真核生物内膜系统ppt课件

在在内内膜膜系系统统中中，除除内内质质网网、高高尔尔基基复复合合体体和和核核膜膜外外，还还有有两两种种具具有有重重要要功功能能的的膜膜性性细细胞胞器器，可可视视为为内内膜膜系系统的产物，即统的产物，即溶酶体和微体溶酶体和微体。在内膜系统中，除内质网、高尔基复合1 1955 1955年年de Duvede Duve利用电子显微镜于大鼠肝细利用电子显微镜于大鼠肝细胞中发现了溶酶体。胞中发现了溶酶体。1.1.溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中。溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中。2.2.植物细胞无单独存在的溶酶体，但大多数植物和植物细胞无单独存在的溶酶体，但大多数植物和真菌细胞含有一个或几个大液泡，类似于动物细真菌细胞含有一个或几个大液泡，类似于动物细胞中的溶酶体。胞中的溶酶体。3.3.细菌细胞中无溶酶体，但有些细菌细胞在细胞壁细菌细胞中无溶酶体，但有些细菌细胞在细胞壁与质膜之间的质周隙中含有水解酶，具有类似于与质膜之间的质周隙中含有水解酶，具有类似于溶酶体的作用。溶酶体的作用。1955年de Duve利用电子显微镜于大鼠肝2第一节第一节 溶酶体的基本特性溶酶体的基本特性 一、形态和大小一、形态和大小 溶溶酶酶体体：是是一一种种由由单单层层膜膜包包围围的的含含有有多多种种酸酸性性水水解解酶酶的的异异质质性性囊囊泡泡状状细细胞胞器器，是是细细胞胞进进行行内内消消化作用的主要场所。化作用的主要场所。多呈球形，有的可呈卵圆形。直径一般为多呈球形，有的可呈卵圆形。直径一般为0.2-0.80.2-0.8微米，含微米，含6060多种酶，多为水解酶，最适多种酶，多为水解酶，最适pH3.5-5.5pH3.5-5.5。第一节 溶酶体的基本特性3二、化学组成二、化学组成（一）溶酶体膜（一）溶酶体膜 一层由双层磷脂构成的厚一层由双层磷脂构成的厚7-10nm7-10nm的单位膜。的单位膜。膜脂膜脂：绝大多数为磷脂，与其他生物膜的主要差别：绝大多数为磷脂，与其他生物膜的主要差别是含有多萜醇的衍生物和是含有多萜醇的衍生物和bis-bis-单酰甘油磷酸。单酰甘油磷酸。膜蛋白膜蛋白：C-C-端含有一个由端含有一个由1111个个AAAA组成的短的组成的短的胞质尾胞质尾巴巴，可能是这类蛋白从高尔基复合体向溶酶体运，可能是这类蛋白从高尔基复合体向溶酶体运输的通用识别信号。改变或使输的通用识别信号。改变或使C-C-端胞质尾巴缺陷端胞质尾巴缺陷均可阻止这类蛋白向溶酶体的定向转运。均可阻止这类蛋白向溶酶体的定向转运。二、化学组成4溶酶体膜的特性溶酶体膜的特性:A.A.膜蛋白高度糖基化，可抵御自身水解酶膜蛋白高度糖基化，可抵御自身水解酶的降解。的降解。B.B.膜中嵌有质子泵，可利用膜中嵌有质子泵，可利用ATPATP能量，维持能量，维持溶酶体中酸性内环境，有利于溶酶体酶溶酶体中酸性内环境，有利于溶酶体酶的活性。的活性。C.C.具有多种载体蛋白，可及时将水解产物具有多种载体蛋白，可及时将水解产物向外转运。向外转运。溶酶体膜的特性:5（二）溶酶体酶（二）溶酶体酶 溶酶体中含有多种多样的酶，如蛋白酶、核溶酶体中含有多种多样的酶，如蛋白酶、核酸酶、脂酶、糖苷酶、酸性磷酸酶、磷脂酶等，酸酶、脂酶、糖苷酶、酸性磷酸酶、磷脂酶等，可将蛋白质、核酸、糖类、脂质等生物大分子水可将蛋白质、核酸、糖类、脂质等生物大分子水解为细胞能够吸收利用的小分子，由于这些酶的解为细胞能够吸收利用的小分子，由于这些酶的最适最适PHPH一般为一般为3.53.5 5.55.5，故称其为酸性水解酶。，故称其为酸性水解酶。其中的其中的酸性磷酸酶酸性磷酸酶普遍存在于溶酶体中，并普遍存在于溶酶体中，并能通过电镜酶细胞化学方法显示，显示方法稳定能通过电镜酶细胞化学方法显示，显示方法稳定可靠，故常将其作为可靠，故常将其作为标志酶标志酶（二）溶酶体酶6三、溶酶体的来源三、溶酶体的来源 初初级级溶溶酶酶体体是是在在高高尔尔基基体体的的反反面面以以出出芽芽的的形形式形成的小囊泡，故溶酶体来自高尔基复合体。式形成的小囊泡，故溶酶体来自高尔基复合体。溶酶体膜蛋白溶酶体膜蛋白和和溶酶体酶溶酶体酶都是在糙面内质都是在糙面内质网上合成并进行糖基化后，通过膜泡运输转运到网上合成并进行糖基化后，通过膜泡运输转运到高尔基复合体上进行加工修饰，并经过分拣包装，高尔基复合体上进行加工修饰，并经过分拣包装，从反面高尔基体以出芽的形式转运到溶酶体。从反面高尔基体以出芽的形式转运到溶酶体。三、溶酶体的来源7溶酶体酶的合成与分拣：溶酶体酶的合成与分拣：A.N-A.N-端信号肽引导到糙面内质网上合成蛋白和端信号肽引导到糙面内质网上合成蛋白和N-N-连接的糖基化连接的糖基化修饰（修饰（寡糖链上含有寡糖链上含有M-6-PM-6-P，溶酶体酶共有的标志，溶酶体酶共有的标志)B.B.转移至高尔基体转移至高尔基体CisCis面膜囊，溶酶体酶的面膜囊，溶酶体酶的N-N-键寡糖经过两步键寡糖经过两步反应：反应：1 1）溶酶体酶分子中存在识别信号，即）溶酶体酶分子中存在识别信号，即信号斑信号斑，由三，由三段信号序列通过折叠相互靠近形成的一个特殊构象或三级结段信号序列通过折叠相互靠近形成的一个特殊构象或三级结构，可被构，可被磷酸转移酶特异性识别。磷酸转移酶特异性识别。溶酶体酶的溶酶体酶的N-N-键寡糖在键寡糖在N-N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶乙酰葡糖胺磷酸转移酶催化下将磷酸化的催化下将磷酸化的N-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺（GlcNAcGlcNAc）基转移到一个或多个甘露糖的第六个碳原子上；）基转移到一个或多个甘露糖的第六个碳原子上；2 2）磷酸二酯酶磷酸二酯酶切去切去GlcNAcGlcNAc基，产生基，产生M-6-PM-6-P残基。残基。溶酶体酶的合成与分拣：8C.C.在在反面高尔基网上存在反面高尔基网上存在M-6-PM-6-P的受体的受体，是一种跨膜，是一种跨膜糖蛋白，对糖蛋白，对M-6-PM-6-P具有高度特异性，并且它的分具有高度特异性，并且它的分布比较集中。带有布比较集中。带有M-6-PM-6-P残基的溶酶体分子与反残基的溶酶体分子与反面高尔基网上的面高尔基网上的M-6-PM-6-P的受体结合，两者的结合的受体结合，两者的结合使溶酶体酶与其他蛋白分离并起到局部浓缩的作使溶酶体酶与其他蛋白分离并起到局部浓缩的作用，最后以出芽的方式包装成衣被小泡，运往晚用，最后以出芽的方式包装成衣被小泡，运往晚期内体。期内体。D.D.在酸性（在酸性（pH5-5.5pH5-5.5）环境中）环境中M-6-PM-6-P与其受体脱离与其受体脱离,并并被磷酸酶切去磷酸。受体通过膜泡运输回到高尔被磷酸酶切去磷酸。受体通过膜泡运输回到高尔基体，被循环利用；晚期内体与溶酶体融合，将基体，被循环利用；晚期内体与溶酶体融合，将溶酶体酶送入溶酶体中。溶酶体酶送入溶酶体中。C.在反面高尔基网上存在M-6-P的受体，是一种跨膜糖蛋白，9磷酸化的磷酸化的N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶乙酰葡糖胺磷酸转移酶磷酸二酯酶磷酸二酯酶磷酸化的N-乙酰葡糖胺N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶磷酸二酯酶10高尔基体分泌形成溶酶体高尔基体分泌形成溶酶体 高尔基体分泌形成溶酶体 11N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶乙酰葡糖胺磷酸转移酶磷酸二酯酶磷酸二酯酶N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶磷酸二酯酶12溶酶体酶的合成和成熟经历的步骤：溶酶体酶的合成和成熟经历的步骤：部位部位发生的变化发生的变化核糖体核糖体合成前体蛋白合成前体蛋白内质网内质网输入内质网腔，切去信号肽，输入内质网腔，切去信号肽，N-N-连连接糖基化修饰接糖基化修饰高尔基体高尔基体修饰，形成修饰，形成M-6-PM-6-P配体，同配体，同M-6-PM-6-P受受体结合体结合初级溶酶体初级溶酶体与与M-6-PM-6-P受体分离，前酶初步水解，受体分离，前酶初步水解，去磷酸化，开始与其他小泡融合去磷酸化，开始与其他小泡融合次级溶酶体次级溶酶体水解酶成熟，催化，降解水解酶成熟，催化，降解溶酶体酶的合成和成熟经历的步骤：部位发生的变化核糖体合成前体13四、溶酶体的降解底物与溶酶体的类型四、溶酶体的降解底物与溶酶体的类型 溶酶体在维持正常代谢活动及防御等方面起着重要作溶酶体在维持正常代谢活动及防御等方面起着重要作用，其主要作用是细胞内消化。用，其主要作用是细胞内消化。(一）溶酶体降解底物的来源（一）溶酶体降解底物的来源（3 3种）种）1 1、胞饮物：细胞外液体或极小的颗粒物质。、胞饮物：细胞外液体或极小的颗粒物质。2 2、吞噬物：细胞外微生物或大颗粒物质。主要发生于具有、吞噬物：细胞外微生物或大颗粒物质。主要发生于具有吞噬作用的细胞中，如巨噬细胞。吞噬作用的细胞中，如巨噬细胞。3 3、胞内自噬细胞器：细胞自身多余或衰老的细胞器。、胞内自噬细胞器：细胞自身多余或衰老的细胞器。四、溶酶体的降解底物与溶酶体的类型14细菌细菌吞噬吞噬吞噬体吞噬体质膜质膜溶酶体溶酶体内吞内吞早期内体早期内体晚期内体晚期内体内质网内质网自嗜自嗜自嗜体自嗜体线粒体线粒体细菌吞噬吞噬体质膜溶酶体内吞早期内体晚期内体内质网自嗜自嗜体15（二）溶酶体的类型（二）溶酶体的类型 具具有有异异质质性性，形形态态大大小小及及内内含含的的水水解解酶种类都可能有很大的不同。酶种类都可能有很大的不同。根根据据完完成成其其生生理理功功能能的的不不同同阶阶段段可可分分为为初初级级溶溶酶酶体体（primary primary lysosomelysosome），次次级级溶溶酶酶体体（secondary secondary lysosomelysosome）和和残残余余小体（小体（residual bodyresidual body）。）。（二）溶酶体的类型16n初级溶酶体初级溶酶体：Primary lysosomePrimary lysosome 直直径径约约0.20.2 0.50.5umum，膜膜厚厚7.57.5nmnm，多多呈呈球球形形，内内含含物物均均一一，无无明明显显颗颗粒粒或或膜膜的的碎碎片片。含含有有多多种种水水解解酶酶，但但没没有有活活性性，只只有有当当溶溶酶酶体体破破裂裂或或其其它它物物质质进进入入时时才才有有酶酶活活性性。初级溶酶体：Primary lysosome17初级溶酶体初级溶酶体 内含物均一，内含物均一，无明显颗粒或无明显颗粒或膜的碎片膜的碎片初级溶酶体 内含物均一，无明显颗粒或膜的碎片18n次级溶酶体次级溶酶体（Secondary lysosome）：）：当当初初级级溶溶酶酶体体融融入入来来自自细细胞胞外外或或细细胞胞内内的的消消化化物物后后，所所形形成成的的复复合合小小体体。是是一一类类将将要要或或正正在在进进行行消消化化作作用用的的溶溶酶酶体体，内内含含水水解解酶酶和和相相应应的的底底物物。根根据据酶酶作作用用底底物物的的来来源源不不同同可可分分为为自自噬噬溶溶酶酶体体(autophagolysosomeautophagolysosome）和和异异噬噬溶溶酶酶体体（phagolysosomephagolysosome），前前者者消消化化的的物物质质来来自自细细胞本身的各种组分，后者消化的物质来自胞外。胞本身的各种组分，后者消化的物质来自胞外。次级溶酶体（Secondary lysosome）：19次级溶酶体次级溶酶体 次级溶酶体 20n残余小体残余小体 次级溶酶体中消化不掉的物质残留在溶酶次级溶酶体中消化不掉的物质残留在溶酶体内形成，又称后溶酶体（体内形成，又称后溶酶体（post-lysosomepost-lysosome），），已失去酶活性，仅留未消化的残渣。残体可通过已失去酶活性，仅留未消化的残渣。残体可通过外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多。外排作用排出细胞，也可能留在细胞内逐年增多。如脂褐质小体常分布于心肌、平滑肌、皮肤等细如脂褐质小体常分布于心肌、平滑肌、皮肤等细胞，随着个体的衰老而增多，故又称衰老小体，胞，随着个体的衰老而增多，故又称衰老小体，可作为个体衰老过程的一个主要特征。可作为个体衰老过程的一个主要特征。残余小体21肝细胞脂褐质（残余小体）肝细胞脂褐质（残余小体）肝细胞脂褐质（残余小体）22真核生物内膜系统ppt课件23第二节内吞作用与膜的再循环第二节内吞作用与膜的再循环 细胞的内吞和外排作用共同组成了一套循环细胞的内吞和外排作用共同组成了一套循环过程，这一过程与溶酶体的活动密切相关。过程，这一过程与溶酶体的活动密切相关。内体：细胞质中存在的一种中间型小泡，它内体：细胞质中存在的一种中间型小泡，它的功能是运输和分拣内吞物，在内吞和膜的再循的功能是运输和分拣内吞物，在内吞和膜的再循环中起重要作用。早期内体内部为酸性环境，许环中起重要作用。早期内体内部为酸性环境，许多吞入的受体蛋白在此酸性环境下会发生构象变多吞入的受体蛋白在此酸性环境下会发生构象变化，从而释放其配体。如化，从而释放其配体。如胆固醇的吸收胆固醇的吸收。第二节内吞作用与膜的再循环 细胞的内吞和外排作用共24真核生物内膜系统ppt课件25真核生物内膜系统ppt课件26 也有一些内吞和膜的再循环过程与也有一些内吞和膜的再循环过程与溶酶体无关，不需要递交溶酶体进行消溶酶体无关，不需要递交溶酶体进行消化。如铁的转运。化。如铁的转运。也有一些内吞和膜的再循环过程与溶酶体无关，不需要27第三节第三节 溶酶体的功能溶酶体的功能 1 1细胞内消化细胞内消化 可可降降解解各各种种生生物物大大分分子子成成为为可可溶溶性性的的小小分分子子，为细胞代谢提供营养。为细胞代谢提供营养。2 2防御功能防御功能 如如脊脊椎椎动动物物中中的的巨巨噬噬细细胞胞、中中性性粒粒细细胞胞等等可可识识别别并并吞吞噬噬入入侵侵的的细细菌菌和和病病毒毒等等有有害害物物质质，将将其其送送往往溶溶酶酶体体进进行行消消化化降降解解，以以杀杀死死有有害害物物，保保护护机体不受感染或致病。机体不受感染或致病。第三节 溶酶体的功能283 3、清除细胞内无用的生物大分子、衰老和、清除细胞内无用的生物大分子、衰老和多余细胞器多余细胞器 细胞内生物大分子和细胞器都有一定的寿命，细胞内生物大分子和细胞器都有一定的寿命，为保证细胞的正常生理功能，必须由溶酶体清为保证细胞的正常生理功能，必须由溶酶体清理掉那些衰老的生物大分子或细胞器。理掉那些衰老的生物大分子或细胞器。细胞在不同生理状态下所需的酶系统和生物细胞在不同生理状态下所需的酶系统和生物大分子也不相同，细胞可通过溶酶体清除暂时大分子也不相同，细胞可通过溶酶体清除暂时不需要的酶、某些代谢产物及生物大分子。不需要的酶、某些代谢产物及生物大分子。上述现象为细胞上述现象为细胞自噬现象自噬现象3、清除细胞内无用的生物大分子、衰老和多余细胞器294 4发育过程中细胞的清除发育过程中细胞的清除 动动物物在在发发育育过过程程中中除除细细胞胞增增殖殖外外，在在特特定定阶阶段段还还需需要要在在一一定定部部位位清清除除一一些些细细胞胞，以以保保证证机机体体的的正正常常发发育育。如如蝌蝌蚪蚪尾尾巴巴的的退退化化是是靠靠尾尾部部溶酶体的组织蛋白酶的消化作用完成的。溶酶体的组织蛋白酶的消化作用完成的。在在正正常常情情况况下下，机机体体的的某某些些细细胞胞也也有有一一定定的的寿寿命命。如如成成人人的的红红细细胞胞寿寿命命120120天天，衰衰老老的的细细胞胞也也依依靠靠某某些些细细胞胞的的溶溶酶酶体体来来及及时时清清除除。机机体体内衰老细胞主要靠巨噬细胞来清除。内衰老细胞主要靠巨噬细胞来清除。4发育过程中细胞的清除305、在受精中的作用、在受精中的作用精子的精子的顶体顶体是一个巨大的是一个巨大的溶酶体溶酶体 5、在受精中的作用精子的顶体是一个巨大的溶酶体 316 6内分泌细胞中的功能内分泌细胞中的功能 内内分分泌泌细细胞胞中中含含有有相相当当数数量量的的溶溶酶酶体体，在在有有关关激激素素分分泌泌的的环环节节中中发挥重要作用。如甲状腺素的合成发挥重要作用。如甲状腺素的合成6内分泌细胞中的功能32第四节第四节 溶酶体与疾病（自学）溶酶体与疾病（自学）肺肺结结核核；矽矽肺肺；贮贮积积病病；类类风风湿湿关关节节炎炎；肿瘤肿瘤第四节 溶酶体与疾病（自学）33第五节 植物液泡 一、液泡的形态一、液泡的形态 液泡由一层单位膜围成，存在于植物、液泡由一层单位膜围成，存在于植物、藻类和真菌细胞中，体积大，一般占细胞藻类和真菌细胞中，体积大，一般占细胞体积的体积的1/31/3，有的可达，有的可达90%90%以上。以上。第五节 植物液泡 一、液泡的形态34真核生物内膜系统ppt课件35二、功能二、功能1 1、消化、消化 液泡内呈酸性且含有多种酸性水解液泡内呈酸性且含有多种酸性水解酶，可降解许多底物。（蛋白的降解）酶，可降解许多底物。（蛋白的降解）2 2、储存养料和废物、储存养料和废物 液泡上有液泡上有ATPATP泵可逆浓度梯度将一些泵可逆浓度梯度将一些离子、小分子及营养物输入液泡。离子、小分子及营养物输入液泡。二、功能36 3 3、调节细胞膨压、调节细胞膨压 4 4、保持细胞体积、保持细胞体积 通过调节膨压，使细胞保持一定体积通过调节膨压，使细胞保持一定体积 5 5、种子萌发、种子萌发 植物中存在贮藏性液泡，如种子中的植物中存在贮藏性液泡，如种子中的蛋白小体、糊粉粒和淀粉粒，在种子萌发蛋白小体、糊粉粒和淀粉粒，在种子萌发时释放多种水解酶，水解种子内贮存物质，时释放多种水解酶，水解种子内贮存物质，为种子萌发和早期生长提供养分。为种子萌发和早期生长提供养分。3、调节细胞膨压37三、三、ATPATP驱动泵的分类驱动泵的分类1 1、P P类离子泵类离子泵 靠磷酸化调节故名靠磷酸化调节故名P P类离子泵，如钠钾泵，钙泵类离子泵，如钠钾泵，钙泵2 2、V V类和类和F F类离子泵类离子泵 V V类离子泵分布于液泡、溶酶体和一些酸性类离子泵分布于液泡、溶酶体和一些酸性细胞器上；细胞器上；F F类又称类又称ATPATP合酶，主要分布于线粒合酶，主要分布于线粒体和叶绿体上。体和叶绿体上。3 3、ABCABC超家族超家族 一种含有一种含有ATPATP结合盒的跨膜运输蛋白，含有结合盒的跨膜运输蛋白，含有2 2个穿膜域和个穿膜域和2 2个胞质溶质中的个胞质溶质中的ATPATP结合域。结合域。三、ATP驱动泵的分类38第六节第六节 微体微体 微体（微体（microbodymicrobody ）：）：是一种具有异质性的细是一种具有异质性的细胞器，在不同生物及不同发育阶段有所不同。直胞器，在不同生物及不同发育阶段有所不同。直径约径约0.2-1.50.2-1.5umum，通常为通常为0.50.5umum，呈圆形，椭圆形呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。共同特点是或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。共同特点是内含一至多种内含一至多种依赖黄素（依赖黄素（flavinflavin）的氧化酶的氧化酶，已，已发现发现4040多种氧化酶和多种氧化酶和过氧化氢酶（标志酶）过氧化氢酶（标志酶），各，各类氧化酶的共性是将底物氧化后，生成过氧化氢。类氧化酶的共性是将底物氧化后，生成过氧化氢。第六节 微体 微体（microbody）：是一种39 微体在动植物细胞中广泛存在，根据生化性微体在动植物细胞中广泛存在，根据生化性质和生理功能上的差异分为：质和生理功能上的差异分为：过氧化物酶体过氧化物酶体（peroxisomeperoxisome）：动植物细胞均有，：动植物细胞均有，是细胞内糖、脂、氮的重要代谢部位。是细胞内糖、脂、氮的重要代谢部位。乙醛酸循环体乙醛酸循环体（glyoxysomeglyoxysome）：植物细胞中，主：植物细胞中，主要功能是由脂肪通过乙酰辅酶要功能是由脂肪通过乙酰辅酶A A和乙醛酸循环，合和乙醛酸循环，合成糖类和其他细胞成分。成糖类和其他细胞成分。微体的发生：微体的发生：来自内质网。来自内质网。微体在动植物细胞中广泛存在，根据生化性质和生理4041写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits41写在最后成功的基础在于好的学习习惯 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日 结束语42