1、細胞的基本結構,光鏡下細胞膜（cell)細胞質()細胞核()電鏡下（亞顯微結構）膜相結構：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構：內質網體染色質染色體細胞質基質中心體微管微絲中間纖維等,膜相結構組成：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：區域化作用把細胞分隔成若干區域，將某一功能有關的酶系統集中在一定的區域內，使其更有效發揮作用.,原核細胞與真核細胞的區別,第二篇細胞膜及其表面,細胞膜的分子結構和特點,
2、andofcell,思索題,液態鑲嵌模型細胞膜的基本特點膜流動性的實驗證明,內容提要,一、細胞膜的物理組成二、細胞膜的分子結構三、細胞膜的特點,細胞膜（）：細胞外圍的一層界膜，又稱質膜。功能：屏障作用物質交換信息傳遞,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，在骨架上結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）脂肪酸碳鏈為質數，多數碳鏈由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：提升脂單層的穩定性調節脂單層流動性減低水溶性物質的私密性。,在缺乏固醇培養基中，不能合成尿酸的突變細胞株會發生自
4、溶,inalipid.,3.糖脂,是含糖而不含乙酸的固醇占膜脂總數的5以下(神經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（）在水底會自發排列成脂雙分子層,脂類體（）,人工膜。在水底，攪亂后磷脂產生單層脂分子的球狀。脂類體：由磷脂單層構成的具有水相內核的脂類微囊。半徑不等。人工脂類體可用于：抗生素載體轉基因研究生物膜的特點,（二）膜蛋白(),膜功能
5、的主要彰顯者。據恐怕，核基因組編碼的蛋白質中30%左右的為膜蛋白依據在膜短發布的位置，分為膜周邊蛋白（）膜內在蛋白（）,膜周邊蛋白以離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質或脂分子的親水部份結合，改變堿液的離子硬度或增強氣溫就可以由膜上分離膜內在蛋白為跨膜蛋白（），不同程度嵌入膜內細胞膜蛋白，占膜蛋白總數的70。與膜的結合十分緊密，用去垢劑能夠從膜上解離,膜內在蛋白有的是一次穿膜，有的是多次穿膜。形結婚水通道的膜內在蛋白跨膜區域：兩性螺旋組結婚水通道；或兩性折疊組結婚水通道。,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）聯接的蛋白。經多糖通過較小的磷脂、磷脂酰肌醇聯接到非細胞質面的脂雙層中。2、通過共價聯接固醇等分子，插入細胞質面的脂雙層中。,膜內在蛋白；,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構基礎（4個醇類組成）：獼猴桃糖半乳糖?；虼J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、細胞膜的分子結構,細胞膜的分子結構模型,片層結構模型：1935年單位膜模型：1959年液態鑲嵌模型：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：單層脂類分子內外兩邊：球狀蛋白質意義：構建膜脂單層的排列模式,片層結構模型model,1、電鏡下，“兩暗一明”2、內外為蛋白質，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、蛋白質肽鏈折疊意義：闡明了生物膜形態上共性單位膜缺陷：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果，提出了“液態鑲嵌模型”,細胞膜由流動的雙脂層和嵌在其中的蛋白質組成。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；蛋白質鑲嵌在脂單層中，并表現出分布的不對稱性。,液態鑲嵌模型,意義：指出了蛋白質和脂質的鑲嵌關系，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生界面脂，界面脂與蛋白質產生有序晶格，脂質只在晶格四周流動。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（有序結構藍籌股），被流動的類脂區（無序結構藍籌股）所分割，兩者處于連續動態平衡中，可隨條件變化而互相轉化。,脂雙分子層內層，含有固醇和鞘磷脂，結構致密，產生“脂筏”脂筏上載
10、著蛋白質3.功能：參與膜的訊號轉導、蛋白質分選等,脂筏模型Lipidraftsmodel,生物膜的分子結構模型,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生的微結構域。,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域性。內表面少于外表面，周邊蛋白多附在膜內表面，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、膜右側具有不同的功能。,膜的流動性膜內部的分子運動性，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結構，它的排列既是有序性的，又是可以流動的。相變：液晶態與晶態之間狀態的互相轉化。相變氣溫：造成相變的濕度。,1、膜脂分子的運動,側向擴散運動旋轉運動伸縮回落運動翻轉運動旋轉異構化運動,膜脂分子的運動,1側向擴散運動：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旋轉運動：圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉。,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翻轉運動：膜脂分子從脂單層的一層翻轉到另一層。,膜脂分子的運動,6旋轉異構化運動：脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉。,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：側向擴散和旋轉擴散。細胞代謝驅使的運動：膜蛋白與膜下方微管微絲結合產生復合體運動。,借助細胞融合技術
13、觀察蛋白質運動,人鼠細胞雜交實驗蛋白質的側向位移,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定的內環境；選擇性的物質運輸，包括代謝底物的輸入與代謝產物的排出；提供細胞辨識位點，并完成細胞內外信息的跨膜傳遞；為多種酶提供結合位點，使酶促反應高效而有序地進行；介導細胞與細胞、細胞與基質之間的聯接；參與產生具有不同功能的細胞表面特化結構。,小結,膜的物理組成：膜脂、膜蛋白、膜脂類膜的分子結構：液態鑲嵌模型膜的特點：流動性、不對稱性,THEEND,