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内膜系统各细胞器在结构和功能上的联系

细胞的生物膜系统包括细胞膜，细胞核膜以及内质网，高尔

基复合体，线粒体等由膜围绕成的细胞器在结构和功能上都是紧

密联系的统一整体。它们形成的结构体系是细胞的生物膜系统。

可根据在细胞中的位置分为质膜和内膜系统。而内膜系统指真核

细胞中在结构功能或发生上相关联，由膜围绕而成的细胞器或细

胞结构，如核膜内质网，高尔基体，线粒体，叶绿体，溶酶体等

各生物膜在结构上的联系有直接联系和间接联系。直接联系

是真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间还与许多细

胞器膜相连，其内质网腔还与内外两层核膜之间的腔相连，从而

使细胞结构之间相互联系，成为一个统一的整体，此外，高尔基

体膜，内质网膜，细胞膜，还是可以相互转化的。各种生物膜在

功能上的联系，膜融合是细胞融合(如植物细胞杂交，高等生物

的受精过程)的关键，也与大分子物质进出细胞的内吞作用和外

排作用密切相关，通过膜之间的相互联系，使细胞内各种细胞器

在独立完成各种生理功能的同时，又能有效的协调工作，保证细

胞生命活动的正常进行，例如分泌蛋白的形成。

另外，从形态上线粒体和叶绿体是双层膜，其起源一般是内

共生，外膜和内膜上有不同的酶，比如线粒体的内膜通透性很差，

上面有大量质子泵和细胞色素，辅酶Q等，是将有氧呼吸过程产

生的大量能量，通过氧化磷酸化而偶联到ATP上，而叶绿体也同

样是在内膜上，将搜集的光能用来裂解水，再用得到的质子梯度

将能量固定，失去膜结构，这两个细胞器的功能就无从发挥。

而内质网和高尔基体是单层膜，内质网分为粗面和滑面，通

常认为粗面内质网因为附着核糖体，是制造蛋白质的主要位置，

事实上，核糖体之所以要附着在内质网上，是因为合成的蛋白质

是膜蛋白，需要根据穿膜系列在内质网上固定并修饰，修饰的主

要场所就是内质网和高尔基体，包括糖基化，甲基化等等。而高

尔基体也负责合成蛋白质的转运，蛋白质上有各种定位序列，就

是在高尔基体里被分选到不同的膜上小体，从而转运到细胞的不

同位置，而细胞膜上的蛋白质，也是在这里形成包被小体，运送

到膜上的。这里需要提到溶酶体溶酶体也是在高尔基体上分泌出

来，逐渐成熟的，一般是和细胞内吞的小泡结合，好多病毒就是

有逃逸机制，在内吞小泡和溶酶体结合之前，就识别内吞小泡的

PH下降，就先逃逸了。而溶酶体如果裂解了，细胞就也会遭殃，

这是细胞凋亡的主要步骤之一。

胞内的各生物膜，内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内

外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上有大量核糖体，内质网与

核膜相通，使细胞质和核内物质的联系更加紧密，在有的细胞中，

还可以看到内质网膜与细胞膜相连，内质网膜与线粒体膜中间，

也存在一定的联系，线粒体是内质网执行功能时所需能量的直接

供应站，在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，

代谢越旺盛相依程度越密切，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体

的外膜相连。虽然内质网与高尔基体在结构上没有直接相通，但

是当附着有核糖体颗粒的内质网膜常常失去核糖体，变成光滑

的，无颗粒的膜。生物学上称之为滑面内质网。与高尔基体的膜

极为相似。许多科学家认为，在细胞进化的过程当中，高尔基体

是由内质网转变而来的。高尔基体膜在厚度和化学组成上介于内

质网膜和细胞膜之间，在活细胞中，这三种膜是可以互相转变的，

内质网膜通过出芽的形式，形成具有膜的小泡(具膜小泡)，小泡

离开内质网，到高尔基体，与高尔基体膜融合，高尔基体膜又可

以突起，形成小泡，小泡离开高尔基体移动到细胞膜，与之融合，

成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成小泡，小泡到细胞

质中。由此生物膜在结构上有一定的连续性。

另外在功能上，根据研究表明，在核糖体上翻译出的蛋白质，

进入内质网腔后，还要进行一些加工，如折叠，组装，加上一些

糖基团，才能成为比较成熟的蛋白质。然后由内质网腔膨大，出

芽形成具膜小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质运到

高尔基体腔内，做进一步的加工，接着高尔基体突起形成小泡，

运送到细胞膜，小泡与细胞膜融合将蛋白质运到细胞外，在分泌

蛋白的合成加工运输过程当中，需要大量能量，这些能量来自线

粒体线粒体内膜有大量与有氧呼吸有关的酶，由此，生物膜不仅

在结构上有联系，在功能上也有联系，各生物膜相互协作，紧密

联系，才能使细胞这个高度精密的仪器有效高速运转。