依靠细胞质基质 中高浓度的蛋白质以及其周围特定的离子环境。
泛素为含66个aa的蛋白，可共价结合到含不稳定aa 残基的蛋白的N端，给其贴上“标签”，蛋白酶体 可特此标签，将其水解。
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Chapter 6.2 内质网
Endoplasmic reticulum ER
１．类型
２．功能
３．与基因表达调空
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ＥＲ
概 述 1945年，著名超微结构学家 K.B.Porter，在电镜下观察组织培养 的细胞时，发现有各种大小的管道 相连成网状，并多处在细胞质的内
• 2 另一种认为，细胞质骨架是细胞中独立存在的 结构体系，而不应把其看成是细胞质基质中的组 分。
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二 功能：
（１）完成各种中间代谢过程：如糖酵解过 程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等.
（２）与细胞质骨架相关的功能 ：维持细胞形态、运 动、胞内物质运输及能量传递等
（３）蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解
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糙面内质网（rough endoplasmic reticulum， RER ）:电镜下多为扁囊状结构 ,排列较为整 齐．排列较为整齐呈同心板层样排列，膜表面附 着有大量的颗粒状的核糖体 .它是合成蛋白质的 重要场所
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蛋白质的合成：
粗面内质网合成的蛋白质主要是分子量较大的分泌 蛋白 ．包括酶类、肽类激素和抗体等，此外，也 合成一些膜嵌入糖蛋白（整合蛋白）、内质网腔可 溶性驻留蛋白（retention protein）和溶酶体蛋白等。
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胞质溶胶
• 胞质溶胶是用差速离心的方法分离细胞匀浆物中的各种细胞组分过程中，离心除去细 胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后，存留在上清液 中的成分。是生物化学上的概念。
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（四）细胞质基质的概念的两种新理解
• 1 一种认为，细胞质基质主要是由微管、微丝和 中间纤维等形成的相互联系的结构体系，其中蛋 白质和其它分子以凝聚状态或暂时的凝聚状态存 在，与周围溶液的分子处于动态平衡，即只有直 接或间接结合在细胞质骨架上的成分才是细胞质 基质的成分。