第2节 细胞器之间的分工合作 细胞在生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”,这些“部门”都有一定的结构,如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等,它们统称为细胞器(organelle)。细胞质中还有呈溶胶状的细胞质基质,细胞器就分布在细胞质基质中。 细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架(图3-7)。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 细胞器之间的协调配合 细胞中有许多条“生产线”。每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。分泌蛋白的合成和运输就是个例子。 分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外(图3-8)。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。在细胞内,许多由膜构成的囊泡就侈深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。 细胞的生物膜系统 在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统(biomembrane system)。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。 生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要。第一,细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。第二,许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 |
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