细胞的结构和功能 课件.pptVIP

*************************************溶酶体的结构1酶的多样性含有约50种水解酶，可分解多种生物分子2酸性环境内部pH值约为4.5-5.0，适合酶活性3溶酶体膜单层脂膜结构，保护细胞免受水解酶伤害溶酶体是动物细胞中进行细胞内消化的膜包围的细胞器，直径约为0.1-1.2微米。溶酶体被一层单层脂质膜包围，这层膜将溶酶体内的水解酶与细胞质隔离开来，防止这些酶随意消化细胞自身组分。溶酶体膜上有质子泵，不断将氢离子泵入溶酶体内部，维持其酸性环境。溶酶体内含有多种水解酶，包括蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、糖苷酶和磷酸酶等，能够分解几乎所有类型的生物大分子。这些酶在酸性环境中活性最高，如果溶酶体破裂，释放到细胞质中的酶在中性pH环境下活性大大降低，这是一种保护机制。溶酶体的形态多样，包括初级溶酶体、次级溶酶体和残余小体等不同发育阶段。溶酶体的功能1胞吞和胞饮作用溶酶体参与胞吞和胞饮过程中的物质消化。当细胞通过胞吞或胞饮摄取外部物质时，形成的内吞囊泡与溶酶体融合，形成次级溶酶体或消化囊。溶酶体中的酶消化囊泡内容物，有用的小分子通过溶酶体膜转运到细胞质中，不能消化的残余物可通过胞吐排出细胞。2自噬作用溶酶体在细胞自噬过程中发挥关键作用，帮助细胞降解和循环利用自身组分。在自噬过程中，细胞内老化或损伤的细胞器被双层膜结构（自噬体）包裹，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，内部的水解酶分解被包裹的内容物，回收有用组分。3特殊功能溶酶体在某些特殊生理过程中扮演重要角色。例如，在胚胎发育中，溶酶体参与组织重塑；在免疫细胞中，溶酶体帮助分解被吞噬的病原体；在骨组织中，特化的溶酶体参与骨重塑过程。某些疾病与溶酶体功能紊乱有关，如溶酶体储存病。细胞骨架的组成微管微管是中空管状结构，直径约为25纳米，由α-微管蛋白和β-微管蛋白二聚体聚合而成。这些二聚体首尾相连形成原丝，多条原丝侧面连接形成管状结构。微管具有极性，有快速生长的正极端和相对稳定的负极端。微管是最粗的细胞骨架成分，具有较高的刚性。微丝微丝（或称肌动蛋白丝）是细胞骨架中最细的成分，直径约为7纳米。它们由球状肌动蛋白（G-肌动蛋白）分子聚合成双螺旋结构的纤维（F-肌动蛋白）。微丝也具有极性，允许细胞定向生长和运动。微丝常在细胞皮层区形成网络，与细胞膜相关蛋白相互作用。中间纤维中间纤维直径约为10纳米，介于微管和微丝之间，因此得名。与微管和微丝不同，中间纤维由多种蛋白质组成，包括角蛋白、波形蛋白、核纤层蛋白等，不同类型的细胞表达不同类型的中间纤维。中间纤维没有明显的极性，结构非常稳定，主要提供机械支持。细胞骨架的功能1维持细胞形态细胞骨架作为细胞的骨架，维持细胞的形状和内部结构的空间排列。微管和中间纤维提供结构支持，抵抗压缩力；微丝网络尤其是皮层微丝网络，与细胞膜相互作用，决定细胞表面形态。不同类型细胞的独特形态很大程度上取决于其特定的细胞骨架排列。2参与细胞运动细胞骨架是细胞运动的基础。微丝与肌球蛋白相互作用产生收缩力，驱动细胞爬行、伪足伸展和肌肉收缩等过程；微管与动力蛋白和驱动蛋白相互作用，参与细胞器运输和鞭毛、纤毛运动；某些病原体如李斯特菌能够劫持宿主细胞的肌动蛋白系统进行运动。3细胞内物质运输细胞骨架为细胞内物质运输提供轨道。微管是长距离运输的主要通道，沿微管运动的马达蛋白（如驱动蛋白和动力蛋白）运载细胞器、囊泡和大分子；微丝参与短距离运输，特别是在细胞皮层区域。这种运输系统确保细胞组分能够精确定位。中心体的结构（动物细胞）中心粒中心体由一对中心粒（也称为中心小体）组成，它们相互垂直排列。每个中心粒是一个圆柱形结构，直径约为0.2微米，长约0.5微米。中心粒由九组三联体微管（triplets）围绕中心轴排列，形成特征性的9+0结构。这种排列方式与纤毛和鞭毛基部结构相似。中心粒基质两个中心粒被电子密度较高的蛋白质物质包围，形成中心粒基质。基质中含有多种蛋白质，包括γ-微管蛋白和周围物质蛋白（PCM）。这些蛋白质对于中心体功能至关重要，特别是在微管的成核和组织方面。中心粒基质在细胞周期的特定阶段会发生周期性变化。中心体复制中心体在细胞周期中经历一次复制。在G1期，细胞含有一个中心体（两个中心粒）；S期开始时，中心粒复制开始，每个母中心粒旁形成一个正交排列的子中心粒；G2期，两对中心粒逐渐分离；直到M期，它们完全分离到细胞两极，形成纺锤体。中心体的功能微管组织中心中心体是动物细胞中主要的微管组织中心(MTOC)，负责微管的成核和排列。在间期，中心体产生放射状排列的微管网络，这些微管参与维持细胞形态和细胞内物质运