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《细胞生物学09内膜系统与膜运输》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第九章.内膜系统与膜运输真核细胞在进化上一个显著特点就是形成了发达的细胞质膜系统,将细胞分成许多膜结合的区室,包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡等。虽然这些区室具有各自独立的结构和功能，但它们又是紧密相关的，尤其是它们的膜结构是相互转换的，这种转换的机制则是通过蛋白质分选(proteinsorting)和膜运输实现的(图9-1)。图9-1内膜系统和膜运输 9.1细胞质膜系统及其研究方法9.1.1膜结合细胞器与内膜系统关于真核细胞中具有膜结构的细胞器的总体描述通常有三个概念:●膜结合细胞器(membrane-boundorganelles)或膜结合
2、区室(membrane-boundcompartments)●细胞质膜系统(cytoplasmicmembranesystem)●内膜系统(endomembranesystems)虽然这三个概念都是指真核细胞中具有膜结构的细胞器,但是在含义上仍有一些差别。 ■膜结合细胞器的种类和功能●膜结合细胞器种类与数量原核细胞内只有一个区室就是胞质溶胶(cytosol)。真核细胞内有许多膜结合的区室，但与胞质溶胶相比,所占比例都很小(表9-1)。表9-1肝细胞中主要膜结合细胞器的体积比细胞器每细胞所含数量细胞内的百分比胞质溶胶154线粒体170022内质网112细胞核16高
3、尔基体13过氧化物酶体4001溶酶体3001内体2001●膜结合细胞器的功能膜结合细胞器在细胞的生命活动中具有重要作用(表9-2)。表9-2真核细胞膜结合区室的主要功能细胞器(区室)主要功能胞质溶胶代谢的主要场所；蛋白质合成部位细胞核基因组存在场所，DNA和RNA的合成地内质网大多数脂的合成场所，蛋白质合成和集散地高尔基体蛋白质和脂的修饰、分选和包装溶酶体细胞内的降解作用内体内吞物质的分选线粒体通过氧化磷酸化合成ATP叶绿体进行光合作用过氧化物酶体毒性分子的氧化在这些膜结合的细胞器中,线粒体、叶绿体、过氧化物酶体和细胞核等的独立性很强,并且有特别的功能；其他几种
4、膜结合细胞器,如内质网、高尔基体、溶酶体和小泡,虽然有不同的结构和功能,但是它们都参与蛋白质的加工、分选和膜泡运输,形成了一个特别的细胞内系统。●膜结合细胞器在细胞内的分布膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的(图9-2)。图9-2动物细胞中膜结合的细胞器及分布细胞内的空间为胞质溶胶,里面被一些膜结合的细胞器分隔成许多区室,每个区室至少有一层单位膜包裹,如细胞核、高尔基体、内质网、溶酶体、线粒体等。如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的?(如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的?（答案）答:从功能上看,细胞内膜结合细胞器的分布是功能越
5、重要越靠近中央;从层次看,上游的靠内,下游的靠外。如细胞核位于细胞的中央,它是细胞中最重要的细胞器,有两层膜结构。细胞核的外膜与内质网的膜是联系在一起的,细胞核的外膜是粗面内质网的一部分。粗面内质网的功能是参与蛋白质合成,其作用仅次于细胞核,所以内质网位于细胞核的外侧。高尔基体在内质网的外侧,接受来自内质网的蛋白质和脂肪,然后对它们进行修饰和分选,它所完成的是内质网的下游工作。溶酶体是含有水解酶的囊泡,它是由高尔基体分泌而来。内体是由内吞作用产生的具有分选作用的细胞器,它能向溶酶体传递从细胞外摄取的物质,这种细胞器一般位于细胞质的外侧。另外还有线粒体、过氧化物酶
6、体等分布在细胞的不同部位。如果是植物细胞还有叶绿体和中央大液泡,它们是按功能定位。) ■内膜系统的动态性质内膜系统的最大特点是动态性质(图9-3),内膜系统中的结构是不断变化的，其各自的位置是处于流动状态。正是这种流动状态,将细胞的合成活动、分泌活动和内吞活动连成了一种网络结构,在各内膜结构之间常常看到一些小泡来回穿梭，这些小泡分别是从内质网、高尔基体和细胞质膜上产生的，这就使内膜系统的结构处于一个动态平衡。图9-3真核细胞中生化合成、分泌和内吞作用的动态网络内膜系统将细胞中的生化合成、分泌和内吞作用连接成动态的、相互作用的网络。在内质网合成的蛋白和脂通过分泌活
7、动进入分泌小泡运送到工作部位(包括细胞外);细胞通过内吞途径将细胞外的物质送到溶酶体降解。内膜系统的动态特性是怎样引起的?(内膜系统的动态特性是如何形成的?（答案）答:造成内膜系统的动态特性主要是由细胞中三种不同的生化活动引起的:①蛋白质和脂的合成活动:在动物细胞中主要涉及分泌性蛋白的合成和脂的合成和加工。脂的合成在光面内质网,而分泌蛋白的合成起始于粗面内质网,完成于高尔基体。②分泌活动:③内吞活动(endocytosispathway),是分泌的相反过程,细胞将细胞外的物质吞进内体和溶酶体。) ■膜结合细胞器的进化及其意义原核细胞没有膜结合细胞器,真核细胞是由
8、原核细胞进化而来,那么,
