医学细胞生物学第五章_PPT幻灯片
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细胞生物学第五章(内膜系统)
N-linked glycosylation O-linked glycosylation
修饰部位 ER
Golgi complex
1.脂类的合成
SER最主要的功能是合成和运输脂类。
可合成生物膜的磷脂、胆固醇和糖脂。
翻 转 酶
转运方式：
出芽：到高尔基体、 溶酶体和细胞膜。 膜泡转运
磷脂转换蛋白：线
第五章 内膜系统
Endomembrane system
内膜系统
1
内质网
2学时
2 3
4 5
高尔基复合体
溶酶体 过氧化物酶体
2学时
内膜系统与细胞整体性 2学时
教学目的
1.掌握新合成肽链在信号肽指导下穿越 内质网进行转移的过程； 2.区别掌握粗面内质网与滑面内质网的 基本功能； 3.掌握粗面内质网合成蛋白的类型和对 蛋白质的修饰作用； 4.熟悉内质网的形态结构与类型； 5.了解内质网的化学组成。
信号肽在蛋白质分选中的作用
信号肽在蛋白质 向内质网的转运过程中 是必须的.
信号肽 Signal peptide
由信号密码翻译出的，
由15－30个连续的疏水氨基酸序列。
决定蛋白质在细胞内的去向。
The signal sequence of growth hormone. Most signal sequences contain a stretch of hydrophobic amino acids, preceded by basic residues (e.g., arginine).
1972年，stein发现: 骨髓瘤细胞中提取的免疫球蛋白
分子的N端要比分泌到细胞外的
免疫球蛋白分子N端多一段氨基 酸序列。
修饰部位 ER
Golgi complex
1.脂类的合成
SER最主要的功能是合成和运输脂类。
可合成生物膜的磷脂、胆固醇和糖脂。
翻 转 酶
转运方式：
出芽：到高尔基体、 溶酶体和细胞膜。 膜泡转运
磷脂转换蛋白：线
第五章 内膜系统
Endomembrane system
内膜系统
1
内质网
2学时
2 3
4 5
高尔基复合体
溶酶体 过氧化物酶体
2学时
内膜系统与细胞整体性 2学时
教学目的
1.掌握新合成肽链在信号肽指导下穿越 内质网进行转移的过程； 2.区别掌握粗面内质网与滑面内质网的 基本功能； 3.掌握粗面内质网合成蛋白的类型和对 蛋白质的修饰作用； 4.熟悉内质网的形态结构与类型； 5.了解内质网的化学组成。
信号肽在蛋白质分选中的作用
信号肽在蛋白质 向内质网的转运过程中 是必须的.
信号肽 Signal peptide
由信号密码翻译出的，
由15－30个连续的疏水氨基酸序列。
决定蛋白质在细胞内的去向。
The signal sequence of growth hormone. Most signal sequences contain a stretch of hydrophobic amino acids, preceded by basic residues (e.g., arginine).
1972年，stein发现: 骨髓瘤细胞中提取的免疫球蛋白
分子的N端要比分泌到细胞外的
免疫球蛋白分子N端多一段氨基 酸序列。
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•医学细胞生物学概述•细胞基本结构与功能•细胞分裂、增殖与凋亡•细胞信号传导与通讯目录•基因表达调控与疾病关系•细胞免疫与疾病防治策略01医学细胞生物学定义与特点定义特点细胞结构与功能细胞代谢细胞遗传与发育细胞信号传导与调控医学细胞生物学研究内容通过研究细胞结构和功能的异常变化，揭示疾病的发生和发展机制。
疾病发生机制诊断与治疗再生医学与组织工程精准医疗与个体化治疗为疾病的诊断提供细胞学依据，同时为药物设计和治疗策略的制定提供理论支持。
利用细胞培养和组织工程技术，研究和开发用于修复或替代受损组织和器官的生物医学应用。
结合基因测序和细胞分析技术，实现疾病的精准诊断和个体化治疗。
医学细胞生物学与医学关系02细胞膜功能细胞膜组成与结构物质运输、信息传递、能量转换等。
细胞膜与疾病关系细胞质组成与结构细胞质功能细胞质与疾病关系030201细胞核组成与结构细胞核功能细胞核与疾病关系03细胞周期及调控机制细胞周期定义01细胞周期阶段02调控机制03有丝分裂定义真核细胞分裂的一种方式，通过一系列复杂的形态变化，将母细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞中。
有丝分裂过程前期、中期、后期和末期，包括染色体凝集、纺锤体形成、染色体分离和细胞质分裂等步骤。
有丝分裂意义保证亲代和子代细胞具有相同的遗传信息，维持生物体的遗传稳定性和连续性。
减数分裂过程第一次减数分裂和第二次减数分裂，包括染色体配对、联会复合体形成、同源染色体分离和非同源染色体自由组合等步骤。
减数分裂定义生物细胞中染色体数目减半的分裂方式，是生殖细胞（精子和卵细胞）形成过程中的一种特殊的有丝分裂。
减数分裂意义实现遗传物质的重组和多样性，为生物进化提供物质基础；同时保证生殖细胞中染色体数目的稳定性，确保生物种群的遗传稳定性。
细胞凋亡机制及意义细胞凋亡定义细胞凋亡机制细胞凋亡意义04信号传导途径和机制膜受体介导的信号传导01胞内受体介导的信号传导02信号传导的分子机制03细胞间通讯方式和作用直接细胞间通讯通过细胞间直接接触，如突触传递、细胞间桥粒连接等实现信息交换。
《医学细胞生物学》课件
细胞周期与细胞分裂
研究细胞增殖的调控机制，包括 细胞周期的调控、细胞分裂和染 色体分离等过程。
细胞膜的结构与功能
研究细胞膜的组成、结构和功能 ，以及物质跨膜运输、信号转导 等机制。
细胞凋亡与自噬
研究细胞死亡的机制和过程，包 括凋亡和自噬等。
医学细胞生物学与医学的关系
医学细胞生物学为医学提供了基础理 论知识和技术手段，为疾病的预防、 诊断和治疗提供了理论基础和实践指 导。
瘤进行治疗。
THANKS
感谢观看
物质进出细胞。
细胞膜的功能
细胞膜具有多种功能，包括物质转 运、信号转导、细胞识别等，对维 持细胞正常生理活动至关重要。
细胞膜的结构特点
细胞膜具有双层膜结构，膜蛋白和 脂质分子具有一定的流动性，这种 流动性对于细胞适应外界环境变化 具有重要意义。
细胞器的结构与功能
线粒体的结构与功能
叶绿体的结构与功能
自身免疫性疾病的细胞基础
自身免疫性疾病概述
自身免疫性疾病是一类由于机体免疫系统对自身组织或器官产生异常反应而导致的疾病 ，如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
自身免疫性疾病的细胞基础
自身免疫性疾病的发生与多种免疫细胞有关，如T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞等 。这些细胞的异常活化和免疫应答可以导致自身组织的损伤和炎症反应，引发自身免疫
医学细胞生物学的发展也促进了医学 领域的科技进步和创新发展，为提高 人类健康水平和生活质量做出了重要 贡献。
通过研究细胞的生理和病理过程，可 以深入了解疾病的发病机制和发展过 程，为新药研发和治疗方法提供思路 和方向。
02
细胞的结构与功能
细胞膜的结构与功能
细胞膜的组成
细胞膜由脂质、蛋白质和糖类组 成，具有选择透过性，能够控制
细胞生物学 第五章 物质的跨膜运输
离子流，产生电信号。 编辑ppt
离子通道的三种类型
编辑ppt
电压门控离子通道：铰链细胞失水 原理：含羞草的叶柄基部和复叶基部,都有一个膨大部分,叫作 叶枕。叶枕细胞 （铰链细胞）受刺激时，其膜钙离子门控通 道打开，钙内流，产生AP，致使铰链细胞的液泡快速失水而 失去膨压，从而叶枕就变得瘫软,小羽片失去叶枕的支持,依次 地合拢起来。
编辑ppt
应力激活的离子通道：2X1013N，0.04nm
编辑ppt
❖ 2、通道蛋白 ❖ 离子通道的特征： ❖ （1）具有极高的转运速率 ❖ 比载体转运速率高1000倍以上；带电离子
的跨膜转运动力来自跨膜电化学梯度。 ❖ （2）离子通道没有饱和值 ❖ 离子浓度增大，通过率也随之增大。 ❖ （3）离子通道是门控的，并非连续开放 ❖ 离子通道的开与闭编辑p受pt 控于适当的细胞信号。
❖ Couple uphill transport to the hydrolysis of ATP.
❖ Mainly in bacteria, couple uphill transport to an input of
energy from light.
编辑ppt
第二节 离子泵和协同转运 ❖ ATP 驱动泵分类：
编辑ppt
水分子 通过水孔蛋白
编辑ppt
第一节 膜转动蛋白与物质的跨膜运输
❖ 二、物质的跨膜运输 ❖ (一)被动运输 ❖ 2、协助扩散 ❖ 各种极性分子和无机离子，以及细
胞代谢产物等顺其浓度梯度或电化学 梯度跨膜转运，无需细胞提供能量， 但需膜转运蛋白“协助”。
编辑ppt
葡萄糖载体蛋白家族
❖ 人类基因组编码12种与糖转运相关的载体 蛋白GLUT1～GLUT12，构成GLUT。
离子通道的三种类型
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电压门控离子通道：铰链细胞失水 原理：含羞草的叶柄基部和复叶基部,都有一个膨大部分,叫作 叶枕。叶枕细胞 （铰链细胞）受刺激时，其膜钙离子门控通 道打开，钙内流，产生AP，致使铰链细胞的液泡快速失水而 失去膨压，从而叶枕就变得瘫软,小羽片失去叶枕的支持,依次 地合拢起来。
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应力激活的离子通道：2X1013N，0.04nm
编辑ppt
❖ 2、通道蛋白 ❖ 离子通道的特征： ❖ （1）具有极高的转运速率 ❖ 比载体转运速率高1000倍以上；带电离子
的跨膜转运动力来自跨膜电化学梯度。 ❖ （2）离子通道没有饱和值 ❖ 离子浓度增大，通过率也随之增大。 ❖ （3）离子通道是门控的，并非连续开放 ❖ 离子通道的开与闭编辑p受pt 控于适当的细胞信号。
❖ Couple uphill transport to the hydrolysis of ATP.
❖ Mainly in bacteria, couple uphill transport to an input of
energy from light.
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第二节 离子泵和协同转运 ❖ ATP 驱动泵分类：
编辑ppt
水分子 通过水孔蛋白
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第一节 膜转动蛋白与物质的跨膜运输
❖ 二、物质的跨膜运输 ❖ (一)被动运输 ❖ 2、协助扩散 ❖ 各种极性分子和无机离子，以及细
胞代谢产物等顺其浓度梯度或电化学 梯度跨膜转运，无需细胞提供能量， 但需膜转运蛋白“协助”。
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葡萄糖载体蛋白家族
❖ 人类基因组编码12种与糖转运相关的载体 蛋白GLUT1～GLUT12，构成GLUT。
医学细胞生物学课程第五章细胞连接、细胞黏着以及细胞外基质
医学细胞生物学 6
一、胶原(collagen)
是ECM中最主要的水不溶性纤维蛋白，是体内最丰富 的蛋白质，构成了细胞外基质的结构框架。
类型
➢ Ⅰ～Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构；但并非所有 胶原都形成纤维；
➢ Ⅰ型胶原纤维束, 主要分布于皮肤、肌腱、韧带及骨中,具有 很强的抗张强度;
➢ Ⅱ型胶原主要存在于软骨中; ➢ Ⅲ型形成微细的原纤维网,广泛分布于伸展性的组织,如疏松
细胞膜 细胞质
医学细胞生物学 5
细胞外基质的生理功能
➢将不同的细胞连接在一起，以形成组织、器官的 物质基础就是体内无处不在的ECM。
➢ ECM不仅将为组织的构建提供支撑框架，还对接 触细胞的存活、分化、迁移、增殖，形态及其他功 能调控。
➢ ECM结构和功能改变将导致病理改变：器官组织 纤维化；衰老；肿瘤恶变、转移和侵润;某些遗传 性疾病是由于基因突变导致ECM结构和功能改变所 致。
这一大类非胶原糖蛋白已发现数十种，如纤 连蛋白(fibronectin, FN)和层粘连蛋白 (laminin, LN)，它们都是多功能大分子，具有 分别与细胞及细胞外其他成分结合的多个结构域， 是 ECM 成分的组织者。
医学细胞生物学 21
1、纤连蛋白（fibronectin，FN）
➢由两个相似亚单位形成二聚 体， 二条肽链C端通过二硫键
医学细胞生物学 9
二、弹性蛋白(elastin)
是ECM中非糖基化的纤 维状蛋白，主要存在于韧带 和脉管壁，富含脯、甘，不 含Gly-X-Y重复顺序。
（1）呈无规则的卷曲状态。 （2）肽链之间通过Lys的残基
相互交联形成网络。
一种短肽为富丙氨酸及赖氨酸残基的α螺旋
医学细胞生物学 10
一、胶原(collagen)
是ECM中最主要的水不溶性纤维蛋白，是体内最丰富 的蛋白质，构成了细胞外基质的结构框架。
类型
➢ Ⅰ～Ⅲ型胶原含量最丰富,形成类似的纤维结构；但并非所有 胶原都形成纤维；
➢ Ⅰ型胶原纤维束, 主要分布于皮肤、肌腱、韧带及骨中,具有 很强的抗张强度;
➢ Ⅱ型胶原主要存在于软骨中; ➢ Ⅲ型形成微细的原纤维网,广泛分布于伸展性的组织,如疏松
细胞膜 细胞质
医学细胞生物学 5
细胞外基质的生理功能
➢将不同的细胞连接在一起，以形成组织、器官的 物质基础就是体内无处不在的ECM。
➢ ECM不仅将为组织的构建提供支撑框架，还对接 触细胞的存活、分化、迁移、增殖，形态及其他功 能调控。
➢ ECM结构和功能改变将导致病理改变：器官组织 纤维化；衰老；肿瘤恶变、转移和侵润;某些遗传 性疾病是由于基因突变导致ECM结构和功能改变所 致。
这一大类非胶原糖蛋白已发现数十种，如纤 连蛋白(fibronectin, FN)和层粘连蛋白 (laminin, LN)，它们都是多功能大分子，具有 分别与细胞及细胞外其他成分结合的多个结构域， 是 ECM 成分的组织者。
医学细胞生物学 21
1、纤连蛋白（fibronectin，FN）
➢由两个相似亚单位形成二聚 体， 二条肽链C端通过二硫键
医学细胞生物学 9
二、弹性蛋白(elastin)
是ECM中非糖基化的纤 维状蛋白，主要存在于韧带 和脉管壁，富含脯、甘，不 含Gly-X-Y重复顺序。
（1）呈无规则的卷曲状态。 （2）肽链之间通过Lys的残基
相互交联形成网络。
一种短肽为富丙氨酸及赖氨酸残基的α螺旋
医学细胞生物学 10
细胞生物学第五章高尔基体-PPT课件
合→通过衣被包装成运输小泡→与晚期的内体
融合形成前溶酶体，受体解离→切除甘露糖残
基上的磷酸形成成熟的溶酶体
2. 分泌性蛋白的分选和运输
①连续分泌(continuous secretion) ：分泌蛋白持 续不断地通过胞吐作用形成小泡分泌到细胞外 ②调节分泌(regulated secretion) ：分泌细胞将 分泌物质以很高的浓度储存在分泌泡中，暂时 存留在细胞质，当受到一定的条件刺激时才释 放到胞外。例如消化酶前体
1. N-连接糖蛋白的糖基化
糖基化过程主要在内质网中进行，但要在 Golgi中进行进一步精细加工
2. O-连接糖蛋白的糖基化
主要或全部在高尔基复合体中进行
（二）蛋白质水解作用
有些分泌性蛋白质（如胰岛素）在从RER 刚合成时是无功能的大分子蛋白质前体
这些蛋白质前体，通过运输小泡注入到高
尔基复合体后，通过蛋白质水解酶水解切除
第二节 高尔基体
一、形态结构（掌握） 二、极性（掌握） 三、化学组成（了解） 四、功能（掌握） 五、与疾病的相关性（了解）
一、形态结构
在电镜下，高尔基复合体的超微结构是由三 部 分 组 成 ： 扁 平 囊 （ saccal） 、 小 囊 泡 （vesicles）和大囊泡（vacuoles）。
扁平囊
小囊泡
在扁平囊的生成面附近靠近RER处
由RER芽生而来的运输小泡，携带着蛋
白质的运输小泡与扁平囊融合
一方面将蛋白质从RER运输到高尔基复
合体，另一方面又不断补充扁平囊的膜。
大囊泡
又称之为分泌泡（secreting vacuoles）
或浓缩泡（condensing vacuoles）
扁平囊
细胞生物学第五章共33页文档
思考题
1 2．比较胞饮作用和吞噬作用的异同。
END
（二）、受体介导的胞吞作用及包被的组装
二、 胞吐作用
（一）、 组成型的外排途径（constitutive exocytosis pathway） 所有真核细胞、连续分泌过程用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基 质组分、营养或信号分子）、除某些有特殊标志的駐留蛋白和调节型分 泌泡外，其余蛋白的转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞 表面 。
二、主动运输（active transport）
●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 被动与主动运输的比较
●类型：三种基本类型 （ATP、协同、光动力） （一）由ATP直接提供能量的主动运输 钠钾泵 （结构与机制） （二）由ATP直接提供能量的主动运输
钙泵（Ca2+-ATP酶）质子泵：V-型质子泵、H+-ATP酶（F-型质子泵） （三）协同运输（cotransport） 由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用， 靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式 （四）物质的跨膜转运与膜电位
（二）协助扩散的特点是：（1）不耗能，速度较快；（2）动力是浓度梯度； （3）有运输蛋白参加，对扩散的物质具有选择性。促进扩散与简单扩散的不 同是有运输蛋白参加，由于蛋白的作用，使速度加快，而且对运输的物质有选 择性。运输蛋白是跨膜蛋白分子或是跨膜蛋白分子复合物，它们以多种形式存 在，并发现存在于各种生物膜中。 （三）水孔蛋白：水分子的跨膜通道（课后参考相关文献）
外与α 亚基的另一位点结合，促使酶发生去磷酸化作用，使磷酸根很 快解离，结果α 基构象又恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧。 在膜内侧，酶与K+亲合力低，与Na+亲合力高，K+在膜内被释放，而 又与Na+结合，由此完成一个循环。这种磷酸化和去磷酸化引起的构 象变化交替出现，每循环一次，消耗1分子ATP，同时从胞内泵出3个 Na+，从胞外泵近2个K+ 。
医学细胞生物学全册课件
Sydney Brenner
H. Robert Horvitz •John E. Sulston
细胞学与化学的结合
四、亚显微结构与分子生物学形成阶段
亚显微水平
20世纪50年代开始
1933年：RusKa制造第一台透射电镜
( 扫描电镜）
扫描电子显微镜
人类精子
人类红细胞
分子生物学的形成与发展
1944 Avery-DNA是遗传物质
1953 Watson，Crick-DNA双螺旋模型
1953 Meselson，Matthaei-半保留复制 1953 Crick-中心法则 1955 Gamov-三联子密码
H. Robert Horvitz •John E. Sulston
2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别 因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化 学奖。
Peter Agre
Roderick MacKinnon
2007年，美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、 英国科学家马丁-埃文斯，因他们在在涉及胚胎干细胞和 哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现获诺贝尔诺贝 尔生理学或医学奖。
学》等
2. 杂志：细胞生物学、遗传、生命科学等 3. 网络：细胞生物学精品课程网站
第二节 细胞生物学发展的几个 主要阶段与发展趋势
四个阶段：
第一阶段：细胞的发现和细胞学说的创立
第二阶段：光学显微镜下的细胞学研究 (细胞学的经 典时期）
第三阶段：实验细胞学阶段
第四阶段：亚显微结构与分子水平的细胞生物学
三、实验细胞学阶段
20世纪初叶—20世纪中叶
1910年Morgan建立基因学说：基因是 遗传性状的基本单位，且直线排列在染 色体上，并成为连锁群.
医学细胞生物学：第五章 细胞内膜系统与囊泡转运
目前，对内质网的化学特征与生理功能的了解和认识， 大多是通过对微粒体的生化、生理分析而获得的。
微粒体的形态及类型
A. 从细胞匀浆中分离出的微粒体电镜观察形态图； B. 运用蔗糖浓度梯度离心分离技术可获得颗粒型和光滑型两种不同的微粒体。
Endomembrane System
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第五章 内膜系统
二、内质网的化学组成
第三节 溶酶体（Lysosome)：
中国仓 鼠细胞 内的溶 酶体 （特异 的红色 染料所 示):
一.溶酶体具有不同的形态
二.溶酶体的结构：
1.包裹溶酶体的膜叫 生物膜
2.基质内含多种酸性 水解酶
3.膜上具有H+质子泵
4.溶酶体膜内存在着 特殊的转运蛋白
5. 溶酶体的膜蛋白高 度糖基化防止自身膜 蛋白降解
• 膜受体 • 溶酶体蛋白 • 分泌小泡
高尔基复合体与膜的转运
• 膜流：细胞内 功能相关的膜 性结构间的联 系和转移的现 象
• 通过小泡是在 膜的特定区域 以出芽的方式 产生
高尔基复合体与细胞的分泌
第五章 内膜系统
三、高尔基复合体的功能
(一)细胞内蛋白质分泌运输的中转站
外输性分泌蛋白两种不同的排放形式：
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第五章 内膜系统
二、内质网的化学组成
（三）网质蛋白
目前已知的网质蛋白： 免疫球蛋白重链结合蛋白，内质蛋白 ，钙网蛋白， 钙连蛋白 ，蛋白质二硫键异构酶。
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• 二、形态结构：小管、 小泡及扁平囊。可与核 膜外层相连。
高尔基复合体的发现
• 最早发现于1855 年
微粒体的形态及类型
A. 从细胞匀浆中分离出的微粒体电镜观察形态图； B. 运用蔗糖浓度梯度离心分离技术可获得颗粒型和光滑型两种不同的微粒体。
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第五章 内膜系统
二、内质网的化学组成
第三节 溶酶体（Lysosome)：
中国仓 鼠细胞 内的溶 酶体 （特异 的红色 染料所 示):
一.溶酶体具有不同的形态
二.溶酶体的结构：
1.包裹溶酶体的膜叫 生物膜
2.基质内含多种酸性 水解酶
3.膜上具有H+质子泵
4.溶酶体膜内存在着 特殊的转运蛋白
5. 溶酶体的膜蛋白高 度糖基化防止自身膜 蛋白降解
• 膜受体 • 溶酶体蛋白 • 分泌小泡
高尔基复合体与膜的转运
• 膜流：细胞内 功能相关的膜 性结构间的联 系和转移的现 象
• 通过小泡是在 膜的特定区域 以出芽的方式 产生
高尔基复合体与细胞的分泌
第五章 内膜系统
三、高尔基复合体的功能
(一)细胞内蛋白质分泌运输的中转站
外输性分泌蛋白两种不同的排放形式：
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第五章 内膜系统
二、内质网的化学组成
（三）网质蛋白
目前已知的网质蛋白： 免疫球蛋白重链结合蛋白，内质蛋白 ，钙网蛋白， 钙连蛋白 ，蛋白质二硫键异构酶。
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• 二、形态结构：小管、 小泡及扁平囊。可与核 膜外层相连。
高尔基复合体的发现
• 最早发现于1855 年
医学细胞生物学ppt课件
B
C
糖异生作用
非糖物质如乳酸、甘油等转变为葡萄糖或糖 原的过程，以维持血糖水平稳定。
糖代谢的调控机制
包括激素调节（如胰岛素、胰高血糖素）和 酶活性的调节（如己糖激酶、磷酸果糖激酶 等）。
D
脂类代谢过程及意义
脂肪酸的合成与分解
脂肪酸在细胞内的合成主要发 生在肝和脂肪组织，而分解则 主要发生在需要能量的组织如
包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA为模板合成RNA的过程
，而翻译则是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
02 03
蛋白质降解
细胞内蛋白质的降解主要通过溶酶体途径和泛素-蛋白酶体途径进行。 溶酶体途径主要降解细胞内受损或老化的蛋白质，而泛素-蛋白酶体途 径则主要降解短寿命或异常蛋白质。
蛋白质代谢的调控机制
凋亡途径和调控机制
凋亡途径
外源性途径（死亡受体介导）、内源性途径（线粒体介导）。
调控机制
Bcl-2家族蛋白、Caspase家族蛋白酶、IAP家族蛋白等参与凋亡调控，通过信号转导途径实现细胞凋 亡。
医学相关疾病与细胞生物学关
05
系
肿瘤发生发展过程中细胞变化
肿瘤细胞增殖失控
正常细胞增殖受到严格调控，而肿瘤 细胞能够逃避这些调控机制，实现无 限增殖。
医学领域应用
在医学领域，细胞生物学被广泛应用于疾病的诊断、治疗及预防等方面，如肿 瘤学、免疫学、神经生物学等。
意义
细胞生物学的研究对于揭示生命现象的本质和规律具有重要意义，同时也有助 于推动医学科学的进步和发展，提高人类健康水平。
细胞结构与功能
02
细胞膜组成与功能
01
细胞膜的主要成分
脂质、蛋白质和糖类
医学细胞生物学 2014年最新最完整的课件 第五章 内膜系统
核糖体受体
蛋白质转 运通道
信号肽与SRP引导核糖体附着于内质网膜上的过程29
六、内质网与医学
（一）脱粒和肿胀
（二）增生和肥大
（三）包含物
30
第二节
高尔基复合体
1898 高尔基（意大利)利用光镜在猫的神经细胞发现 并命名高尔基复合体。 一、高尔基复合体的形态结构 反面
光镜：网状结构
大囊泡
电
扁平囊
胰岛素形成
前胰岛素原（胰岛的B细胞的RER上合成）
胰岛素原（rER腔内切除信号肽，ABC
三个肽链的，无活性）
胰岛素一级结构
（在高尔基体水解去C链，AB链内靠二硫键结合折叠而形成）
42
43
（三）蛋白质的分选与运输
1. 溶酶体蛋白的分选、运输与溶酶体的形成
蛋白质合成
溶酶体寡聚糖磷酸化 （6-磷酸甘露糖）
16
2.蛋白质的运输
穿膜运输：发生在细胞质与细胞器之间蛋 白质直接穿膜转入细胞器中(穿 方式 膜的蛋白质是非折叠的) 转运小泡运输：发生在细胞器之间蛋白质 在细胞器中形成小泡以出 芽方式运输。 如分泌性蛋白、溶酶体蛋白
17
3.蛋白质的修饰
（1）蛋白质的折叠：分子伴侣的调节。
分子伴侣：
热激蛋白家族，在细胞内具有协助其他蛋白质 多肽链进行正确折叠、组装、转运及降解之功能。
51
三、溶酶体的类型 （一）初级溶酶体
初级溶酶体（primary lysosome）：初级溶酶体是 刚从高尔基体出芽形成的内含多种水解酶，但无作用 底物无酶活性的小泡。
含有M-6-P的 溶酶体富集 溶酶体水 磷酸化 加M-6-P 酶蛋白与M-6解酶前体 P受体结合 膜衣 包装 初级 被特 出芽 笼蛋 脱衣被 含酶 白小 运输 溶酶 殊包 泡 泡 体 装 52
【精品PPT】医学细胞生物学
【精品PPT】医学细胞生物学
细胞生物学研究的数字化。 细胞生物学研究的系统化。
【精品PPT】医学细胞生物学
近几年诺贝尔医学奖获奖情况
1998年 发现NO在心血管系统中作为信号分子 1999年 发现控制细胞内蛋白质运输和定位的信号肽 2000年: 神经系统中信号相互传递 2001年: 细胞周期的关键分子调节机制 2002年: 器官发育和细胞程序性死亡的
复,经4个月随访,生长
良好
【精品PPT】医学细胞生物学
(1.3)细胞衰老 （cell aging）
通过衰老机制的研究，最终将揭示人类衰老的 本质，进而控制细胞及人的衰老，达到延年益寿的 目的。
细胞衰老的机制当前多集中于分子水平上的研 究，如衰老相关基因（senescence-associated gene， SAG）、染色体端粒（telomere）、一些 与疾病有关的物质（如Alzheimer病中类淀粉前体 蛋白）在衰老中的作用等等。
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细胞生物学（cell biology）
在细胞水平上研究生物体生长、发 育、运动、遗传、增殖、分化、衰老、 死亡等生命现象的学科。它从细胞整体、 亚细胞结构、分子三个不同水平出发， 并将这三个不同层次的研究有机地结合 起来，最终揭示生命的本质。
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胞学的创立
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Cell biology
Cell biology (cellular biology or cytology) is an academic discipline which studies cells. This includes their physiological properties such as their structure and the organelles they contain, their behaviors, their environment and interactions, their life cycle, division and function (physiology) and eventual death. This is done both on a microscopic and molecular level, and cell biology researches both single-celled organisms like bacteria and specialized cells in multicellular organisms like humans.
细胞生物学研究的数字化。 细胞生物学研究的系统化。
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近几年诺贝尔医学奖获奖情况
1998年 发现NO在心血管系统中作为信号分子 1999年 发现控制细胞内蛋白质运输和定位的信号肽 2000年: 神经系统中信号相互传递 2001年: 细胞周期的关键分子调节机制 2002年: 器官发育和细胞程序性死亡的
复,经4个月随访,生长
良好
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(1.3)细胞衰老 （cell aging）
通过衰老机制的研究，最终将揭示人类衰老的 本质，进而控制细胞及人的衰老，达到延年益寿的 目的。
细胞衰老的机制当前多集中于分子水平上的研 究，如衰老相关基因（senescence-associated gene， SAG）、染色体端粒（telomere）、一些 与疾病有关的物质（如Alzheimer病中类淀粉前体 蛋白）在衰老中的作用等等。
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细胞生物学（cell biology）
在细胞水平上研究生物体生长、发 育、运动、遗传、增殖、分化、衰老、 死亡等生命现象的学科。它从细胞整体、 亚细胞结构、分子三个不同水平出发， 并将这三个不同层次的研究有机地结合 起来，最终揭示生命的本质。
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胞学的创立
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Cell biology
Cell biology (cellular biology or cytology) is an academic discipline which studies cells. This includes their physiological properties such as their structure and the organelles they contain, their behaviors, their environment and interactions, their life cycle, division and function (physiology) and eventual death. This is done both on a microscopic and molecular level, and cell biology researches both single-celled organisms like bacteria and specialized cells in multicellular organisms like humans.
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内质网两种基本类型：
糙面内质网(rough endoplasmic reticulum,rER）
糙面内质网多呈扁 囊状，排列较为整齐， 因在其膜表面分布着大 量的核糖体而命名。它 是内质网与核糖体共同 形成的复合机能结构。
扁平囊
光面内质网（smooth endoplasmic reticulum,sER）
4.合成固醇类激素的细胞如睾丸间质细胞 中，滑面内质网也非常丰富，其中含有 制造胆固醇并进一步产生固醇类激素的 一系列酶。
5. 与胃酸胆汁合成有关
6. 与肌肉收缩有关
肌细胞中含有特化的滑面内质网，称肌质 网(sarcoplasmic reticulum)
第二节 高尔基复合体
一、形态结构
1. 三种不同类型的膜性囊泡组成 扁平膜囊 凸面 （顺面） 凹面（反面） 大囊泡 小囊泡
3. 三级溶酶体（残余体）次级溶酶体消化底 物后残留下来的表现形式，在不同细胞中 命名不同，如神经细胞、肝细胞、心肌细 胞中的脂褐素，单核吞噬细胞中的髓样结 构，皮肤细胞中的Байду номын сангаас素。
primary lysosome and tertiary lyosome
三、溶酶体的形成
ER合成N-糖基化酶蛋白→→G合成m-6-P （甘露糖-6-磷酸）→→G扁平襄凹面受 体结合→出芽→分泌泡→与内体融合→ 初级溶酶体（膜上有H质子泵）
分泌性(外输性)蛋白质 膜镶嵌蛋白 驻留蛋白
1. 合成分必性蛋白质的过程 (信号肽假说)
信号肽假说 a. 信号肽引导核糖体到内质网 b. SRP--核糖体复合体形成 c. 核糖体与内质网膜结合 d. 新生肽链进入内质网腔 e. 肽链转化为高级形式
2.新生多肽的折叠与装配
不能正确折叠的畸形肽链或 未装配成寡聚体的蛋白质亚 单位，不论在内质网膜上还 是在内质网腔中，一般都不 能进入高尔基体。
含三类酶，即氧化酶类、过氧化氢酶 类、过氧化物酶类。
表面没有核糖体结合 的内质网称光面内质网。光 面内质网常分为分支管状， 形成较为复杂的立体结构。
二、主要化学组成
1. 脂类、蛋白质为主 2. 多种酶, 其中G-6-P酶是标志酶 3. 网质蛋白 免疫球蛋白重链结合蛋白 内质蛋白 PDI 钙网蛋白 钙连蛋白
三、内质网的功能
（一）糙面内质网的功能 蛋白质的合成、修饰、分选 及转运 蛋白质的合成种类
四、 溶酶体的功能
1. 分解外来物质、清除自身衰老、破损的 细胞器。
2. 防御保护机体。 3. 细胞营养作用。
4. 腺体分泌调节。 5. 帮助受精。
phagocyte
第四节 过氧化物酶体
过氧化物酶体(peroxisome) 又称微体(microbody),是 由单层膜围绕的,内含一 种或几种氧化酶类的细 胞器。它普遍存在于所 有动物细胞和很多植物 细胞中。
primary lysosome and tertiary lyosome
2. 次级溶酶体
已经和底物结合，酶有活性，因与 不同底物结合，外形表现差异大。 又分3种，即自噬溶酶体、异噬溶酶 体、吞噬溶酶体
Secondary lysosome
(L) in the histiocyte from injured trigeminal nerve. Scale = 0.5 µm. (Rat, trigeminal nerve.)
2. 具有明显的极性 顺面高尔基网 高尔基中间膜囊 反面高尔基网
二、化学组成
膜脂类 标志酶：糖基转移酶
二 高尔基
体的功能
主要是.将内质网合 成的多种蛋白质 进行加工,分类和 包装,然后分门别 类地运送到细胞 特定的部位或分 泌到胞外.高尔基 体还是细胞内糖 类合成的工厂。
1. 蛋白质糖基化
问题: 内膜系统的含义，主要成员？
糙、光面内质网，高尔基复合 体，溶酶体的结构与功能？ 蛋白质合成的主要步骤？
何为内膜系统?
胞质内结构, 功能上有一定联系的膜性结 构总称. 如内质网, 高尔基复合体, 溶酶 体, 核膜, 小泡, 过氧化物酶体等.
第一节 内质网
内质网（endoplasmic reticulum,ER） 是真核细胞重要的细胞器。通常占细胞 膜系统的一半左右，体积约占细胞总体 积的10%以上。
移到天冬酰胺残基氨基上称为N-连 接的糖基化（N-linked
glycosylation）。
4. 蛋白质胞内运输
出芽—分泌---小泡---运输至高尔基复合 体，少部分直接到细胞外。
（二）光面内质网的功能
1.脂类分子合成与转运
2.分解糖原
3.解毒功能，能使聚集在光面内质网膜上 的不溶于水的废物或代谢产物羟基化而 完全溶于水并转送出细胞进入尿液中。 某些药物如苯巴比妥(phenobarbitol)进入 体内会导致光面内质网面积成倍增加， 一旦毒物消失，多余内质网也随之被溶 酶体消化。
protein disulfide isomerase
蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase）可以切断二硫键，形成自由 能最低的蛋白构象，以帮助新合成的蛋 白重新形成二硫键并处于正确折叠的状 态。
网质蛋白帮忙正确装配，称 为分子伴侣。
3.蛋白质的糖基化
单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价键 的结合形成糖蛋白过程。寡糖基转
Electron micrograph of lysosomes
一、形态结构和化学组成
1. 高度异质性。 2. 酸性水解酶是标志酶。 3. 膜上有H质子泵。 4. 膜糖蛋白家族—溶酶体结合膜蛋白
高度同源。
二、溶酶体的类型
大致可分为3类 1.初级溶酶体：刚刚形成，还没有
和底物结合，酶无活性，电子 密度高的圆或卵圆形小体。
如蛋白质丝氨酸、苏、酪氨酸残 基发生O－连接的糖基化。
糖基化意义; a. 保护 b. 运输信号 c. 形成细胞膜糖被
2. 蛋白质的水解加工
人胰岛素的A、B、C三条肽链在此 被切除C链才有活性。
3. 蛋白质定向运输（3个去向）
第三节 溶酶体
溶酶体 (lysosome)是单层 膜围绕,内含多种酸 性水解酶类的囊泡 状细胞器.主要功能 是进行细胞内消化 作用。