《細(xì)胞質(zhì)膜》課件

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1、第四章細(xì)胞質(zhì)膜第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型一、細(xì)胞膜和生物膜細(xì)胞膜Cellmembrane又稱質(zhì)膜plasmamembrane。是細(xì)胞的重要組成部分，包圍在所有細(xì)胞的表面，為一層極薄的膜,具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能。2.生物膜biomembrane除了質(zhì)膜以外，在細(xì)胞內(nèi)部還有豐富的膜系統(tǒng)，如：核膜、細(xì)胞器膜等，這些稱為內(nèi)膜系統(tǒng)，細(xì)胞膜被稱為外周膜。質(zhì)膜和內(nèi)膜系統(tǒng)稱為生物膜。3.生物膜的重要性：生物膜的出現(xiàn)（特別是質(zhì)膜）是進(jìn)化過程中的一個(gè)重要的關(guān)鍵的階段，是由非細(xì)胞生命形態(tài)走向細(xì)胞生命形態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它確定了細(xì)胞成為生命的基本單位。生物膜是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。它

2、最基本的作用是維持細(xì)胞內(nèi)部微環(huán)境的相對穩(wěn)定，與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞，對細(xì)胞的生存、生長、分裂和分化都至為重要。此外生物膜與生命科學(xué)中許多的基本問題以及一些需要迫切解決的實(shí)際問題都有密切的聯(lián)系，如：細(xì)胞起源、分裂分化、細(xì)胞識別、免疫、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、代謝調(diào)控、能量轉(zhuǎn)換、神經(jīng)傳導(dǎo)以及腫瘤發(fā)生等都與膜有關(guān)。生物膜的研究在生理學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)等許多方面都得到了重視，正確認(rèn)識生物膜的結(jié)構(gòu)與功能不僅對揭開生命的奧秘有重要意義，對解決醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)以及工業(yè)一些實(shí)際問題也會(huì)發(fā)揮重要作用。二、生物膜的化學(xué)組成成分和比列質(zhì)膜主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少

3、量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。一般蛋白質(zhì)40%，脂類50%，糖類1~10%，水15~20%，實(shí)際比列隨膜種類不同有很大差別。一般膜中蛋白質(zhì)越多，膜的功能越是復(fù)雜多樣。如：神經(jīng)髓鞘主要起絕緣作用，蛋白質(zhì)只有3種，含量顯著低于脂類。2.膜脂的結(jié)構(gòu)和種類甘油磷脂類phosphoglycride：磷脂酰膽堿PC、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰肌醇PI、磷脂酰絲氨酸PS鞘磷脂類sphingolipid：神經(jīng)鞘磷脂SM、糖脂類glycolipid：膽固醇cholesterol：簡單脂類（甘油+脂肪酸）復(fù)合脂類（含氮堿基或其它

4、成分）磷脂phospholipid磷脂的結(jié)構(gòu)甘油的的兩個(gè)羥基被脂肪酸脂化，第3個(gè)羥基被磷酸化。不同磷脂分子在磷酸上的堿基不同。磷脂酰堿基的部分較短、稱為頭部，極性很強(qiáng)，是親水的；兩條長鏈部分稱為尾部，非極性，疏水。----雙親媒性分子組成磷脂尾部的兩條脂肪酸鏈長短不同，飽和程度也不同?？梢允秋柡偷模河仓帷④浿幔ㄗ貦八幔?、豆蔻酸；也可以是不飽和的：油酸、亞油酸、花生四烯酸等。磷脂酰膽堿四種主要的磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰絲氨酸磷脂酰膽堿鞘磷脂如果鞘氨醇取代了甘油，形成神經(jīng)鞘脂類，同樣分為頭、尾部。如果在鞘磷脂中，磷酸膽堿被一個(gè)或多個(gè)糖殘基取代。則形成糖脂。如半乳

5、糖腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂糖脂糖脂的分子結(jié)構(gòu)腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂唾液酸（SiA）磷脂和糖脂在細(xì)胞膜中的分布蘭色極性頭部代表糖脂，黃色代表磷脂酰乙醇胺，綠色為磷脂酰絲氨酸，紅色為磷脂酰膽堿，黑色為鞘磷脂膽固醇的分子結(jié)構(gòu)膽固醇：也是兼性分子，頭部僅是3位上的羥基。尾部為非極性的碳鏈。對調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，加強(qiáng)膜的穩(wěn)定性有作用。膽固醇在細(xì)胞膜中的位置（維持膜的穩(wěn)定性）所有的膜脂有共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，都是雙型性分子在水環(huán)境中，磷脂分子聚集，極性頭部與水接觸，非極性疏水的尾部避開水，向著分子團(tuán)的內(nèi)面，這樣形成小球形的分子團(tuán)（Micells）；或者在水量適宜時(shí)，分子排列成片層（液晶）形式，

6、片層具有雙分子層的磷脂結(jié)構(gòu)，分子的頭部伸向兩側(cè)表面，疏水的尾部則伸向分子雙層的內(nèi)側(cè)，又稱“脂雙分子層”；或者可以形成球形的脂質(zhì)體（Liposomes）大部分磷脂和糖脂分子在水環(huán)境里能自發(fā)地形成雙層，這樣脂雙層又能自我封閉成脂質(zhì)體。磷脂分子能自發(fā)形成雙層，具有自我組裝、自我封閉的特點(diǎn)以及流動(dòng)性，對其構(gòu)成生物膜的組要成分之一是很有意義的。Theyarealwayscontinuous,unbrokenstructures.3.膜蛋白細(xì)胞膜的大部分功能主要由膜的蛋白質(zhì)完成，因此膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量反映了膜的功能。根據(jù)膜蛋白質(zhì)與膜脂的相互作用方式和蛋白質(zhì)在膜脂中的位

7、置，可分為外周蛋白（外在蛋白）和整合蛋白（內(nèi)在蛋白）、錨定膜蛋白。膜蛋白與脂質(zhì)雙分子層的結(jié)合方式IntegralproteinLipid-anchoredproteinPeripheralprotein外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子的親水部分結(jié)合，因此只要改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度甚至提高溫度就可以從膜上分離下來.有時(shí)很難區(qū)分整合蛋白和外周蛋白，主要是因?yàn)橐粋€(gè)蛋白質(zhì)可以由多個(gè)亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜蛋白，有的則結(jié)合在膜的外部。整合蛋白為跨膜蛋白（tansmembraneproteins），是兩性分子。與膜的結(jié)合非常緊密，只有用去垢劑才能從膜

8、上洗滌下來，如離子型去垢劑SDS，非離