1、膜的不對稱性可以彰顯在膜質成份的不對稱性和膜蛋白的不對稱性,細胞膜是由各類脂類分子產生的脂雙分子層結構,將接觸細胞外表面的膜面稱為質膜的細胞外表面(ES),將接觸細胞質表面的膜面稱為質膜的原生質面(PS)
2、定義:膜脂的不對稱性是指同一種膜脂分子在膜的脂單層中呈不均勻分布。多數磷脂存在于脂單層的內外兩邊,但某兩側常常濃度高一些,并非均勻分布。
舉例說明:如在人的紅細胞質膜上,鞘磷脂和卵磷脂多分布在質膜外小葉,磷脂酰乙酸胺、磷脂酰肌醇和磷脂酰谷氨酸多分布在質膜內小葉,這些分布將會影響質膜的曲度。糖脂的分布表現出完全不對稱性,其糖基團都在質膜或其他內膜的ES面上,因而糖脂僅存在于質膜的細胞外小葉中以及內膜的ES面。
生物學意義:糖脂的不對稱分布是完成其生理功能的結構基礎。已知個別膜脂的不對稱分布有重要的生物學意義。如細胞質膜上,所有的乙酸化的磷脂酰肌醇的腹部官能團都面向細胞質右側,這是在G蛋白偶聯的訊號轉導的必要條件。又如在血小板的質膜上,磷脂酰丙氨酸一般主要分布在質膜的內小葉中,當遭到血清剌激后,很快翻轉到外小葉上,活化參與凝血的酶類。
3、定義:膜蛋白在生物膜上呈不對稱分布,在脂單層中的定向或其拓撲學結構不同,其中糖蛋白的糖基部份均坐落細胞質膜的內側。所有的膜蛋白,無論是外在膜蛋白還是內在膜蛋白在質膜上都呈不對稱分布。
舉例說明:與膜脂不同,膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在質膜上都具有明晰的方向性,如細胞表面的受體、膜上載體蛋白等,都是按一定的取向傳遞訊號和轉運物質;質膜上的糖蛋白,其糖殘基均分布在質膜的ES面,它們與細胞外的胞外基質,以及生長因子、凝集素和抗原等互相作用,如人的ABO血型抗體。
生物學意義:蛋白質是生命活動的主要承當者,蛋白質在膜短發布在不同的地方,執行不同的功能,使細胞內復雜的生理活動井然有序的進行
4、(1)濕度是影響膜流動性最主要的誘因。氣溫高膜的流動性大,濕度低膜的流動性低
(2)脂肪酸鏈的寬度對流動性的影響。長鏈的脂肪酸具有較高的相變體溫,而短鏈脂肪酸的相變氣溫較低,這就意味著,膜若是富含豐富的長鏈脂肪酸,這么流動性就低。反之,膜中短鏈脂肪酸的濃度豐富,膜的流動性就高
(3)脂肪酸鏈的不飽和程度對流動性的影響。不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸具有較低的相變氣溫,也就是說,假如膜脂中富含豐富的不飽和的脂肪酸,膜的流動性就高。誘因可能是不飽和官能團的存在會增加膜脂分子間排列的有序性細胞膜流動性細胞膜流動性,降低了膜的流動性
(4)尿酸對膜流動性的調節作用。真核細胞膜中有大量的固醇插在磷脂之間,尿酸與磷脂分子的脂肪酰鏈互相作用,可以強化膜脂單層的穩定性,降低膜脂有序性而增加其流動性,調節膜的機械性能。在相變氣溫以上,限制膜的流動性。在相變氣溫以下,提高膜的流動性
(5)卵磷脂和鞘磷脂比值對膜流動性的影響。卵磷脂所含的脂肪酸鏈的不飽和程度高,鏈較短,相變氣溫低,若卵磷脂濃度高,則流動性大。而鞘磷脂則與之相反,它含的脂肪酸鏈的飽和程度高,相變氣溫也高,若鞘磷脂的濃度高,則流動性低
(6)膜蛋白對膜流動性的影響。膜蛋白以某種形式同細胞內、細胞外、細胞與細胞間發生聯系,組成特殊的膜區,這樣,膜蛋白的運動都會遭到限制,因而影響了膜的流動性
5、人鼠細胞融合實驗
將幼鼠細胞和人細胞在滅活的仙臺病毒誘導下進行融合,將標記的抗原加入到融合的人、鼠細胞中,其中大鼠的抗原是用發紅色螢光的螢光素進行了標記,人的抗原是用腫脹色螢光的螢光素進行了標記,將融合細胞放在37C培養40min,細胞表面的顏色互相混和在一起,分不出表面顏色
6、淋巴細胞的成斑和成帽反應
通過抗原交聯膜蛋白分子集聚成斑、成帽反應也是證明膜蛋白在膜平面側向擴散的事例,假如細胞質膜中的抗原蛋白不能自由地進行側向擴散的話,斑和帽都是不能否產生的
7、熒光漂白恢復
除了才能證明膜的流動性,同時也能檢測膜蛋白擴散的速度。實驗中首先用螢光物質標記膜蛋白或膜脂,之后用激光束照射細胞表面某一區域,使被照射區域的螢光淬滅變暗產生一個漂白斑。因為膜的流動性,漂白斑周圍的螢光物質隨著膜蛋白或膜脂的流動逐步將漂白斑覆蓋,使淬滅區域的色溫逐步降低,最后恢復到與周圍的螢光光硬度相等
8、以下什么情況下膜的流動性較高()
A、膽固醇濃度高
B、不飽和脂肪酸濃度高
C、長鏈脂肪酸濃度高
D、溫度低
9、下列哪一種生物膜的不飽和脂肪酸濃度最高?()
A、北冰洋的魚
B、胡芋頭
C、從熱泉水中分離的耐熱真菌
D、人
10、研究膜蛋白或膜脂的流動性,以下哪種技術可行()
A、熒光漂白恢復技術
B、酵母雙雜交技術
C、熒光共振能量轉移技術
D、放射自定影技術
11、以下哪種生物的細胞質膜不飽和脂肪酸濃度最高()
A、沙漠中的仙人掌
B、南極洲的魚
C、熱溫泉中的生物
D、赤道附近的村民
12、在植物細胞中,對膜的流動性具有雙重調節作用的分子是()
A、外周膜蛋白
B、整合膜蛋白
C、鞘脂
D、膽固醇
答案
8、以下什么情況下膜的流動性較高(B)
A、膽固醇濃度高
B、不飽和脂肪酸濃度高
C、長鏈脂肪酸濃度高
D、溫度低
9、下列哪一種生物膜的不飽和脂肪酸濃度最高?(A)
A、北冰洋的魚
B、胡冬瓜
C、從熱泉水中分離的耐熱真菌
D、人
10、研究膜蛋白或膜脂的流動性,以下哪種技術可行(A)
A、熒光漂白恢復技術
B、酵母雙雜交技術
C、熒光共振能量轉移技術
D、放射自定影技術
11、以下哪種生物的細胞質膜不飽和脂肪酸濃度最高(B)
A、沙漠中的仙人掌
B、南極洲的魚
C、熱溫泉中的生物
D、赤道附近的村民
12、在植物細胞中,對膜的流動性具有雙重調節作用的分子是(D)
A、外周膜蛋白
B、整合膜蛋白
C、鞘脂
D、膽固醇