细胞膜结构与功能 ppt课件

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1、生物膜的结构与功能目的与要求：通过本章学习，要求掌握生物膜的结构和功能的关系。生物膜在生命活动中的功能是多方面的，本章重点讨论膜的物质运输功能和能量转换功能。生物膜的结构与功能第一节生物膜的结构与功能概述第二节生物膜与物质跨膜运输第三节生物膜与能量转换第一节生物膜的结构与功能概述一、生物膜功能概述二、生物膜的组成三、生物膜的结构和特点一、生物膜功能概述细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各种不同的膜系统有着独特的结构和功能。生物膜与生命科学中许多基本理论问题和一些亟待解决的实际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞

2、分裂分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的作用等等。尽管如此，生物膜的一般生物学功能可以概括为以下几个方面。1、区域化或房室化（compartmemtalization）2、物质的跨膜运输（transport）3、能量转换（energyconversion）4、细胞识别（cellrecognition）细胞识别的基本类型对游离的大、小分子的识别细胞—细胞间的识别细胞—基质的识别神经递质激素、细胞因子抗原药物有害物质其它异种(异体)同类细胞间的识别输血器官移植异种异类细胞间的识

3、别细胞感染和真菌感染固氮菌对寄生植物的感染各种共生寄生过程同种异类细胞间的识别单细胞生物的结合动物的受精过程植物的受精、受粉过程免疫细胞的作用同种同类细胞间的识别低等生物细胞聚集高等生物胚胎发育和分化凝血中血小板的聚集二、生物膜的组成1、膜脂种类：磷脂、类固醇、糖脂特点：多态性（polymorphism）2、膜蛋白外周蛋白、内在蛋白、脂锚定蛋白3、膜糖—细胞表面天线三、生物膜的结构和特点1、生物膜分子结构模型“流体镶嵌”模型2、生物膜中分子间的主要作用力静电力、疏水作用、范德华引力3、生物膜结构的主要特征膜组分的不对称分布

4、、膜脂和膜蛋白的流动性X甘油磷脂结构磷脂酰乙醇胺(Phosphatidylethanolamine)X=磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine)X=磷脂酰甘油(Phosphatidylglycerol)X=双磷脂酰甘油(Diphosphatidylglycerol)X=磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol)X=磷脂酰胆碱(Phosphatidylchiine)X=鞘氨醇(Sphingosine)鞘磷脂(Sphingomyelin)磷酸胆碱神经酰胺部分鞘氨醇、神经酰胺和鞘磷脂结构神经酰胺(Cera

5、mide)脂肪酸部分鞘氨醇部分胆固醇(Cholesterol)（环戊烷多氢菲）胆固醇的羟基与磷脂极性头相连系，环戊烷多氢菲的四个环状结构及其连接的三个烃链与磷脂疏水尾巴平行排列。在动物细胞膜中胆固醇分子既有与磷脂分子相结合限制其运动的作用，也有将磷脂分子隔开使其容易流动的作用，即防止膜脂由液相变为固相以保证膜脂处于流动状态。这种双向调整和稳定作用使生物膜在较宽温度范围(30～400C)内行使功能。神经节苷脂的结构D-半乳糖GM1GM2GM3N-乙酰-D-半乳糖D-半乳糖D-葡萄糖N-乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇磷脂分子在水溶液

6、中存在的几种结构形式双层微囊水空气微团单体单层磷脂类的双层结构和六角形相H1、H2双层结构（Bilyer）六角形相Ⅰ(HexagonalⅠ)H2H1六角形相Ⅱ(HexagonalⅡ)膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式膜脂双层胞液内在蛋白：-螺旋横穿双脂层，正合于脂双层结构之中锚定蛋白：通过共价键与插入双脂层的脂肪酸链结合锚定蛋白：通过寡糖链连到较小的磷脂、磷脂酰肌醇上外周蛋白：通过非共价键与膜蛋白相互作用结合在膜上红细胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列Singer＆Nicolson流体镶嵌模型特点：生物膜是由脂质

7、和蛋白质分子按二维排列的流体，突出了膜的流动性;膜蛋白和膜脂分布具有不对称性。生物膜的流动镶嵌模型（外侧）（内侧）糖蛋白分子中的寡糖链脂双层甾醇类外周蛋白通过共价连系与脂类连接有多个跨膜螺旋的内嵌蛋白有一跨膜螺旋的内嵌蛋白外周蛋白磷脂极性头部脂酰链糖脂低聚寡糖链跨膜糖蛋白脂双层糖被糖残基唾液酸糖脂细胞外壳（糖萼）示意图膜脂（磷脂、糖脂、胆固醇）生物膜脂不对称分布（1）膜内层和外层所含脂质分子的种类不同；（2）膜内外磷脂层所带电荷不同；（3）膜内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同；（4）糖脂均分布在外层脂质中。占总量的百分比

8、50255025外层内层膜脂总量鞘磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布膜蛋白不对称分布（1）糖蛋白的糖链主要分布在膜的外表面；（2）膜受体分子均分布在膜外层脂质分子中；（3）腺苷酸环化酶分布在膜的内表面。肌动蛋白(Actin)蛋白质4.1(Protein4.1)血