1、細胞的基本結(jié)構(gòu),光鏡下細胞膜（cell)細胞質(zhì)()細胞核()電鏡下（亞顯微結(jié)構(gòu)）膜相結(jié)構(gòu)：細胞膜葉綠體高爾基復合體核膜線粒體溶酶體二溴化物酶體等非膜相結(jié)構(gòu)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)體染色質(zhì)染色體細胞質(zhì)基質(zhì)中心體微管微絲中間纖維等,膜相結(jié)構(gòu)組成：致密黑色帶（2nm）疏松的白色帶（3.5nm）單位膜致密黑色帶（2nm）,作用：區(qū)域化作用把細胞分隔成若干區(qū)域，將某一功能有關的酶系統(tǒng)集中在一定的區(qū)域內(nèi)，使其更有效發(fā)揮作用.,原核細胞與真核細胞的區(qū)別,第二篇細胞膜及其表面,細胞膜的分子結(jié)構(gòu)和特點,
2、andofcell,思索題,液態(tài)鑲嵌模型細胞膜的基本特點膜流動性的實驗證明,內(nèi)容提要,一、細胞膜的物理組成二、細胞膜的分子結(jié)構(gòu)三、細胞膜的特點,細胞膜（）：細胞外圍的一層界膜，又稱質(zhì)膜。功能：屏障作用物質(zhì)交換信息傳遞,一、細胞膜的物理組成,膜脂細胞膜蛋白，占膜干重的3070膜蛋白，占2070膜糖，占10，（以糖脂和糖蛋白的方式存在）膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要彰顯者,（一）膜脂（lipid）,類型：磷脂、膽固醇、糖脂1.磷脂（乙酸甘油脂、鞘
3、磷脂），膜脂的基本成份，占膜脂的50以上乙酸甘油脂：以甘油為骨架的磷脂質(zhì)，在骨架上結(jié)合兩個脂肪酸鏈一個乙酸官能團，膽堿、乙醇胺、絲氨酸等分子借乙酸官能團聯(lián)接到脂分子上,最簡單的乙酸甘油脂磷脂酸,乙酸,甘油,脂肪酸,具有一個極性頭和兩個非極性的尾（脂肪酸鏈）脂肪酸碳鏈為質(zhì)數(shù)，多數(shù)碳鏈由16或18個碳原子組成常富含不飽和脂肪酸,磷脂分子的主要特點：,,具有一個極性腹部和兩個非極性的尾,2.尿酸,存在于真核細胞膜上，通常不超過膜脂的1/3。功能：提升脂單層的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)脂單層流動性減低水溶性物質(zhì)的私密性。,在缺乏固醇培養(yǎng)基中，不能合成尿酸的突變細胞株會發(fā)生自
4、溶,inalipid.,3.糖脂,是含糖而不含乙酸的固醇占膜脂總數(shù)的5以下(神經(jīng)細胞膜上糖脂濃度較高，約占5-10)兩性分子,膜脂的特點膜脂為雙性分子，都具有親水性腦部和疏水性尾為兼性分子或雙親性分子（）在水底會自發(fā)排列成脂雙分子層,脂類體（）,人工膜。在水底，攪亂后磷脂產(chǎn)生單層脂分子的球狀。脂類體：由磷脂單層構(gòu)成的具有水相內(nèi)核的脂類微囊。半徑不等。人工脂類體可用于：抗生素載體轉(zhuǎn)基因研究生物膜的特點,（二）膜蛋白(),膜功能
5、的主要彰顯者。據(jù)恐怕，核基因組編碼的蛋白質(zhì)中30%左右的為膜蛋白依據(jù)在膜短發(fā)布的位置，分為膜周邊蛋白（）膜內(nèi)在蛋白（）,膜周邊蛋白以離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質(zhì)或脂分子的親水部份結(jié)合，改變堿液的離子硬度或增強氣溫就可以由膜上分離膜內(nèi)在蛋白為跨膜蛋白（），不同程度嵌入膜內(nèi)細胞膜蛋白，占膜蛋白總數(shù)的70。與膜的結(jié)合十分緊密，用去垢劑能夠從膜上解離,膜內(nèi)在蛋白有的是一次穿膜，有的是多次穿膜。形結(jié)婚水通道的膜內(nèi)在蛋白跨膜區(qū)域：兩性螺旋組結(jié)婚水通道；或兩性折疊組結(jié)婚水通道。,螺旋
6、穿膜,折疊穿膜,脂錨定蛋白（lipid-）可分為兩類：1、糖磷脂酰肌醇（GPI）聯(lián)接的蛋白。經(jīng)多糖通過較小的磷脂、磷脂酰肌醇聯(lián)接到非細胞質(zhì)面的脂雙層中。2、通過共價聯(lián)接固醇等分子，插入細胞質(zhì)面的脂雙層中。,膜內(nèi)在蛋白；,膜周邊蛋白（脂錨定蛋白）;,膜周邊蛋白,膜蛋白的功能,（三）、膜脂類,占膜重量的210以糖蛋白或糖脂的方式存在分布在膜的外表面產(chǎn)生細胞外被或糖萼與細胞辨識、細胞免疫應答有關,ABO血型抗體,決定抗體性質(zhì)的部份：紅細胞膜上糖蛋白中多肽鏈部份抗體多糖鏈共同結(jié)構(gòu)基礎（4個醇類組成）：獼猴桃糖半乳糖酰基硫代獼猴桃糖半乳糖O型血：H抗
7、原（末端接一個巖藻糖）A型血：H抗體糖鏈末端N-甲基乙基半乳糖B型血：H抗體糖鏈末端半乳糖AB型血：在H糖蛋白末端兼有上述兩種甜度子,二、細胞膜的分子結(jié)構(gòu),細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型,片層結(jié)構(gòu)模型：1935年單位膜模型：1959年液態(tài)鑲嵌模型：1972年晶格鑲嵌模型：1975年藍籌股鑲嵌模型：1977年脂筏模型：1997年,中央：單層脂類分子內(nèi)外兩邊：球狀蛋白質(zhì)意義：構(gòu)建膜脂單層的排列模式,片層結(jié)構(gòu)模型model,1、電鏡下，“兩暗一明”2、內(nèi)外為蛋白質(zhì)，每層厚約2nm；中間為單層脂分子，厚約3.5nm；總寬度7.5nm（單位膜）
8、3、蛋白質(zhì)肽鏈折疊意義：闡明了生物膜形態(tài)上共性單位膜缺陷：把各類膜視為千篇一律，無法對不同功能的生物膜作出合理解釋,單位膜模型Unitmodel,液態(tài)鑲嵌模型Fluid-model：,1972，S.J.&G.按照免疫螢光技術、冰凍刻蝕技術的研究結(jié)果，提出了“液態(tài)鑲嵌模型”,細胞膜由流動的雙脂層和嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。磷脂分子以疏水性尾部相對，極性背部朝向水相組成生物膜骨架；蛋白質(zhì)鑲嵌在脂單層中，并表現(xiàn)出分布的不對稱性。,液態(tài)鑲嵌模型,意義：指出了蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的鑲嵌關系，并覺得膜總是在流動的，并是不對稱的，
9、對膜功能的復雜性提供了物質(zhì)基礎。缺陷：沒有說明具有流動性的細胞膜在變化過程中如何保持膜的相對完整和穩(wěn)定性。,鑲嵌蛋白可以影響其周圍的單糖分子使其不能運動產(chǎn)生界面脂，界面脂與蛋白質(zhì)產(chǎn)生有序晶格，脂質(zhì)只在晶格四周流動。生物膜中脂類在可逆地進行無序（氣相）和有序（晶相）的相變。,晶格鑲嵌模型model,藍籌股鑲嵌模型blockmodel,流動的類脂雙分子層中存在著大小不同、彼此獨立的類脂藍籌股（有序結(jié)構(gòu)藍籌股），被流動的類脂區(qū)（無序結(jié)構(gòu)藍籌股）所分割，兩者處于連續(xù)動態(tài)平衡中，可隨條件變化而互相轉(zhuǎn)化。,脂雙分子層內(nèi)層，含有固醇和鞘磷脂，結(jié)構(gòu)致密，產(chǎn)生“脂筏”脂筏上載
10、著蛋白質(zhì)3.功能：參與膜的訊號轉(zhuǎn)導、蛋白質(zhì)分選等,脂筏模型Lipidraftsmodel,生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型,三、細胞膜的特點,不對稱性流動性,（一）、細胞膜的不對稱性,細胞膜內(nèi)外兩層的組分和功能的差別，稱為膜的不對稱性。,1、膜脂的不對稱性：同一種脂分子在脂單層中呈不均勻分布。膜外表面具有尿酸和鞘磷脂等產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)域。,2復合糖的不對稱性：糖脂和糖蛋白主要分布于細胞膜的外表面。,3、膜蛋白的不對稱性：每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有特定的方向性和分布的區(qū)域性。內(nèi)表面少于外表面，周邊蛋白多附在膜內(nèi)表面，糖蛋白都分布于膜的外表面。,膜不對稱性的生理意義,保證了膜功能的方向性，使
11、膜右側(cè)具有不同的功能。,膜的流動性膜內(nèi)部的分子運動性，由膜脂和膜蛋白的分子運動兩個方面組成。,（二）、細胞膜的流動性,緣由：因為脂雙分子層具有液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，它的排列既是有序性的，又是可以流動的。相變：液晶態(tài)與晶態(tài)之間狀態(tài)的互相轉(zhuǎn)化。相變氣溫：造成相變的濕度。,1、膜脂分子的運動,側(cè)向擴散運動旋轉(zhuǎn)運動伸縮回落運動翻轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動,膜脂分子的運動,1側(cè)向擴散運動：同一平面上相鄰的脂分子快速交換位置。,膜脂分子的運動,2旋轉(zhuǎn)運動：圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉(zhuǎn)。,膜脂分子的運動,擺動運動：圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動。,膜脂分子的運動,3伸縮回落運動：脂肪酸鏈進行伸縮回落
12、運動。,膜脂分子的運動,5翻轉(zhuǎn)運動：膜脂分子從脂單層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。,膜脂分子的運動,6旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動：脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)。,影響膜脂流動性的誘因,1固醇：低于相變體溫，尿酸的濃度降低會增加膜的流動性。2脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈所含苯環(huán)越多越不飽和，使膜流動性降低。3脂肪酸鏈的鏈長：長鏈脂肪酸相變氣溫高，膜流動性減低。4卵磷脂/鞘磷脂：比列高則膜流動性降低，是由于鞘磷脂黏度低于卵磷脂。5其他誘因：體溫、酸堿度、離子硬度等。,2、膜蛋白的分子運動,被動擴散：側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)擴散。細胞代謝驅(qū)使的運動：膜蛋白與膜下方微管微絲結(jié)合產(chǎn)生復合體運動。,借助細胞融合技術
13、觀察蛋白質(zhì)運動,人鼠細胞雜交實驗蛋白質(zhì)的側(cè)向位移,膜流動性的生理意義,細胞膜的流動性是保證其正常功能的必要條件當膜的流動性高于一定的閥值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止流動性過低，會導致膜的溶化,細胞膜的功能,為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；選擇性的物質(zhì)運輸，包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出；提供細胞辨識位點，并完成細胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞；為多種酶提供結(jié)合位點，使酶促反應高效而有序地進行；介導細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的聯(lián)接；參與產(chǎn)生具有不同功能的細胞表面特化結(jié)構(gòu)。,小結(jié),膜的物理組成：膜脂、膜蛋白、膜脂類膜的分子結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型膜的特點：流動性、不對稱性,THEEND,