第二军医大学-上海第二军医大学医学细胞生物学精品课程

第二军医大学-上海第二军医大学医学细胞生物学精品课程 第 二 军 医 大 学 细胞生物学 教 案 第 14 次课 授 课 时 间: 2010.10.22 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 完成时间:2010.10.09 生物技术本医学细胞生物学 课程名称 年级 09级 专业层次 科 专业技术授课方式 谢志芳 教 员 副教授 小班 职 务 (大、小班) 第六章 第二节 内膜系统(二) 授课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目(章、节) 《医学细胞生物学》，胡以平，高等教育出版社，2009 基本教材和 Essential cell biology. Alberts B et al. Garland Science.2003 主要参考书 Molecular Biology of the Cell. Alberts B et al. Garland Science.2009 教学目的: 1. 掌握高尔基体的形态特点和主要标志酶以及其在蛋白质分泌过程中的主要作用。 2(掌握溶酶体的结构和生化特征以及主要功能。 3(加强对学生的科研思维训练和创新能力培养。 主要内容与时间安排: 高尔基体结构和化学组成特点(15 min);通过讨论一系列实验研究结果，由学生总结出高尔基体的主要功能(17 min);讨论病理状态下高尔基体可能出现的改变及其原因(5 min);英文小结(3 min)。溶酶体的结构与生化特征(10 min);溶酶体的形成与分类(10 min);溶酶体的功能(10 min);溶酶体与疾病(5 min):英文总结(5 min)。 教研室审阅 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 : 教学组长(主讲教员)签名: 教研室主任签名: 板书设计 Chapter 6 Endomembrane System 6.2 Golgi Complex , Golgi complex is a dynamic structure. Cis Golgi networks Medial Golgi cistern Trans Golgi network , Chemical components of Golgi complex. Specific marker: Glycosyltransferases , Main functions of Golgi complex protein modification，protein sorting, package and transportation , Phathological changes of Golgi complex 6.3 Lysosome , Three distinguishing characteristics heterogeneous, hydrolytic enzymes, low pH , Lysosome maturation model , Lysosomes are digestive centers in the cells. , Lysosome defects 辅助手段和时间 基 本 内 容 分 配 第六章 内膜系统 第二节 高尔基体(Golgi Complex) 提问、复习 复习上次课内容:粗面内质网的功能。新合成的蛋白质在信 5分钟 号肽的引导下进入内质网，在内质网中经过折叠、初步糖基化后 被包装并以小泡的方式运输。 紧扣上次课内容 提问 提问:内质网中的新合成的蛋白会被运输到哪里去,来看一 个经典的实验。 新合成的蛋白到哪儿去了, 3分钟17分钟117分钟 追踪 3H-亮氨酸脉冲标记胰腺组织 幻灯1 经典实验结果分实验目的:观察胰腺外分泌细胞的蛋白质分泌过程。 析与讨论 (幻灯1) 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 :应用放射自显影技术，以豚鼠胰腺外分泌细胞为材料， 3将H,亮氨酸用显微注射技术注入培养的细胞中，在不同时间 点取细胞做放射自显影，观察银粒在细胞内的分布特征。 结果:3分钟后，观察到银粒主要集中在细胞基底部的粗面 内质网区域;17分钟后银粒出现在一些由扁平囊泡组成的细胞器 中，117分钟后，银粒集中在细胞顶部的酶原颗粒上，并在胰腺 泡腔内也看到标记物，说明分泌物已排出细胞。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与讨论:从这个实验结果大家可以得出什么结论, 启发与讨论 银粒首先出现在粗面内质网区，说明该区是分泌蛋白合成的 部位。但是内质网中新合成的分泌蛋白并不能马上被分泌出细胞 外，而是需要先经过由扁平囊泡组成的细胞器才能最后被分泌出由实验结果引出 高尔基体 细胞外，这提示该细胞器在细胞的分泌活动中起着重要的作用。 这种由多个扁平囊泡组成的细胞器被命名为高尔基体(Golgi Body)又称高尔基复合体(Golgi Complex)。最早在1898年由意 大利组织学家Golgi 发现。他用银染的方法，在光镜下观察猫和 猫头鹰细胞时，发现在细胞质中有一网状结构，称之为内网器。 简要介绍研究历以后，很多学者证明这种结构几乎存在于所有动物细胞中，并命 史 名为高尔基体。到本世纪50年代，随着电镜的发展，人们才在 电镜下了解了高尔基体的细微结构，并证实它普遍存在于动、植 物细胞中，在细胞分泌活动中起着重要作用。 The Nobel Prize in Physiology or 诺贝尔获奖者照Medicine 1906 "in recognition of their work on the structure of 片及工作演示the nervous system"(幻灯2) 光镜下～ 位于核一 侧或周围 的网状结 构～称内 网器 幻灯2 形象比喻 这次课我们一起来学习和讨论被称为“蛋白质精加工和分选双语教学 (幻灯3) 车间”的高尔基体的结构及化学组成特征，重点认识其在蛋白分 泌过程中的重要作用。 高尔基复合体 板书 蛋白质的精加工和分选车间 Golgi Complex,Golgi body, Golgi apparatus 本次课的主要内容 强调授课重点 双语教学 ,Golgicomplex is a dynamic structure. (幻灯4) ,Chemical components of Golgicomplex. ,Main functions of Golgicomplex ,Phathologicalchanges of Golgicomplex 幻灯3，4 一、高尔基体的形态 5分钟 高尔基体是由扁平囊泡、小泡和大泡组成的一种结构比较复 注意联系内质网杂的膜性细胞器，通常在核附近。平行排列的扁平囊泡组成高尔 的结构进行对比 基体的主体部分。 讲解 扁平囊泡(cisterna)是高尔基体最具特征性的部分，一般3 形象比喻加深印,8个扁平囊泡平行排列在一起，就像几个“盘子”叠在一起， 象 这些扁平囊泡又被称为高尔基堆(Golgi stack)。相领扁平囊相 距约20nm,每个囊腔的直径约10,15nm，内含中等电子密度的 物质，每个扁平囊的中央部分较平，其上有孔，可与相邻扁平囊 泡或周围的小泡小管相连通形成高尔基网(Golgi network)。 板书 一、高尔基复合体的形态结构 ,一,超微结构 小泡 电镜照片及模式扁平囊 图演示 大泡(幻灯5，6) ,二,结构特点反面( transface) 极性、异质性 网(network) 顺面(cisface) 幻灯5，6 高尔基体有一定的极性，就像盘子有凸面和凹面一样，高尔形象比喻加深印 象 基体也有两个面。高尔基体的凸面，一般靠近胞核或内质网，称 为顺面(cis face)或形成面(forming face)，与其相反的一面为凹面, 朝向细胞膜一侧，称反面(trans face)或成熟面 (mature face)。 反面和顺面在形态、化学组成及功能上有所不同(异质性)，顺 面膜较薄，约6nm，类似内质网膜，反面膜较厚，约8nm，类似 细胞膜，一般顺面的囊腔较反面扁。 提问:那么Golgi complex的极性和异质性又是如何产生的, 提问，引导学生结构与功能又有什么相关性, 思考 动画演示“活动 的细胞器” 顺面反面 细内运细分 胞质输胞泌高尔基复合体 核网小膜泡 泡 动画1 大家请看:粗面内质网来的小泡(运输小泡，transport vesicles)在顺面(cis face)不断地与高尔基体扁平囊泡融合，扁平 囊泡之间也有囊泡在不断的分离融合，最后在反面(trans face) 形成大泡(vacuole)离开高尔基体向细胞膜方向运输。在这个过 程中，内质网、小泡、扁平囊泡、大泡和生物膜之间存在着一种 动态平衡。所以高尔基体也被称为“活动的细胞器”。而且，很 显然cis face主要由大量来自内质网的小泡融合而成，这些含有 新合成的蛋白的小泡融合后，不断地向trans face 前进，最后在 trans face 形成大泡离开， 所以Golgi complex 在结构上极性是 与其功能密切相关的。 二、高尔基体的化学组成 5分钟 提问:既然Golgi complex 在结构上具有极性，那么在化学 提出问题 组成上是否也存在同样的特点,将Golgi complex分离后分析其启发与讨论 化学成分发现膜的脂质成分介于质膜与内质网膜之间。这说明高 尔基体可能是构成质膜和内质网之间相互联系的一种过渡性细 胞器。 板书 二、高尔基复合体的化学组成 ,一,脂类成分 高尔基复糙面内质网质膜合体对比教学法 胆固醇低中高(幻灯7) 神经鞘磷脂低中高 磷脂酰胆碱高中低 不饱和磷脂高中低 ,二,多种酶成分 标志酶:糖基转移酶,glycosyltransferase, 磺基-糖基转移酶模式图显示化学 组成的异质性酰基转移酶 (幻灯8) 糖苷酶 磷酸激酶 幻灯7，8 为了研究高尔基体的功能，很重要的一点还要了解其酶的分 布与含量。糖基转移酶类(glycosyltransferases)是golgi complex 强调化学组成与中最具特征的酶，而且不同的糖基转移酶分布在不同的扁平囊 功能的联系 内，因此我们说高尔基体不仅在形态上具有极性，化学组成上也 具有极性和异质性。 设问与启发 那么，对于高尔基体的这种特征，对我们以后做研究又有什 么启示, 三、高尔基体的功能 17 分钟 (一)参与细胞的分泌活动 板书 三、高尔基复合体的功能 ,一,高尔基体参与蛋白质分泌过程 强调(幻灯9) 3分钟17分钟117分钟 追踪 3 H-亮氨酸脉冲标记胰腺组织 幻灯9 3 用H,亮氨酸标记胰腺外分泌细胞的蛋白质分泌过程结果 说明高尔基体是细胞的分泌活动中的必经之站。 提问:那么为什么内质网中新生的蛋白质一定要先被运输到 设问与启发 高尔基体，然后才能被分泌出细胞外，新生的蛋白质经由高尔基 体的cis face, medial Golgi stacks以及trans face 后是否发生了一 些变化, (二)糖蛋白合成和修饰功能 许多蛋白质要经过糖基化的修饰才具有功能，糖蛋白的蛋白 部分是在粗面内质网上的核糖体合成的，那么糖链部分又是在哪 里合成的呢, 设问与讨论 为了研究蛋白质的糖基化过程，同样可以应用同位素标记和 3 放射自显影等方法进行了研究。如用H标记甘露糖进行短期培 研究思路介绍注3养，经放射自显影后只在粗面内质网发现银粒;用H标记的半重研究思维训练 (幻灯10,13) 乳糖和唾液酸，放射自显影后发现银粒只存在于高尔基体中;用 3H标记N,乙酰葡萄糖胺，可在粗面内质网和高尔基体同时发现 银粒。 33H,半乳糖H,甘露糖3H,唾液酸 内质网高尔基复合体 胰腺细胞胰腺细胞 细胞3H-甘露糖内质网出现银颗粒短期3H,3 H -半乳糖和唾液酸高尔基复合体出现银颗粒培养N,乙酰葡萄糖胺并放3H-N,乙酰葡萄糖胺内质网、高尔基复合体射自 显影出现银颗粒 糖链外围～高尔基复合体中修饰高尔基复合体 内质网 糖链核心～内质网中修饰 胰腺细胞 幻灯10,13 研究结果分析与以上结果说明了什么,(结果分析与讨论) 讨论 说明N,乙酰葡萄糖胺，甘露糖存在于糖蛋白寡糖链的核心 启发与讨论 部分，是在粗面内质网膜上的糖基转移酶的催化作用下加在肽链 上的，这些未完全糖化的蛋白质在内质网以出芽的方式形成运输 小泡,进入高尔基体的扁平囊泡中,再在其膜上的糖基转移酶的催 化作用下,在糖链的远端加入半乳糖、唾液酸，组成糖链的周围部 分，这个过程具有严格的顺序性。所以我们说糖蛋白的糖基化起 研究结果总结与始于内质网，完成于高尔基体。 强调(幻灯14) ,二,高尔基体与糖基化 形成甘露糖基寡聚糖链 完糖开 成蛋始于白于 高的内糖尔 质基基网化复 形成复合寡聚糖～合:体 。 幻灯14 糖蛋白合成后，释放到高尔基体的扁平囊泡内由大泡转运分 泌物排放到细胞外，或运输到细胞膜，形成膜的一部分或膜外面 的糖蛋白外被。 (三)参与某些蛋白质的水解修饰 有些蛋白质只有在高尔基体中被特异性水解后，才能成熟为 有活性的存在形式。举例:人胰岛素的成熟和分泌过程。人胰岛 举例(幻灯15) 素在内质网中是由86个氨基酸组成的，含有A、B和C肽，这 种形式的胰岛素没有活性，所以被称为胰岛素原。当胰岛素原被 转运到高尔基体后，除了进行糖基化修饰外，其C肽被水解，形 成有活性的仅仅含有A和B两段肽链的胰岛素，然后被分泌出 细胞外执行功能。另外如胰高血糖素、血清蛋白等蛋白的成熟， 也都是经过在高尔基体中的切除修饰完成的。 ,三,参与蛋白质的水解 内质网 RER胰 岛素 的成 熟过 程高尔基复合体 水解酶 Golgicomplex 幻灯15 (四)蛋白质的分选与运输 新生的蛋白质从Golgi complex 的顺面(cis face)经过中间 扁平囊泡(medial stacks)最后来到反面(trans face)，在这个重复强调 形象比喻 过程中蛋白质被修饰和加工形成成熟的蛋白质形式，所以在反幻灯16 面(trans face)要被“打包”运输，我们在电镜下看到反面(trans face) 有许多大泡，即为装载了成熟蛋白质的运输泡。 那么蛋白质如何才能被特异性地分送到它的靶部位呢,这 就涉及到蛋白质分选(protein sorting )的问题。邮局为何能把 形象类比 每封信件准确送到收信人手中，是因为信封上有地址。在高尔 基体内蛋白质也会被加上分选的“标签”，这些“标签”会被 相应的受体识别，从而保证蛋白质被运送到靶部位。举例:溶 酶体内含有酸性磷酸酶和各种水解酶，这些酶是由粗面内质网 上的核糖体合成的，内质网以小泡形式将其转运至高尔基体， 在高尔基体内进行修饰，加上6,磷酸甘露糖(M,6,P)“标 典型例子介绍 签”，这些带有6,磷酸甘露糖的溶酶体酶会被包装在大泡中运 输至溶酶体。 在包装过程中还存在选择性浓缩机制。 所以，高尔基体不仅具有加工修饰蛋白质的功能，还在蛋白 质的分选和运输中起到重要作用。 ,四,参与蛋白质的分选和运输 高尔基复合体位于内质网和质膜之间, 是蛋白质的分选和运输的中间站 幻灯16 小结:Golgi complex 在蛋白质分泌活动中主要起到加工、 及时小结、强调 修饰、分选、浓缩和包装的作用，在此基础上进一步理解Golgi complex是个活动的细胞器以及其极性和异质性的形成机制。 从膜流上看:由内质网芽生的小泡与高尔基体顺面的膜融合 成为扁平囊泡的膜，然后扁平囊泡的膜再移向成熟面，以出芽的 方式形成大泡向细胞膜移动，最后大泡的膜与细胞膜融合，成为 细胞膜的膜，同时将蛋白质分泌出细胞外。可见，高尔基体是一 个不断变化的动态结构。实验证明，高尔基体在40分钟内完全 更新一次。 细胞外 分泌泡 包装(packing) 高尔基复合体浓缩(condensing) 分选,sorting, 加工,modifying,粗面内质网 分泌性蛋白质的“分泌路线” 强调 双语(幻灯17) 幻灯17 高尔基复合体—活动的细胞器 动画演示 双语 动画2 板书 四、高尔基体的数量和分布以及病理状态下的异常变化 5分钟 (一)高尔基体的数量和分布 蛋白分泌功能越旺盛，高尔基体越发达。为什么, 设问与启发 幻灯18 (二)病理状态下高尔基体的异常变化(简略介绍与讨论) 高尔基体的形态异常可表现为:肥大、萎缩、内容物的变化联系功能理解 和数量异常。 1(肥大:常见于细胞分泌功能亢进和代偿性功能亢进的情 举例 况。举例:再生过程中的大鼠肾上腺皮质，分泌状态旺盛，高尔 基体结构显著增大。 举例 2(萎缩:常见于中毒等病理情况下。举例:乙醇中毒引起 脂肪肝，肝脏正常的分泌活动丧失，高尔基体萎缩，结构破坏。 3(高尔基体的发达程度与细胞分化程度成正比。在未分化设问与启发 或低分化的细胞中，高尔基体很不发达，为什么,这些低分化的 细胞侧重于生长和繁殖，侧重于内在蛋白的合成，所以，对某一 类型的癌细胞来说，分化程度越低，高尔基体越不发达，恶性程 度越高。 四、高尔基体数量及分布 蛋高白尔 分基 泌体活数 动量 对某一类型的癌细胞来说～分化程度越低～ 高尔基复合体越不发达～恶性程度越高。 幻灯18 Summary: We have discussed the structure and function of Golgi 总结与强调 complex. 3 分钟 The Golgi complex consist of a group of flattened cavities which can be divided into cis face, medial stacks and trans face. The cis face serves as a“receiving point,” the trans face serves as a “shipping center,” and the medial stacks contains molecules and enzymes that process and package macromolecules, such as proteins and lipids. summary The structure and function of Golgicomplex packing Condensing Sorting modifying 幻灯19 课间休息10分钟 第三节 溶酶体(Lysosome) 紧扣上节课内容 由上节课学习的高尔基体引出溶酶体:通过上次课的学习 提问，引出溶酶我们知道在高尔基体的成熟面会进行蛋白质分选，许多酸性水体(幻灯20) 解酶会被加上6,磷酸甘露糖(M,6,P)“标签”，而被选择 3分钟 性地装进了大的运输泡中，那么这些酸性水解酶会最终运到哪 里去执行“任务”呢,他们最后会出现在一种由单层膜包裹的 小泡中，这类富含酸性水解酶的小泡被命名为“溶酶体”，其 最重要的功能是水解消化大生物分子，因此又被称为“细胞的 消化器官”。 高尔基体成熟面的酸性水 解酶被运送到哪里去了, 幻灯20 溶酶体的发现: C(de Duve(1955)在研究酸性 简要介绍研究历磷酸酶的过程中，从比线粒体稍轻的细胞组份中分离到史 了含有该酶的颗粒，并进一步发现该颗粒中还含有其他 多种水解酶，从而将其命名为水解(lyso)的小体 (some)。所以溶酶体的发现和命名首先得益于对其化 学成分的研究。 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1974诺贝尔获奖者照“for the discovery of lysosomeand peroxisome" 片及工作演示 (幻灯21) 含有酸性 磷酸酶的 单层膜包 裹的小体 Christian de Duve 幻灯21 形象比喻加深印这节课我们将重点学习和讨论被称为“细胞的消化器官”的 象 溶酶体的结构及化学特征以及其主要功能。 (幻灯22) 溶酶体 Lysosome 细胞的消化器官 本次课的主要内容 ,Distinguishing characteristics of lysosome强调重点 ,Lysosomematuration model双语 (幻灯23) ,Main functions of lysosome ,Lysosomedefects and diseases 幻灯22，23 一、溶酶体的结构和化学特征 7分钟 , 形态与结构:单层膜包裹的囊状结构，与细胞内的其他 细胞器不同的是，不同的溶酶体在形态和大小上存在极大差异 (异质性)。 一、结构和化学特征 电镜照片演示 (幻灯24) ,单位膜围成的圆形或卵圆形 的结构～形态具有异质性。 幻灯24 设问与启发 提问:为什么溶酶体形态会呈现出这么大的差异, 溶酶体含有水解酶，会水解不同的的底物。就如我们的胃肠 形象比喻 道，会因为我们吃的食物不同而呈现不一样的形态。溶酶体会因 消化底物的变化而表现出形态上的异质性。 , 化学特征:含有丰富的酸性水解酶，低pH值。 重点强调 (幻灯25) 溶酶体内含有60余种酸性水解酶，其中酸性磷酸酶是标志 酶。这些酸性水解酶均需在酸性条件下才能高效率地工作。溶酶 ，体膜上有特殊的转运蛋白，能将H泵入，使内部PH值保持在5 左右，为水解酶发挥作用创造最佳内环境。 相关实验思路介提问:如何检测细胞器的pH值, 绍 (幻灯26) 提问;根据以上溶酶体的形态和生化特性，我们在研究中该 设问、启发，注如何鉴定一种细胞内的结构是否是溶酶体呢, 重知识的应用 (幻灯27) ,含多种酸性水解酶～酸性磷酸酶 是标志酶。pH值低于5。 Low pH in lysosome. pH in organelle can be detected using a pH- sensitive fluorescent pH<5probe. lysosomes contain hydrolytic enzymes. Hydrolytic enzymes can be detected by cytochemical technique. 幻灯25，26，27 二、溶酶体的形成和分类 10分钟 , 溶酶体成熟模型 提问:溶酶体是如何形成的,其实这里包含两个问题:首先 溶酶体酶哪里来，是如何被选择性地运输到溶酶体,另一个问题 紧密联系高尔基是溶酶体分解的底物如何进入溶酶体,第一个问题我们前两次课体功能和细胞内 吞讲解(幻灯28) 已经回答了。溶酶体酶由核糖体合成并进入内质网腔，经加工和 初步糖基化后被运送到高尔基体，进一步糖基化并被加上分选信 号(M-6-P)，被选择性地“装载”入运输泡内。这些含溶酶体酶 的运输泡会跟细胞内吞泡(endosome)融合，形成内体性溶酶体， 同时膜上的质子泵向泡内泵入H，，使得其腔内的pH从7.4左右 下降到5.0左右，形成成熟的溶酶体。无法消化的物质或被排除 细胞外或留在细胞内成为残余小体。此外，溶酶体酶运输小泡还 会与吞噬泡或自噬泡融合形成吞噬性溶酶体。 设问与启发，介 提问:如何研究细胞内吞与溶酶体成熟之间的关系, 绍相关研究思路 (幻灯29) 二、溶酶体的形成与类型 幻灯28 lysosomesmature model LAMP1 cathepsin B BSA 幻灯29 动画演示溶酶体 成熟过程，再次 强调高尔基体、 溶酶体与细胞内 吞之间的联系 动画3 , 溶酶体的分类:由以上溶酶体的成熟过程可知溶酶体的 由溶酶体成熟模 形态和功能存在多型性或异质性。传统上人们将溶酶体分为初级型自然引出溶酶 体的分类 溶酶体、次级溶酶体和终末溶酶体。近年来有学者把溶酶体分为(幻灯30，31) 内体性溶酶体和吞噬性溶酶体。 Heterogeneous lysosomes Primary Secondary lysosomeslysosomes Residual bodies 溶酶体的类型—多型性 内体性溶酶体总体概括(幻灯溶31) 自噬性溶酶体酶 吞噬性溶酶体 体异噬性溶酶体 含铁小体终末溶酶体 髓样结构(residual body)脂褐素 幻灯30，31 (一) 内体性溶酶体:由高尔基体出芽形成的含溶酶体酶的 运输小泡和内体(endosome)融合而形成。 ,一,内体性溶酶体,endolysosme, 由高尔基复合体出芽形成的含溶酶体酶 运输小泡与内体融合而成。 分类讲解，紧密 联系溶酶体成熟 模型(幻灯32) 幻灯32 (二) 吞噬性溶酶体:由高尔基体出芽形成的含溶酶体酶的 运输小泡和各种吞噬底物融合而构成。 ,二,吞噬性溶酶体(phagolysosome) 由高尔基复合体出芽形成的含溶酶体酶运输小 强调吞噬性溶酶。泡和各种吞噬底物融合而构成 体与内体性溶酶 体的异同点 (幻灯33) 根据底物来源的不同～ 分为:自噬性溶酶体和异噬性溶酶体 幻灯33 吞噬性溶酶体又可根据其作用底物的来源不同，分为自噬性 溶酶体(autophago lysosome) 和异噬性溶酶体(heterophago lysosome)。 自噬性溶酶体的作用底物是内源性的，即来自细胞内衰老和 崩解的细胞器或局部细胞质等，它们由单位膜包围，形成自体吞 噬体。异噬性溶酶体的作用底物是经由细胞的吞饮或吞噬而被摄 入细胞内的外源性物质,包括一些大分子物质和细胞,如:细菌、红 细胞、铁蛋白酶和酶原颗粒等，异噬性溶酶体常见于单核,巨噬 细胞系统的细胞、白细胞、肝细胞和肾细胞等。 1、自噬性溶酶体—作用底物来自细胞内 底物是内源性的～即来自细胞内衰老 和崩解的细胞器或局部细胞质 通过电镜照片演 示强调两者的差 异(幻灯34，35) 2、异噬性溶酶体—作用底物来自细胞外 底物是被吞噬而摄入细胞内的外源 性物质～如细菌、红细胞等。 幻灯34，35 (三) 残余小体:吞噬性溶酶体到达末期阶段时，由于水解酶 活性下降，还残留一些未被消化和分解的物质，被保留在溶酶体 形象比喻 内，形成在电镜下呈现电子密度较高，色调较深的残余物，这种 典型举例 “消化不良”的溶酶体称为残质体(Residual body)，常见的残 (幻灯36) 质体有脂褐色，含铁小体，多泡体和髓样结构等。 提问:如果你观察到细胞内的残余小体大量增多，提示细胞设问与启发，注 重知识的应用 功能出现什么问题, ,三,终末溶酶体—残留小体 无法完全消化和分解的物质被留在溶酶体内～形 成残留小体。常见的有脂褐素、髓样结构等。 髓样结构脂褐素 以提问方式，适幻灯36 时小结，整理思 路，完成从繁到以上介绍了溶酶体的不同类型，大家想一想:这些溶酶体在 简的过程。 本质上有区别吗,没有～～～只是不同底物、不同成熟阶段的溶 酶体而已。 10分钟 三、溶酶体的功能 紧密联系溶酶体 的生化特性，讨溶酶体内含60余种酸性水解酶，具有强大的消化分解能力， 论其功能，先总 溶酶体的生物学功能正是建立在这种消化能力基础上的。 体概括 (幻灯37) 三、溶酶体的生理功能 —消化水解 ,一,消化营养作用 ,二,防御作用 ,三,参与激素合成～释放与降解 ,四,参与生物个体发生、发育过程 1、协助精子与卵细胞受精 2、骨骼发育中吸收陈旧的骨基质 幻灯37 (一)消化营养作用 溶酶体能消化分解经胞吞作用摄入细胞内的各种物质和细 典型举例 胞内衰亡或损伤的各种细胞器等，使之分解成为可被细胞利用的(幻灯38) 小分子。举例:溶酶体与胆固醇的吸收和利用。 ,一,消化营养作用 消化分解外源性或内源性物质供细胞利用 Lysosome游离胆固醇被细胞利用 胆固醇的吸收和利用 幻灯38 (二)防御保护功能 溶酶体的消化作用不仅给机体提供了营养，而且在细胞防御 保护方面也起重要作用。如:对内吞入胞的细菌、病毒及其他有 形象比喻 害物的消化分解，起到“清道夫”的作用。当细胞受损时，溶酶体(幻灯39) 破裂，其中的水解酶被释放，导致细胞自溶，成为“自杀性囊”。 ,二,防御作用 “自杀性囊”“清道夫” 幻灯39 (三)在激素生成中发挥重要作用 举例:溶酶体参与甲状腺素的分泌过程。 ,三,参与腺体组织细胞分泌过程的调节 典型举例 (幻灯40，41) 滤泡腔 甲状腺滤泡上皮 Lysosome甲状腺滤泡上皮模式图演示 合成组织蛋白酶D 酪氨酸酸性羟基肽酶甲状腺球蛋白水解 释放 游离甲状腺素 滤泡腔内碘化 吞噬 血液 分泌 溶酶体参与甲状腺素的分泌 幻灯40，41 (四)参与生物个体发生发育过程 举例:蝌蚪变蛙过程的尾部吸收，哺乳类动物子宫膜的周期 性萎缩均与溶酶体有密切关系。 溶酶体参与精卵受精过程:动物精子头部顶端的顶体是一种 特化的溶酶体，在卵细胞受精时，能释放出水解酶，消化围绕卵 细胞的滤泡细胞，使精子能顺畅地达到卵细胞的细胞膜，便于精 核进入卵细胞。 ,四,参与生物个体发生、发育过程 哺乳动物子宫内膜的周期性萎缩 “自体吞噬方式” 典型举例 蝌蚪变蛙的尾部吸收(幻灯42，43) 协助精子与卵细胞受精 顶体:特化的溶酶体 “顶体酶”: 透明脂酸酶 放射冠穿透酶 顶体素 幻灯42，43 此外在骨骼发生中，破骨细胞的溶酶体酶能释放到细胞外， 吸收和消除陈旧的骨基质，这是骨质更新的一个重要步骤。 骨骼发育中吸收陈旧的骨基质 破骨细胞的溶酶体的酶释放到细胞 外～吸收和消除陈旧骨基质～促进骨质 更新。 模式图演示 (幻灯43) osteoblastosteoclastosteocyte 成骨细胞破骨细胞骨细胞 幻灯43 适时小结 小结:以上介绍的溶酶体的生物学功能都是建立在其强大的 消化水解能力基础上的。 提问，启发，自 然引出下一个问那么，如果溶酶体的水解功能异常或溶酶体酶外泄会出现什 题 么后果呢, 5分钟 四、溶酶体异常与人类疾病 由于溶酶体结构或功能异常所引起的疾病统称为溶酶体病， 主要包括两大类:一类是由于溶酶体酶缺乏所引起的先天性疾 病，另一类是由于溶酶体酶异常释放或外泄造成细胞或组织损伤 性疾病。 四、溶酶体与人类疾病 总体概括 ,一,溶酶体酶缺陷相关的先天性疾病 泰-萨病、?型糖原蓄积病(幻灯44) ,二,溶酶体酶释放或外泄造成的 细胞或组织损伤疾病: 矽肺、痛风、类风湿性关节炎 幻灯44 (一)由于溶酶体酶缺陷而引起的先天性溶酶体病 紧密联系功能讲现已发现有四十几种先天性溶酶体病，由于溶酶体缺乏某些解 酶，相应的作用底物不能被分解而积累于溶酶体内，表现为溶酶 体过载现象，而导致疾病的发生。 典型举例 举例:黑蒙性痴呆，?型糖原蓄积病。 (幻灯45，46) ,泰-萨病,Tay-Sachs disease, 氨基己糖酶缺乏?GM2神经节苷脂累积 患者及其脑组织变化 ,?型糖原累积病,PompeDisease, α-葡萄糖苷酶缺乏 ? 糖原不能降解 ? 溶酶体过载 ? 糖原大量积累 幻灯45，46 提问与启发，介提问:这些疾病如何治疗, 绍新设想和存在 的问题 有人设想将溶酶体所缺失的酶包裹在人工脂质体内，由细胞 吞噬入胞后，脂质体与溶酶体合并，内含的酶便进入溶酶体内， 从而达到治疗目的。 (二)溶酶体酶异常释放或外泄引起组织损伤性疾病 1、溶酶体的破裂是形成矽肺的原因 矽肺是一种职业病，其形成原因主要是矽尘颗粒在溶酶体内 形成矽酸分子，影响溶酶体膜的稳定性，使溶酶体酶和矽酸分子 外泄，造成巨噬细胞自溶。 ,矽肺 矽肺,silicosis,是由 于长期吸入硅石粉尘 而引起的肺广泛纤维化的一种疾病. 模式图介绍发病 机制，重点强调矽尘颗粒(二氧化成纤维细胞增生溶酶体的作用，矽)入肺，巨噬细分泌大量胶原胞吞噬肺弹性下降针对其发病机 吞噬小体二氧化矽制，如何治疗 初级溶酶体(幻灯47，48) 巨噬细胞自溶，死亡吞噬性溶酶体 溶酶体酶释放克硅平矽酸分子 膜变构破裂与溶酶体膜受体 分子结合 幻灯47，48 2、溶酶体在类风湿性关节炎中的作用 细胞内溶酶体膜脆性增加，溶酶体酶局部释放，其中胶原酶 能侵蚀软骨细胞而引起本病。消炎痛和肾上腺皮质激素能稳定溶 酶体膜，而用于治疗本病。 强调溶酶体在发 病中的作用和治,类风湿关节炎 疗机制 细胞内溶酶体膜脆性增(幻灯49) 加～溶酶体酶局部释 放～其中胶原酶能侵蚀 软骨细胞而引起本病。 消炎痛和肾上腺皮质激素能稳定溶酶体 膜～而用于治疗本病。 幻灯49 Summary: Lysosomes are cell's main degradative organelle. Heterogeneous lysosomes differ in many ways but have two features in common. First they contain a large number of 双语 hydrolytic enzymes. Second, the pH inside the lysosome is 总结与强调 5分钟 fairly acidic--pH ~5. (幻灯50) Lysosomal hydrolytic enzymes are synthesized in the ER and carried to the Golgi apparatus by transport vesicles. In Golgi apparatus, lysosomal enzymes are glycosylated and sorted to transport vesicles. These vesicles then fuse with endosomes ,phagosomes or endogenous organelles and become maturing lysosome with a low pH value. Summary Golgicomplex and lysosome Hydrolytic enzymes Low pH Heterogenous packing Condensing Sorting modifying 幻灯50 本次课以蛋白质分泌途径为主线，联系上次课学习的内质网功能，重点 学习和讨论了高尔基体的形态结构特征、化学组成特点。利用动画、幻灯、 形象对比以及分析讨论等教学手段使学生理解高尔基体在蛋白质分泌过程 中的主要作用，并深刻理解高尔基体是“活动的细胞器”的特性，同时强调 了结构与功能的相关性。 抓住溶酶体的两大生化特性讨论其生理功能;紧密联系高尔基体功能以小 结 及细胞内吞功能使学生理解溶酶体的成熟过程以及其多型性特点。 本次课的最大教学特点是通过一系列重要实验研究的介绍和讨论，使学 生了解重要知识点的“解密”过程，同时提出一些有待解决的学术问题，引 发学生思考，从而达到训练科研思维、增强创新意识以及提高研究兴趣的教 学目的。 1、详细论述蛋白的合成与外分泌过程以及高尔基体在蛋白质分泌过程中的 主要作用。 复习思考题、作 2、如何理解高尔基体是“活动的细胞器”, 业题 3、溶酶体的生化特性与主要功能, 实施情况及分 析