海南大学：《细胞生物学》课程教学资源（PPT课件）第6章 细胞质基质与内膜系统（cytomatrix and endomembrane）

本章主要内容 》第一节细胞质基质 第二节内质网 第三节高尔基体 第四节溶酶体与过氧化物酶体 第五节蛋白质的分选与细胞结构的组装 主讲：汤华

主讲：汤 华 本章主要内容 ™第一节 细胞质基质 ™第二节 内 质 网 ™第三节 高尔基体 ™第四节 溶酶体与过氧化物酶体 ™第五节 蛋白质的分选与细胞结构的组装

真核细胞的细胞质内具有 发达的内膜系统 (endomembrane system), 成了细胞质基质以及由膜围 endosome cytosol 绕的细胞器。 peroxisome lysosome 内膜系统主要包括：核膜、 Golgi apparatus 内质网、高尔基体、溶酶体、 mitochondrion 胞内体、过氧化物酶体，以 endoplasmic reticulum with 及各种分泌泡、转运泡等。 membrane-bound ribosomes 内膜系统可通过膜泡运输的 nucleus 方式进行交流。 plasma membrane free 线粒体和叶绿体含有 ribosomes 15μm- DNA,为半自主性细胞器， 不属于内膜系统。 Figure 14-2 The major membrane- bounded organelles of an animal cell. 主讲：汤华

主讲：汤 华 ™真核细胞的细胞质内具有 发达的内膜系统 (endomembrane system)，形 成了细胞质基质以及由膜围 绕的细胞器。 ™内膜系统主要包括：核膜、 内质网、高尔基体、溶酶体、 胞内体、过氧化物酶体，以 及各种分泌泡、转运泡等。 内膜系统可通过膜泡运输的 方式进行交流。 ™线粒体和叶绿体含有 DNA，为半自主性细胞器， 不属于内膜系统

Plasma membrane Extracellular medium N Endocytic vesicle Lysosome Perinuclear space Nuclear envelope Transport vesicles Early endosome Late- endosome Golgl- complex Secretory vesicles Smooth endoplasmlc Ribosom reticulum Rough reticulum Peroxisomes Cytosol Figure 12-1 Cellular Structures Discussed in This Chapter. The interior of the endoplasmic reticulum,in turn,is linked to the This chapter focuses on the endoplasmic reticulum,the Golgi complex, interiors of the Golgi complex,endosomes.and lysosomes by transpo endosomes,lysosomes,and peroxisomes.Also relevant to the vesicles that shuttle from organelle to organelle.Together,the discussion are the nuclear envelope and plasma membrane.The surrounding membranes and internal spaces of these structures de perinuclear space between the two membranes of the nuclear the endomembrane system of the eukaryotic cell:the remaining envelope is continuous with the interior of the endoplasmic reticulum portion of the cytoplasm is called the cytosol

主讲：汤 华

ysos ligure 14-1 Electron micrograph of part of a liver cell seen in cross-section Examples of many of the major membrane. bounded organelles can be seen.The small black granules seen between the membrane-bounded compartments are glycogen granules (glycosomesi.which are aggregates of glycogen and the enzymes that control its synthesis and hreakdown ICourtesy of Daniel S.Friend.! 5 um 内膜系统形成了一种胞内网络结构，有两个主要功能： 一是扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架。 二是将细胞分为不同的功能区域，保证各种生化反应 所需的独特环境。 主讲：汤华

主讲：汤 华 ™内膜系统形成了一种胞内网络结构，有两个主要功能： ™一是扩大膜的总面积，为酶提供附着的支架。 ™二是将细胞分为不同的功能区域，保证各种生化反应 所需的独特环境

第一节细胞质基质 细胞质基质(cytoplasmic matrix or cytomatrix):指真核细 胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 ● 细胞质基质是细胞的重要结构成分，其体积约占细胞质的 一半。细胞质基质是高度有组织的体系。 细胞组分 数 目 体积比 细胞质基质 54 细胞核 6 内质网 1 12 高尔基体 1 3 溶酶体 300 1 胞内体 200 1 过氧化物酶体 400 1 线粒体 1700 22 肝细胞中细胞质基质及细胞其它组分的数目及所占的体积比（引自Albert.1998) 主讲：汤华

主讲：汤 华 第一节 细胞质基质 z 细胞质基质 (cytoplasmic matrix or cytomatrix)：指真核细 胞的细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 z 细胞质基质是细胞的重要结构成分，其体积约占细胞质的 一半。细胞质基质是高度有组织的体系。 细胞组分 数 目 体积比 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 1 1 1 1 300 200 400 1700 54 6 12 3 1 1 1 22 肝细胞中细胞质基质及细胞其它组分的数目及所占的体积比（引自Albert.1998）

N 细胞质基质的涵义 界定方法：用差速离心分离细胞匀浆物组分，先后除去细 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，存留在上清液中的主要是细胞质基质成分。 主要包括中间代谢相关的酶类、细胞骨架结构等。 格 分子组成：①水和无机离子等小分子类。②脂类、糖类、 氨基酸、核苷酸及其衍生物等中等分子类。③蛋白质、脂 蛋白、RNA、多糖等大分子类。 特点：细胞质基质是一个高度有序又不断变化的结构体 系；细胞骨架纤维贯穿其中。蛋白质与蛋白质之间，蛋白 质与其它大分子之间通过弱键而相互作用，处于动态平衡 状态。 主讲汤华

主讲：汤 华 ™ 界定方法：用差速离心分离细胞匀浆物组分，先后除去细 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，存留在上清液中的主要是细胞质基质成分。 主要包括中间代谢相关的酶类、细胞骨架结构等。 ™ 分子组成：①水和无机离子等小分子类。②脂类、糖类、 氨基酸、核苷酸及其衍生物等中等分子类。③蛋白质、脂 蛋白、RNA、多糖等大分子类。 ™ 特点：细胞质基质是一个高度有序又不断变化的结构体 系；细胞骨架纤维贯穿其中。蛋白质与蛋白质之间，蛋白 质与其它大分子之间通过弱键而相互作用，处于动态平衡 状态。 一、细胞质基质的涵义

二、细胞质基质的功能蕌 进行各种中间代谢的场所。很多代谢反应如 糖酵解、戊糖磷酸途径、脂肪酸合成、蔗糖 的合成等都在细胞质基质中进行。 。维持细胞的形态与运动。 胞内物质运输及各种大分子的定位。 维持细胞内环境的稳定性。离子环境、渗透 环境，pH值。 。进行蛋白质的修饰与选择性降解。 主讲：汤华

主讲：汤 华 ™进行各种中间代谢的场所。很多代谢反应如 糖酵解、戊糖磷酸途径、脂肪酸合成、蔗糖 的合成等都在细胞质基质中进行。 ™维持细胞的形态与运动。 ™胞内物质运输及各种大分子的定位。 ™维持细胞内环境的稳定性。离子环境、渗透 环境，pH值。 ™进行蛋白质的修饰与选择性降解。 二、细胞质基质的功能

蛋白质的修饰与选择性降解 蛋白质的修饰。辅酶或辅基、磷酸化与去磷酸 化、糖基化、甲基化、酰基化 ◆控制蛋白质的寿命。蛋白质处于不断的降解与 更新的动态过程中，由其端的第一个氨基酸作为 决定蛋白质寿命的信号。依赖于泛素的降解途径 (ubiquitin-dependent pathway). ◆降解变性和错误折叠的蛋白质。 ◆帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠。热击 蛋白(heat shock protein,Hsp). 主讲汤华

主讲：汤 华 ¡ 蛋白质的修饰。辅酶或辅基、磷酸化与去磷酸 化、糖基化、甲基化、酰基化 ¡ 控制蛋白质的寿命。蛋白质处于不断的降解与 更新的动态过程中，由其N端的第一个氨基酸作为 决定蛋白质寿命的信号。依赖于泛素的降解途径 （ubiquitin-dependent pathway）。 ¡ 降解变性和错误折叠的蛋白质。 ¡帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠。热击 蛋白(heat shock protein, Hsp)。 蛋白质的修饰与选择性降解

第二节内质网 内质网的发现：1945年由Porte等人观察培养的小鼠成纤 维细胞时，发现细胞质的内质部具有网状结构，称为内质网 (endoplasmic reticulum,ER). 。内质网通常还与质膜和核膜相连，并与高尔基体关系密 切，且常伴有许多线粒体。 内质网(endoplasmic reticulum,.ER):是由封闭的膜系 统及其围成的腔构成相互沟通的网状结构。 内质网约占细胞总膜面积的一半，占细胞总体积的10%以 上。内质网大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶提供了 大面积的结合位点。 内质网具有高度的多型性。在细胞的不同发育阶段和不同 生理状态下，发生十分复杂的结构和功能变化。细胞分裂 时，内质网要经历解体与重建的过程。 主讲：汤华

主讲：汤 华 第二节 内质网 ™内质网的发现：1945年由Porter等人观察培养的小鼠成纤 维细胞时，发现细胞质的内质部具有网状结构，称为内质网 (endoplasmic reticulum，ER)。 ™内质网通常还与质膜和核膜相连，并与高尔基体关系密 切，且常伴有许多线粒体。 ™内质网(endoplasmic reticulum, ER)：是由封闭的膜系 统及其围成的腔构成相互沟通的网状结构。 ™内质网约占细胞总膜面积的一半，占细胞总体积的10%以 上。内质网大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶提供了 大面积的结合位点。 ™内质网具有高度的多型性。在细胞的不同发育阶段和不同 生理状态下，发生十分复杂的结构和功能变化。细胞分裂 时，内质网要经历解体与重建的过程

、内质网的两种基本类型 根据结构和功能，可分为粗面型内质网(rough endoplasmic reticulum,rER)和光面型内质网(smooth endoplasmic reticulum,sER)两类。 Rough Endoplasmic Reticulum %粗面内质网：多呈扁囊 Membrane 状，排列较为整齐，其表面 分布着大量的核糖体。是内 质网和核糖体共同形成的复 合结构。 主要参与分泌性蛋白和多 种膜蛋白的合成。在分泌细 胞中非常发达。 Figure 1 Ribosomes 主讲：汤华

主讲：汤 华 ™粗面内质网：多呈扁囊 状，排列较为整齐，其表面 分布着大量的核糖体。是内 质网和核糖体共同形成的复 合结构。 ™主要参与分泌性蛋白和多 种膜蛋白的合成。在分泌细 胞中非常发达。 一、内质网的两种基本类型 ™根据结构和功能，可分为粗面型内质网(rough endoplasmic reticulum，rER)和光面型内质网(smooth endoplasmic reticulum，sER)两类