生物膜的结构与功能1

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1、第六章生物膜的结构与功能一、生物膜的概念生物膜:细胞质膜（外周膜）和内膜系统称为生物膜1、细胞质膜：任何细胞都以一层薄膜将其内容物与环境分开—外周膜。2、内膜系统真核细胞内膜系统：组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体、过氧化酶体等，在植物细胞中还有叶绿体、液泡等。原核细胞内膜系统：不发达，中体或质膜体、光合片层膜第一节细胞膜和胞内膜二、生物膜具有多种功能（一）细胞质膜的重要功能1．选择性物质运送作用2．保护作用3、信息传递作用4．细胞的识别作用、细胞免疫5、维持细胞相对稳定的内环境（二）高等生

2、物中，细胞内膜系统的功能已高度分化1、线粒体内膜具有能量转换的功能2、内质网中的糙面内质网膜与蛋白质合成及运输有关；光面内质网则与脂肪、胆固醇代谢、糖原分解有关。3、高尔基体膜主要是为细胞提供一个内部的运输系统4、核膜作为细胞质与细胞核之间的一个重要界膜。第二节生物膜的化学组成和结构蛋白质（包括酶），约占50%脂类（主要是磷脂、糖脂、胆固醇，占40%）糖（多以糖蛋白和糖脂存在）2-10%一、生物膜的组成（一）膜脂质1、脂质的种类磷脂糖脂胆固醇主要是甘油磷脂、鞘氨醇磷脂（1）磷脂甘油磷脂类结构通式属于两性脂类或称极性脂类磷脂酰胆碱（PC）磷脂

3、酰乙醇胺（PE）磷脂酰丝氨酸（PS）磷脂酰肌醇（PI）磷脂酸甘油磷脂结构通式极性头部非极性尾部鞘氨醇磷脂：鞘氨醇极性头基脂肪酸不含甘油成分；是由长链的鞘氨醇、脂肪酸、极性头基（磷酸、胆碱等）组成的脂类神经酰胺：由脂肪酸与鞘胺醇的氨基连接而成。是所有鞘脂（鞘磷脂，鞘糖脂）的结构母体。磷酰胆碱极性头部神经酰胺（鞘氨醇基+脂酰基）（CH2）12CH3R鞘氨醇磷脂：脂酰基磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式（2）糖脂甘油醇糖脂结构通式：甘油醇糖脂鞘氨醇糖脂己糖残基（可含有1~15个糖残基）（3）胆固醇化学结构胆固醇对生物膜中脂质的物理状态有一定调节

4、作用。2、膜脂质在生物膜中的主要作用构成膜结构的连续主体外周膜蛋白（膜周边蛋白）内嵌蛋白（膜内在蛋白质）（二）膜蛋白1、外周蛋白（约占膜蛋白20-30%）（1）主要特点：是分布于膜的外表，通过静电作用即离子键或范德华力等较弱的非共价键与膜外表面的蛋白质或脂质相互作用。（2）外周蛋白的性质：由于结合不紧密，通过改变离子强度或pH等温和条件即可将蛋白质从膜上溶解下来；易溶于水。如：线粒体内膜上的ATP酶，细胞色素C等。2、内在蛋白（占膜蛋白70-80%）（1）内嵌蛋白的主要特征：它们分布在磷脂的脂双分子层中，以疏水相互作用与磷脂的疏水尾部结合，

5、横跨全膜的蛋白质有极性结构域和非极性结构域，分别和磷脂的头部（盐键、范德华力等）和尾部（疏水相互作用）相互作用。（2）性质：内在蛋白不易分离，常用去污剂，有机溶剂，酸性磷酸酶等剧烈条件；内在蛋白难溶于水。内嵌膜蛋白脂双分子层膜蛋白的功能膜蛋白参与物质代谢（酶蛋白）物质传送（转运蛋白、通道蛋白）细胞运动（鞭毛等）细胞的形态（膜骨架）信息的接受与传递（受体蛋白）支持与保护均有重要意义（三）糖类膜糖蛋白和膜糖脂二、生物膜结构的几个主要特征1、膜组分在脂双层两侧分布的不对称性膜蛋白的不对称性膜脂的不对称性膜糖不对称性—多分布质膜外侧2、生物膜的流动

6、性膜脂的流动性膜蛋白的流动性膜脂运动的几种方式P176侧向移动翻转运动摆动全反式-偏转构型异构化运动旋转运动（2）膜蛋白的运动性a、膜蛋白的侧向扩散b、膜蛋白的旋转扩散——围绕与膜平面相垂直的轴进行旋转运动三、生物膜分子结构模型——流动镶嵌模型内侧外侧流动镶嵌模型结构要点1、极性磷脂双分子层构成膜主体，蛋白质镶嵌其中，糖类与蛋白质、脂质共价结合位于膜表面。2、生物膜中分子间作用力脂质分子之间，蛋白质分子之间，蛋白质与脂质之间无共价结合。糖类与蛋白质、脂质共价结合3、强调膜的流动性及膜成分分布的不对称性第三节生物膜的物质运送功能一、穿膜运输：

7、二、膜泡运送被动运输主动运输简单扩散：如O2，N2，CO2，苯等非极性小分子；H2O等极性小分子。促进扩散：借助于蛋白质载体顺浓度梯度运送Na+、K+主动运送P181糖和氨基酸的协同运送外排作用内吞作用