细胞膜的结构与功能

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1、第一章植物细胞的结构与功能Chapter1Structureandfunctionsofplantcells——植物生理学的细胞学基础本章的学习重点(1)了解细胞的基本结构和高等植物细胞的结构特点。(2)了解细胞各亚显微构造的组成、结构和功能（细胞璧、细胞膜系统、细胞骨架、胞间连丝）。(3)了解细胞信号转导途径。(4)了解细胞信号转导系统的各个组分（胞间信号、跨膜信号转导、胞内信号转导（钙信号系统、磷酸肌醇信号系统、环核苷酸信号系统））。主要内容第一节植物细胞的基本结构第二节细胞膜的结构和功能第三节植物细胞膜的膜系统—

2、—细胞器的结构和功能第四节细胞壁的结构和功能第五节细胞骨架第六节胞间连丝本章复习思考题第二章预习题第一节植物细胞的基本结构一、构成生物基本单位的细胞的结构共性1.具有脂类与蛋白构成的细胞膜。2.以DNA作为遗传信息携带和复制的载体，DNA以染色体形式存在。位于细胞核（真核）或拟核体（原核）中。3.以RNA作为遗传信息转录的载体。4.都有合成蛋白质细胞器——核糖体5.增殖方式都是一分为二。真核细胞以有丝分裂为主。6.都含有有膜的、执行特殊功能的细胞器。（原核细胞没有，只有拟核体和核糖体）第一节植物细胞的基本结构二、植物细

3、胞的结构第一节植物细胞的基本结构三、植物细胞的结构特点与动物细胞相比有细胞壁含有液泡含有叶绿体植物细胞与动物细胞的差异赋予它什么特殊的功能？第二节细胞膜的结构与功能细胞膜也称为生物膜，是细胞中所有膜的总称。细胞膜分为质膜和内膜。质膜是包围原生质外围的膜。内膜是指质膜以内各种细胞器膜，内膜也称为内膜系统。一、细胞膜的研究历史1.细胞膜的发现1855年CarlNagelli发现色素进入完整细胞和受损伤细胞的速度不同，进入完整细胞的速度慢于受伤细胞。可以推测：在细胞的外围存在一个阻碍色素进入的边界，他把这个边界称为膜。以后细

4、胞的质壁分离现象的发现证实了Nageli的观点。色素色素难色素色素容易完整细胞受伤细胞2.细胞膜组分的确定1895年，Overton首先发现脂类物质最容易进入细胞膜。可以推测：1898年他提出细胞膜由脂类物质组成的假说。因为只有当细胞膜由脂类物质组成时，脂类物质才容易通过。极性物质难脂类物质容易细胞1931年，Harvey和Cole研究细胞表面张力时发现，它的张力为0.2×10-5牛顿/cm，比油水界面（35×10-5牛顿/cm)小，可以推测：细胞膜表面吸附有亲水物质，而且这种物质类似与球蛋白。3.细胞膜结构的发现＊1

5、917年，Langmuir等人发现，脂类物质在水和空气的界面上可以排列成单分子层。＊为什么？因为脂类物质是两性分子，例如磷脂，它的脂肪酸链是疏水的，而它的磷酸基团及醇类物质是亲水的。在水与空气的界面上，脂类亲水的基团与水结合，疏水基团指向空气，就形成单分子层。Gorter和Grendel的实验1925年，Gorter和Grendel在研究红细胞时发现，如果提取红细胞的物质，分散成单分子层，面积正好等于红细胞质膜面积的2倍。推测：细胞膜是由脂类双分子层构成的。脂类物质水根据以上结果推测细胞膜结构：1935年，Daniel

6、li和Davson提出细胞膜的脂类双分子层结构模型：细胞膜有三层结构，中间是脂类双分子层，两侧分别吸附着球形蛋白，整个结构类似三明治。蛋白质蛋白质脂类双分子层第一个细胞结构模型的提出二、细胞膜的化学组成1．脂类物质：占细胞膜干重的25%—40%，构成细胞膜的脂类主要标志是磷脂、糖脂和硫脂。构成质膜和内质网的脂类主要是磷脂酰胆碱，线粒体膜主要标志是磷脂酰丝氨酸，叶绿体类体膜主要是糖脂（半乳糖脂）、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和硫脂。磷脂的结构示意图2．蛋白质：占膜干重的60~75%，蛋白质包括简单蛋白质和结合蛋白，如糖蛋白、脂

7、蛋白，色素蛋白，主要作用有物质运输、识别、信息传递、电子传递、催化。细胞约有20~25%的蛋白是与膜结合在一起的。3．糖类：约占膜干重的5%，多以糖脂、糖蛋白形式存在，主要作用是识别反应。4．水：约占膜鲜重的30%以上，主要作用是稳定膜的结构。5．金属离子：主要是钙离子。细胞膜结构模型目前细胞膜结构主要用Singer和Nicolson于1972年提出的流动镶嵌模型解释，下面我们以流动镶嵌模型为基础，总结细胞膜的结构的主要特征：1.脂类物质，主要是磷脂构成生物膜的骨架，在膜中，磷脂以双分子层的形式存在，在双分子层中，磷脂

8、的疏水基团（脂肪酸链），疏水基团向外。2．生物膜中含有蛋白质，蛋白质有两种存在方式，一种吸附在脂类双层两侧，称为外在蛋白或周边蛋白，另一种镶嵌在脂类双层中，称为内在蛋白或整合蛋白，内在蛋白有的部分嵌入膜脂双层中，有的贯穿脂类双层。三、细胞膜的基本结构３．膜中各种组分在膜上的分布是不对称的，具体表现在：(1)膜脂分布的不对称性，脂质