第五章 细胞质基质
与细胞内膜系统
樊 庆 杰
细胞生物学
Cell Biology
qjfan@126.com
内容提要
? 导论
? 细胞质基质
? 内质网
? 高尔基体
? 溶酶体
导 论
? 在光学显微镜下，生活的真核细胞的细胞
质几乎看不到什么什么结构。
? 但是电镜的出现让我们发现，在细胞的细
胞质中实际上存在着发达的细胞内膜系统。
导 论
? 细胞的内膜系统 是在结构、功能乃至发生
上相关的，有膜围绕的细胞器或细胞结构。
主要包括内质网、高尔基体、溶酶体等。
? 在真核细胞中，除去可分辨的细胞器以外
的胶状物质，称为 细胞质基质 。
第一节 细胞质基质
细胞质基质是细胞的重要的结构成分，
体积约站细胞的一半。细胞与环境，细胞
质与细胞核，以及细胞器之间的物质运输、
能量交换、信息传递等都要通过细胞质基
质来完成。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
在真核细胞中，除去可分辨的细胞器以外
的胶状物质，称为 细胞质基质 。
在细胞质基质中，主要含有与中间代谢有
关的数千种酶类，与维持细胞结构有关的细胞
骨架结构。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
与细胞质基质相关的概念是胞质溶胶。
胞质溶胶,使用差素离心的方法分离细胞
中的各种组分，先除去细胞核、线粒体、高尔
基体、溶酶体和细胞膜等细胞器和结构组分后，
得到的胶状液。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
胞质溶胶与细胞质基质是从不同角度提
出的概念,细胞质基质主要有微管、微丝和
中间纤维等形成的相互联系的体系，其中蛋
白质分子和其他分子一凝聚状态或暂时凝聚
的状态存在，与周围溶液的分子处于动态平
衡状态。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
一种蛋白质是否属于细胞质基质的的
结构成分，主要取决于在细胞的生命活动中，
它是结合在细胞质骨架上还是游离在周围的
溶液中。
胞质溶胶中的蛋白质，特别是相对分
子质量较大的蛋白质，可能通过次级键直接
或间接的结合在细胞质基质的骨架纤维上。
第一节 细胞质基质 1.2 基本功能
1．许多中间代谢过程在细胞质基质中进行。
蛋白质的合成和脂肪酸的合成也是在细胞
质基质中进行的。
2．细胞质基质的细胞骨架成分对维持细胞
的形态，细胞的运动和细胞物质运输和能
量的传递有关。
3．在蛋白质的修饰和选择性降解有关。
第二节 内质网
由 KR,Porter,A,Claude 和 EF,
Fullam 等人于 1945 年发现，他们在观察
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
第二节 内质网 2.1 形态与组成
内质网膜约占细胞总膜面积的一半，
是真核细胞中最多的膜。内质网是内膜构
成的封闭的网状管道系统。具有高度的多
型性。可分为 粗面型内质网
（ roughendoplasmic reticulum,RER）
和 光面型内质网 （ smooth endoplasmic
reticulum,SER）两类。
RER 粗面内质网
SER 光面内质网
第二节 内质网 2.2 主要功能
ER 主要功能是合成蛋白质和脂类，
分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在 ER 中合成
的。 ER 合成的脂类除满足自身需要外，
还提供给高尔基体、溶酶体、内体、质膜、
线粒体、叶绿体等膜性细胞结构。
第二节 内质网 2.2 主要功能
一、蛋白质合成
蛋白质都是在核糖体上合成的，并且
起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合
成开始不久后便转在内质网上合成，这些
蛋白质主要有：
第二节 内质网 2.2 主要功能
① 向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；
② 跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排
列方式；
③ 需要与其它细胞组合严格分开的酶，如
溶酶体的各种水解酶；
④ 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。
第二节 内质网 2.2 主要功能
二、蛋白质的修饰与
加工
包括糖基化、羟基
化、酰基化、二硫键形
成等，其中最主要的是
糖基化,几乎所有内质
网上合成的蛋白质最终
被糖基化 。
第二节 内质网 2.2 主要功能
糖基化的作用是,
① 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；
② 赋予蛋白质传导信号的功能；
③ 某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折
叠。
第二节 内质网 2.2 主要功能
三、新生肽链的折叠、组装和运输
不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间
不同，主要取决于蛋白质完成正确折叠和
组装的时间，有些无法完成正确折叠的蛋
白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉。
第二节 内质网 2.2 主要功能
四、合成膜脂
大多数膜脂是完全在内质网中合成的,
ER 合成的膜脂以膜泡运输的方式转运至
高尔基体，溶酶体和质膜上，或借磷脂转
移蛋白形成水溶性复合物，转至其他膜上。
第三节 高尔基体
最早发现于 1855 年,1889 年,Golgi
用银染法在猫头鹰的神经细胞内观察到了
清晰的结构，因此定名为高尔基体。 20
世纪 50 年代以后才正确认识它的存在和
结构。
第三节 高尔基体 3.1 形态与组成
高尔基体是由数个扁平囊泡堆在一起
形成的高度有极性的细胞器。常分布于内
质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形，凸
出的一面对着内质网称为 形成面或顺面
（ cis face）。凹进的一面对着质膜称为 成
熟面或反面 （ transface）
第三节 高尔基体 3.1 形态与组成
顺面和反面都有一些或大或小的 运
输小泡,在具有极性的细胞中，高尔基体
常大量分布于分泌端的细胞质中。
第三节 高尔基体 3.2 功能分区
高尔基体顺面的网络结构,是高尔基
体的入口区域，接受由内质网合成的物质
并分类后转入中间膜囊。
高尔基体中间膜囊,多数糖基修饰，糖
脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均
发生此处。
第三节 高尔基体 3.2 功能分区
高尔基体反面的网络结构,由反面一
侧的囊泡和网管组成，是高尔基体的出口
区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，
最后输出。
第三节 高尔基体 3.3 主要功能
高尔基体的主要功能将内质网合成的
蛋白质进行加工、分类、与包装，然后分
门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细
胞外。
其他如细胞壁的形成、溶酶体的发生
都与高尔基体有关。
第四节 溶酶体 4.1 基本结构
它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶
类的囊泡状细胞器,其主要功能是进行细
胞内消化。具有异质性，形态大小及内含
的水解酶种类都可能有很大的不同。
根据完成其生理功能的不同阶段可分为
初级溶酶体, 次级溶酶体 和 残体 。
初级溶酶体
次级溶酶体
残体
第四节 溶酶体 4.2 溶酶体的功能
细胞内消化,对高等动物而言细胞的营
养物质主要来源于血液中的大分子物质，
进入细胞后可被溶酶体消化。
清除无用的生物大分子，衰老的细胞器
以及衰老损伤鹤死亡的细胞 。
防御作用,如巨噬细胞可吞入病原体，
在溶酶体中将病原体杀死和降解。
第四节 溶酶体 4.3 溶酶体与疾病
肺结核,结核杆菌菌体成分硫酸脑苷脂能抵
抗胞内的溶菌杀伤作用，使结核杆菌在肺
泡内大量生长繁殖，最终引起肺组织钙化
和纤维化。
类风湿性关节炎,溶酶体膜很易脆裂，其释
放的酶导致关节组织损伤和发炎。
Now,have a rest!
与细胞内膜系统
樊 庆 杰
细胞生物学
Cell Biology
qjfan@126.com
内容提要
? 导论
? 细胞质基质
? 内质网
? 高尔基体
? 溶酶体
导 论
? 在光学显微镜下，生活的真核细胞的细胞
质几乎看不到什么什么结构。
? 但是电镜的出现让我们发现，在细胞的细
胞质中实际上存在着发达的细胞内膜系统。
导 论
? 细胞的内膜系统 是在结构、功能乃至发生
上相关的，有膜围绕的细胞器或细胞结构。
主要包括内质网、高尔基体、溶酶体等。
? 在真核细胞中，除去可分辨的细胞器以外
的胶状物质，称为 细胞质基质 。
第一节 细胞质基质
细胞质基质是细胞的重要的结构成分，
体积约站细胞的一半。细胞与环境，细胞
质与细胞核，以及细胞器之间的物质运输、
能量交换、信息传递等都要通过细胞质基
质来完成。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
在真核细胞中，除去可分辨的细胞器以外
的胶状物质，称为 细胞质基质 。
在细胞质基质中，主要含有与中间代谢有
关的数千种酶类，与维持细胞结构有关的细胞
骨架结构。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
与细胞质基质相关的概念是胞质溶胶。
胞质溶胶,使用差素离心的方法分离细胞
中的各种组分，先除去细胞核、线粒体、高尔
基体、溶酶体和细胞膜等细胞器和结构组分后，
得到的胶状液。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
胞质溶胶与细胞质基质是从不同角度提
出的概念,细胞质基质主要有微管、微丝和
中间纤维等形成的相互联系的体系，其中蛋
白质分子和其他分子一凝聚状态或暂时凝聚
的状态存在，与周围溶液的分子处于动态平
衡状态。
第一节 细胞质基质 1.1 基本含义
一种蛋白质是否属于细胞质基质的的
结构成分，主要取决于在细胞的生命活动中，
它是结合在细胞质骨架上还是游离在周围的
溶液中。
胞质溶胶中的蛋白质，特别是相对分
子质量较大的蛋白质，可能通过次级键直接
或间接的结合在细胞质基质的骨架纤维上。
第一节 细胞质基质 1.2 基本功能
1．许多中间代谢过程在细胞质基质中进行。
蛋白质的合成和脂肪酸的合成也是在细胞
质基质中进行的。
2．细胞质基质的细胞骨架成分对维持细胞
的形态，细胞的运动和细胞物质运输和能
量的传递有关。
3．在蛋白质的修饰和选择性降解有关。
第二节 内质网
由 KR,Porter,A,Claude 和 EF,
Fullam 等人于 1945 年发现，他们在观察
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
第二节 内质网 2.1 形态与组成
内质网膜约占细胞总膜面积的一半，
是真核细胞中最多的膜。内质网是内膜构
成的封闭的网状管道系统。具有高度的多
型性。可分为 粗面型内质网
（ roughendoplasmic reticulum,RER）
和 光面型内质网 （ smooth endoplasmic
reticulum,SER）两类。
RER 粗面内质网
SER 光面内质网
第二节 内质网 2.2 主要功能
ER 主要功能是合成蛋白质和脂类，
分泌性蛋白和跨膜蛋白都是在 ER 中合成
的。 ER 合成的脂类除满足自身需要外，
还提供给高尔基体、溶酶体、内体、质膜、
线粒体、叶绿体等膜性细胞结构。
第二节 内质网 2.2 主要功能
一、蛋白质合成
蛋白质都是在核糖体上合成的，并且
起始于细胞质基质，但是有些蛋白质在合
成开始不久后便转在内质网上合成，这些
蛋白质主要有：
第二节 内质网 2.2 主要功能
① 向细胞外分泌的蛋白、如抗体、激素；
② 跨膜蛋白，并且决定膜蛋白在膜中的排
列方式；
③ 需要与其它细胞组合严格分开的酶，如
溶酶体的各种水解酶；
④ 需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白。
第二节 内质网 2.2 主要功能
二、蛋白质的修饰与
加工
包括糖基化、羟基
化、酰基化、二硫键形
成等，其中最主要的是
糖基化,几乎所有内质
网上合成的蛋白质最终
被糖基化 。
第二节 内质网 2.2 主要功能
糖基化的作用是,
① 使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；
② 赋予蛋白质传导信号的功能；
③ 某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折
叠。
第二节 内质网 2.2 主要功能
三、新生肽链的折叠、组装和运输
不同的蛋白质在内质网腔中停留的时间
不同，主要取决于蛋白质完成正确折叠和
组装的时间，有些无法完成正确折叠的蛋
白质被输出内质网，转入溶酶体中降解掉。
第二节 内质网 2.2 主要功能
四、合成膜脂
大多数膜脂是完全在内质网中合成的,
ER 合成的膜脂以膜泡运输的方式转运至
高尔基体，溶酶体和质膜上，或借磷脂转
移蛋白形成水溶性复合物，转至其他膜上。
第三节 高尔基体
最早发现于 1855 年,1889 年,Golgi
用银染法在猫头鹰的神经细胞内观察到了
清晰的结构，因此定名为高尔基体。 20
世纪 50 年代以后才正确认识它的存在和
结构。
第三节 高尔基体 3.1 形态与组成
高尔基体是由数个扁平囊泡堆在一起
形成的高度有极性的细胞器。常分布于内
质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形，凸
出的一面对着内质网称为 形成面或顺面
（ cis face）。凹进的一面对着质膜称为 成
熟面或反面 （ transface）
第三节 高尔基体 3.1 形态与组成
顺面和反面都有一些或大或小的 运
输小泡,在具有极性的细胞中，高尔基体
常大量分布于分泌端的细胞质中。
第三节 高尔基体 3.2 功能分区
高尔基体顺面的网络结构,是高尔基
体的入口区域，接受由内质网合成的物质
并分类后转入中间膜囊。
高尔基体中间膜囊,多数糖基修饰，糖
脂的形成以及与高尔基体有关的糖合成均
发生此处。
第三节 高尔基体 3.2 功能分区
高尔基体反面的网络结构,由反面一
侧的囊泡和网管组成，是高尔基体的出口
区域，功能是参与蛋白质的分类与包装，
最后输出。
第三节 高尔基体 3.3 主要功能
高尔基体的主要功能将内质网合成的
蛋白质进行加工、分类、与包装，然后分
门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细
胞外。
其他如细胞壁的形成、溶酶体的发生
都与高尔基体有关。
第四节 溶酶体 4.1 基本结构
它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶
类的囊泡状细胞器,其主要功能是进行细
胞内消化。具有异质性，形态大小及内含
的水解酶种类都可能有很大的不同。
根据完成其生理功能的不同阶段可分为
初级溶酶体, 次级溶酶体 和 残体 。
初级溶酶体
次级溶酶体
残体
第四节 溶酶体 4.2 溶酶体的功能
细胞内消化,对高等动物而言细胞的营
养物质主要来源于血液中的大分子物质，
进入细胞后可被溶酶体消化。
清除无用的生物大分子，衰老的细胞器
以及衰老损伤鹤死亡的细胞 。
防御作用,如巨噬细胞可吞入病原体，
在溶酶体中将病原体杀死和降解。
第四节 溶酶体 4.3 溶酶体与疾病
肺结核,结核杆菌菌体成分硫酸脑苷脂能抵
抗胞内的溶菌杀伤作用，使结核杆菌在肺
泡内大量生长繁殖，最终引起肺组织钙化
和纤维化。
类风湿性关节炎,溶酶体膜很易脆裂，其释
放的酶导致关节组织损伤和发炎。
Now,have a rest!
