第四节 内膜系统
细胞内膜系统及其功能
细胞内膜系统及其功能内膜：细胞质内的膜相结构，区分于质膜（细胞质膜）。
内膜系统：细胞内结构、功能、发生上相互联系，由膜包被的细胞器或者细胞结构。
内膜系统（endomembrane system）：包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡。
它们的膜是相互流动的，处于动态平衡之中；功能上也相互协同。
内膜系统的共同结构特点：都是单位膜结构；仅存在于真核细胞中；处于动态平衡中，膜之间有转化现象。
内膜系统和质膜的结构区别：单位膜的层次不如质膜明显；厚度稍薄，6~7nm；膜上的抗原不同。
一、内质网ER概述(P175)K. R. Porter(1945)发现于培养的小鼠成纤维细胞，是位于细胞质内质部分的网状结构，故名内质网。
ER是由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通的网状结构。
存在于真核细胞中，占细胞膜系统总面积的一半左右。
（一）内质网的两种基本类型——糙面内质网和光面内质网1、糙面内质网（rER）(P176)排列整齐的扁囊状结构，表面分布大量的核糖体。
可视为内质网和核糖体的复合体。
rER的主要功能(P178)合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白。
在分泌细胞和浆细胞中非常发达。
易位子结构（translocon）——位于rER膜上的蛋白复合物，是新合成的多肽进入内质网的通道。
2、光面内质网（sER）(P177)表面无核糖体，常为分支管状，形成复杂的立体结构；sER的主要功能：①脂类合成的主要场所；②作为出芽的位点，将内质网合成的蛋白质和脂类转移到高尔基体中。
3、rER和sER的结构关系rER包含20余种与sER不同的蛋白；两者都是内质网的不同区域，并不混合；4、ER与质膜、核膜的联系有时质膜向内折叠并与ER相连接，二者相通——ER从质膜起源；rER常与外层核膜相连，ER腔和核周隙沟通，外核膜上也常附有核糖体颗粒——ER膜与核膜的同源性。
5、两个概念：微粒体（microsome）：（P176）实验过程中破碎的ER自我融合形成的近似球形的膜泡结构，包含内质网膜和核糖体组分。
内膜系统的名词解
内膜系统的名词解
内膜系统是《高等教育精神》的重要组成部分，并且在高校的运转中有着重要
的作用。
内膜系统是指高校为了实现学生就业空间拓展和个性发挥，而专门设立的绘本和技能社团的全集体。
除了社团，内膜系统也可以包括海外游学、学术研究以及专业实习等活动，旨在帮助学生通过开展诸如此类的实践活动来提升自身能力，以最快的速度满足高校教学质量要求。
内膜系统的概念出现于古代，至今已有几千年的历史。
传统的内膜系统以竞赛
的形式展示学生的实践能力和个性，大大拓宽了学生的学习范围，也极大地提升了他们的专业技能和综合素养。
现代内膜系统结合了数字技术，可以自动将学生参加社团活动和学习情况与其他活动进行综合整合，从而高效地完成学业要求。
现代内膜系统包括由学校活动组织主办的讲座、抽奖、音乐会、创新竞赛等活动，以及实习机会，部分俱乐部也可以由学生自行组织及管理，旨在鼓励学生开拓视野，激发灵感，并增强自身和团队的能力。
此外，内膜系统拥有完善的学习评估制度，通过实践管理的自我评估，让学生对连贯的学习阶段和结果有一个长期的而又客观的认识，提升学生的组织能力、社交能力和实践能力。
从尊重人文精神、培育学生创新能力和能力、开拓学生就业空间等方面来看，
内膜系统在学校里受到越来越多的关注和肯定，在高校的教学质量保持和提升中起到了重要作用。
未来，内膜系统仍将不断推陈出新，为学生们提供更加广阔的空间，让他们在各个方面完善自身的能力，为高校的繁荣发展做出贡献。
细胞生物学-第五章-内膜系统
Günter Blobel
2021/4/9
Blobel with members of his laboratory 23
“信号假说”（signal hypothesis）
信号肽(signal peptide)：新合成的蛋白质分子N端含 有一段由15~30个疏水性氨基酸残基组成的特殊序列， 该序列就是蛋白质分选信号，又称信号肽。
15
（二）滑面内质网 SER在细胞中通常多呈分支管状或小泡状。 SER只占内质网的很少的部分，只有在一些
特化的细胞中才具有丰富的SER，同时也承担特 殊的功能。例如，骨骼肌细胞中分布大量的肌 质网，这是特化的SER。
2021/4/9
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SER
2021/4/9
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四、内质网的功能（掌握）
第五章 内膜系统
第一节 内质网 第二节 高尔基体 第三节 溶酶体 第四节 过氧化物酶体
2021/4/9
1
✓概念：内膜系统(internal membrane system) 是指位于细胞内那些在结构、功能乃至发生上 具有一定联系的膜性结构，其中包括细胞组分 中的核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧 化物酶体及液泡。
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2．蛋白质的运输
① 分泌型蛋白或溶酶体蛋白：出芽方式 ② 膜镶嵌蛋白质的运输方式
在合成多肽链的同时，便直接与内质网组合，形成了 膜镶嵌蛋白；
将合成的多肽链注入内质网腔中，然后组合到膜中。
③ 可溶性蛋白质直接转入细胞质中
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3．蛋白质的修饰
✓特点：内膜系统是真核细胞特有的结构。它 们在结构和功能上是统一的整体，是细胞内蛋 白质、酶类、脂类和糖类合成的场所，也具有 包装和运输合成物与分泌产物的功能。
新北师大版高中生物必修一：第二章第四节 细胞骨架与内膜系统-教案
细胞骨架与内膜系统【教学目标】1．认识细胞骨架的组成成分及功能；2．理解细胞的内膜系统及相应功能；3．尝试分析硅肺病的发病机理以及防治手段。
【教学重难点】1．认识细胞骨架的组成成分及功能；2．理解细胞的内膜系统及相应功能；【教学过程】讲寻找证据：阅读课本P46页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：1．细胞的形状是由什么结构维持的？2．变形虫的变形运动是怎样实现的？3．细胞中的具膜小泡是怎样实现定向运动的？在真核细胞中，具有由微管、微丝和中间纤维3种结构组分所构成的纤维状网架结构，这种结构称为细胞骨架（cytoskeleton）。
细胞骨架的3种结构是由蛋白质组装成的，是高度动态的系统，骨架纤维的长度和分布状态随着细胞骨架蛋白的组装和解聚而不断发生改变。
细胞骨架不仅为细胞提供动态的结构支撑，还决定了细胞的形状。
此外，细胞骨架也为细胞内各种结构的合理排布提供了定位框架。
细胞骨架还为细胞器和大分子物质的定向移动提供了运输轨道。
总之，细胞重要的生命活动的实现都离不开细胞骨架。
第三部分细胞的内膜系统由核膜与各种细胞器膜共同构成2．变形虫溶酶体的形成过程和食物颗粒的消化过程表明细胞中哪些结构的膜可以相互转化？在细胞中，不同部位的生物膜可以相互转化，例如，内质网膜与高尔基体膜之间，高尔基体膜与质膜、溶酶体膜之间都可以借助于囊泡的形成和融合相互转化。
此外，各种生物膜在功能上也有着密切的联系。
例如，在细胞吞噬和分解胞外异物及胞内物质的过程中，核膜和各种具膜细胞器的膜在结构上不仅相互转化，在功能上协调配合，共同组成一个动态的整合网络——细胞内膜系统。
细胞的内膜系统对真核细胞具有怎样的意义呢？细胞的内膜系统保证了细胞生命活动的高度程序化与自控性。
但与此同时，细胞内膜系统的缺陷或损伤对细胞的危害极大。
硅肺病的发病机理与此有关。
板书设计。
四真核细胞的细胞器(内膜系统)
（四） 过氧化物酶体
3、过氧化物酶体的功能
氧化酶
RH2+O2
R+H2O2
过氧化氢酶
R′H2+H2O2
R′+2H2O
过氧化氢酶
2H2O2
2H2O + O2
（四） 过氧化物酶体
4、病变中的过氧化物酶体
肿瘤细胞：生长速度越快， 过氧化物酶体越少。
病毒性肝炎： 被螺旋体感染的炎症： 慢性酒精中毒：
增多
思考题：
（一） 内质网
2、内质网的形态结构 内质网是由小管、小泡或扁平
囊相互连接而成的三维网状膜性结 构。
（一） 内质网
3、内质网的基本类型
粗面内质网：膜的外表面附着核糖体。 （rER）
滑面内质网：膜的外表面无核糖体附着。 （sER）
应用蔗糖密度梯度离心技术可将内质 网分为粗面微粒体和滑面微粒体。
（一）内质网
1、请说明高尔基体是怎样进行分泌作 用的？（即高尔基体怎样加工修饰 并分选各种蛋白质和糖脂的？）
2、溶酶体是怎样协助精子与卵细胞受 精的？
3、我们喝酒后摄入的酒精是怎样被消 除毒害的？
滑
图6-24 高尔基体各部分的名称
大泡： 扁平囊边 缘膨大并 脱离而成。
扁平囊： 由小泡相互 融合而成
（三） 溶酶体
2、溶酶体的类型
（1）以其功能状态的不同可区分为 三种基本类型：
① 初级溶酶体 ② 次级溶酶体
a、自噬性溶酶体 b、 异噬性溶酶体 ③ 三级溶酶体（残余小体）
（三） 溶酶体
2、溶酶体的类型
（2）以其形成过程的不同可区分为 两大类型：
① 内体性溶酶体 ② 吞噬性溶酶体
（三） 溶酶体
《细胞生物学》教学课件07内膜系统
《细胞生物学》教学课件07内膜系统目录•内膜系统概述•细胞内膜结构类型•内膜系统运输功能•内膜系统与细胞代谢关系•内膜系统异常与疾病关系•实验技术与方法在内膜系统研究中应用01内膜系统概述定义与功能定义内膜系统是指细胞内部由一系列膜结构组成的复杂网络，包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等。
功能内膜系统在细胞内物质运输、能量转换、信号传导等方面发挥重要作用，是维持细胞正常生理功能的关键组成部分。
01020304内质网高尔基体溶酶体过氧化物酶体内膜系统组成由单层膜构成的管道和囊泡系统，参与蛋白质合成、加工和运输等过程。
由多层膜构成的扁平囊泡结构，负责蛋白质的加工、分选和运输。
含有氧化酶的单层膜结构，参与细胞内氧化反应和代谢过程。
含有多种水解酶的单层膜囊泡，参与细胞内消化和自噬过程。
研究历史与现状研究历史内膜系统的研究始于20世纪初，随着细胞生物学和分子生物学的发展，对内膜系统的结构和功能有了更深入的认识。
研究现状目前，内膜系统的研究已经成为细胞生物学领域的热点之一，涉及内膜系统的结构、功能、调控以及与疾病的关系等方面。
同时，随着新技术的发展和应用，如超分辨显微镜技术、基因编辑技术等，为内膜系统的研究提供了更多的手段和方法。
02细胞内膜结构类型主要由脂质和蛋白质组成，其中脂质以磷脂为主，蛋白质包括外周蛋白和内在蛋白。
质膜组成质膜功能质膜特性作为细胞的边界，维持细胞内外环境的相对稳定；参与物质运输、信息传递和能量转换等过程。
具有流动性、选择透过性和不对称性。
030201核膜组成核膜功能核膜特性由内外两层膜组成，膜间存在核周隙，核膜上有核孔复合体。
将细胞核与细胞质分隔开，形成核内环境；控制物质进出细胞核；参与基因表达和调控。
具有较高的稳定性和选择性，核孔复合体具有物质运输和信息传递的功能。
由单层或双层膜构成，包括内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜等。
细胞器膜组成维持细胞器的形态和结构；参与细胞器内部的物质运输、能量转换和信息传递等过程。
高中生物 第二章 细胞的结构与功能 第四节 细胞骨架与内膜系统课件高一必修1生物课件
高尔基体膜与溶酶体膜 高尔基体膜与内质网膜
12/11/2021
第八页，共十七页。
细胞中的各种生物膜之间在结构上有着密切的联系。内质网 膜与外层核膜(hé mó)相连，有时还会与向内折叠的质膜相连，在合成 代谢旺盛的细胞中，内质网膜甚至还会与线粒体外膜通过特定的 蛋白质相关联。
不同部位的生物膜可以相互转化。例如，内质网膜与高尔基体膜 之间，高尔基体膜与质膜、溶酶体膜之间都可以借助于囊泡的形成 (xíngchéng)和融合相互转化。
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第九页，共十七页。
生物膜在结构上的联系
高尔基体
（间接(jiàn jiē) 联系）
内质网
（间接(jiàn jiē) 联系）
囊泡
（间接联系）囊泡
核膜(hé mó)
线粒体
质膜
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第十页，共十七页。
生物膜在功能(gōngnéng)上的联 系
1.在细胞吞噬和分解胞外异物的过程中， 高尔基体膜的“成熟(chéngshú)面”转变成溶酶 体膜，并与质膜内陷形成的囊泡融为一体， 随着水解作用完成后的胞吐，质膜得到恢 复；同时，也有另一部分膜结构回到内质 网的扁平囊膜上（图2-50）。
寻找证据 阅 读
阅读(yuèdú)下面资料，重点关注质膜与具膜细胞器之间的关系。
科学家把变形虫培养在含有标记物的培养滚中，观察到标记物首 先出现在质膜内侧的吞噬泡中，之后吞噬泡与溶酶体融合。一段时间 后，完成了消化(xiāohuà)作用的溶酶体与质膜融合，排出残渣。
根据阅读获得的信息，思考下列问题： 1.变形虫吞噬的食物颗粒是怎样被消化的？ 2.变形虫溶酶体的形成过程和食物颗粒的消化过程表明细胞中哪些
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细胞的内膜系统
单体
70S
大亚基
50S
真核细胞核糖体
80S
60S
线粒体核糖体
~70S
50S
小亚基
30S 40S 30S
2.化学组成 ★ rRNA
蛋白质
50S 70S核糖体
30S
60S
80S核糖体
40S
23S rRNA ~31种蛋白质
16S rRNA ~21种蛋白质
5S rRNA
28S rRNA ~49种蛋白质
内膜系统 (endomembrane system)
（1）概念：真核细胞中在结构、功能及发生上具有一 定联系的细胞内膜，包括内质网、高尔基 复合体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等， 可以看成统一的膜成分在局部区域的特化。
（2）功能：提高细胞代谢效 率，使特定的功 能在特定的区域 内完成。
胞质溶胶 (cytosol)
AP
A
核糖体 信号肽 (signal peptide)
tRNA
SRP受体 细胞质
内质网腔
★★信号假说的内容
1）合成信号肽。 2）SRP识别信号肽，形成核糖体-SRP复合体， 翻译暂停。 3）SRP与ER膜上的SRP受体识别并结合，形成核糖 体-SRP-SRP受体 复合体，核糖体与ER膜结合。 4）信号肽插入ER腔，SRP脱离核糖体，翻译继续。 5）信号肽被切除，成熟肽链落入ER腔。 6）核糖体脱离ER膜进入细胞质。
A、分泌蛋白： 合成后分泌到细胞外的蛋白质。 （酶、抗体、肽类激素、胞外基质成分等）
B、膜 蛋 白： 合成后嵌在膜内的蛋白质。 （膜受体、膜抗原等）
C、驻留蛋白： 合成后留在内质网腔中，对新生肽链进 行修饰、转运和折叠。（某些可溶性蛋白质）
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凸面：形成（顺）面；
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大囊泡
凹 面、反面、成熟面、分泌面
直
径：100 – 500 nm;
膜
厚： 8nm;
泡内含物质：高电子密度物质，浓缩泡。
来
源：扁平囊周边或局部球
状膨突脱落形成。
小囊泡
直 径： 30-80nm 球形小泡 膜 厚： 6nm; 泡内含物质：低电子密度物质，较透明。
来
源：由rER‘芽生’而来。
凸面、顺面、未成熟面、形成面
Cell Biology
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• 高尔基体是由光滑的膜组成的 具有极性的膜性细胞器。
• 可区分为3个区室: 顺面高尔基网络CGN －形成面(forming face)、 反面高尔基网络TGN －成熟面(maturing face)、 中央扁囊区cisterna
Cell Biology
2. 各种内膜之间可通过出芽和融合的方式进行 交流，而线粒体和叶绿体不参加这种方式的交 流。
Cell Biology
4
细胞内膜系统细胞器
一、 内质网
二、高尔基体
三、溶酶体
四、过氧化物酶体
Cell Biology
5
一. 内质网(endoplasmic reticulum,ER)
1897年Garnier，胰腺和唾液腺细胞中发现嗜 碱性的区域，由条形或丝状结构，命名为动质；
1945年，KR. Porter等在观察培养的小鼠成纤 维细胞时，发现细胞质内部具有网状结构，建 议叫做内质网(endoplasmic reticulum，ER)， 后来发现内质网不仅仅存在于细胞的“内质” 部，通常还有质膜和核膜相连，并且与高尔基 体关系密切，并且常伴有许多线粒体。
Cell Biology
■ 细胞自身物质的消化 ■ 对细胞外物质的消化 ■ 自溶作用与器官发育 ■ 溶酶体与激素分泌的调节
Cell Biology
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四．过氧化物酶体(peroxisome)
过氧化物酶体也叫微体，是由一层单位膜 包裹而成的囊泡状细胞器，内含多种与过氧化 氢代谢有关的酶。
过氧化氢酶 2H2O2 2H2O＋O2
Cell Biology
生命的基本单位 ——23细胞
课后复习 名词解释
内膜系统 简答题
1.简述滑面内质网的结构与功能。 2.简述粗面内质网的结构与功能。 3. 简述高尔基体的形态结构与功能。 4. 简述溶酶体膜的特性。
Cell Biology
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2
内膜系统最大特点是动态性，各种膜 结构处于流动状态。 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。 膜流伴随着物质流、能量流和信息 流。
Cell Bi膜系统
1. 含有自身DNA, 功能活动和装配受到核DNA和 自身DNA的共同调控，而内膜系统则不含DNA,功 能活动和装配完全受核DNA的控制；
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3．高尔基复合体的功能
高尔基复合体的主要功能是将内质网合成的多 种蛋白质进行加工、分类、包装，然后分门别 类的运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。 此外，它还是细胞内糖类合成的工厂和大分子 物质运输的枢纽。
Cell Biology
16
Cell Biology
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三．溶酶体(lysosome)
粗面内质网的功能
–蛋白质的合成 –蛋白质的加工与修饰 –蛋白质的转运 –脂类合成
Cell Biology
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1．高尔基复合体的发现
1898年，意大利科学家Golgi用银染法，在猫头鹰的 神经细胞内，发现了清晰的结构。
Cell Biology
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2．高尔基复合体的形态结构 ①扁平囊②小囊泡③大囊泡
③膜上具有多种载体蛋白，用于水解产物向外运 转。
Cell Biology
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3．溶酶体的分类
初级溶酶体 次级溶酶体
异噬性溶酶体 自噬性溶酶体 残余小体: 溶酶体内的未消化或未分解的物质
Cell Biology
生命的基本单位 ——20细胞
Cell Biology
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4．溶酶体的功能
主要功能是进行内源性和外源性物质的消化、参 与机体的某些生理活动和发育过程。
细胞内膜系统细胞器
Cell Biology
1
内膜系统(endomembrane system)是指位于
细胞质内，在结构、功能以及发生上具有一定 联系的膜性结构的总称。
内膜系统是真核细胞特有的结构，主要包括内
质网、高尔基复合体、核膜、溶酶体、过氧化 物酶体、分泌泡以及质膜等。
Cell Biology
Cell Biology
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扁平囊
凹 面：成熟（反）面
呈盘状，3-10层称——高尔基堆
扁平囊间距：20 - 30 nm；
囊 腔 宽：6 – 15 nm
凸
面：形成（顺）面；
凹
面：成熟（反）面
形成面膜厚： 6nm;
成熟面膜厚： 8nm. 囊 腔 内含：中等电子密度的物质.
来
源：小囊泡融合。 Cell Biology
6
1.内质网的形态结构：
内质网是由一层单位膜形成的囊状、泡状和管状结构， 并形成一个连续的网膜系统。
Cell Biology
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根据内质网上是否附有核糖体，将内质网分为两类：
粗面内质网
滑面内质网
Cell Biology
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Cell Biology
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2. 内质网的功能
滑面内质网的功能：
–固醇类激素的合成和脂类代谢 –肝细胞的解毒作用 –糖原的合成与分解 –肌肉收缩的调节
1．溶酶体的形态结构与酶类
有一层单位膜包围而成的 圆形或卵圆形的囊状结构。 直径 0.2-0.8μm。
含有60余种酸性水解酶。
Cell Biology
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2.溶酶体膜的特性
①膜上嵌有质子泵，可将H+泵入溶酶体内，以维持 溶酶体内的酸性环境。
②膜蛋白呈高度糖基化状态，可保护膜自身免受 内部水解酶的消化。