细胞膜的结构模型与细胞功能.ppt

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1、细胞膜的结构模型与细胞功能v概念v细胞膜的化学组成和分子结构v生物膜的特征v细胞膜的分子结构模型v细胞膜的功能概念细胞膜cellmembrane:细胞质与外界相隔的一层界膜又称质膜（plasmamembrane)。内膜系统：细胞内的膜性细胞器的统称。单位膜unitmembrane：在透射电镜下为“两暗夹一明”三层结构，厚约7.5nm。内外两层电子密度高，中间层电子密度低。生物膜：质膜和内膜在起源、结构和化学组成等方面具有相似性，总称为生物膜（biomembrane）。糖类生物膜脂类蛋白质细胞膜的化学组成和

2、分子结构脂类：50%，主要为磷脂、胆固醇和糖脂蛋白质：40%,膜外在蛋白和膜内在蛋白化学组成糖类：2%-10%，分布在膜表面其他：水、无机盐、金属离子膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。一、形成生物膜基本骨架的膜脂（一）膜脂是两亲性分子膜脂：磷脂，胆固醇，糖脂1.磷脂构成细胞膜的基本成分头部：极性、亲水性磷脂酰碱基尾部：非极性、疏水性两条脂肪酸链磷脂的分子结构模型几种磷脂碱基头部磷酸甘油尾部脂肪酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰胆碱磷脂酰肌醇2.胆固醇—分散于磷脂分子之间，调节膜的流动性。头部O

3、HCH3甾环尾部CH3CH3烃连CH3CH3胆固醇的结构胆固醇在脂双层中的位置3.糖脂—所有动物的细胞膜都含有糖脂，由脂类和寡糖构成，分布于膜的非胞质面。头部-糖基头部尾部-两条烃链受体结构细胞识别尾部信号转导（二）膜脂在水溶液中自动形成双层水磷脂分子团脂质体二、膜蛋白以多种方式与脂双层结合生物膜所含的蛋白质叫膜蛋白,承担转运蛋白、受体、酶、连接体等许多重要功能。膜内在蛋白分为膜外在蛋白（一）膜内在蛋白（又称整合蛋白,占70%-80%）为两亲性分子,疏水部分嵌入脂质中,亲水部分暴露于脂双层的内外表面。部分

4、跨膜多次跨膜一次跨膜膜外在蛋白（二）膜外在蛋白（占20%-30%）通过离子键、氢键与脂质分子或膜表面的蛋白质结合。多数分布在内表面。三、存在于质膜表面糖脂和糖蛋白分布：糖蛋白glycoprotein呈树枝状突出在膜脂外表面或内膜系统的腔面。细胞外被糖脂glycolipid细胞外被结构示意图分布于细胞膜的非胞质面，能吸附水分，形成粘性表面，对细胞有保护作用，参与细胞识别和粘附作用。细胞膜生物膜的特征一、膜的流动性二、膜的不对称性一、细胞膜的流动性温度下降液晶态晶态温度上升（一）膜脂的流动性1.在相变温度以上

5、的条件下，膜脂运动的方式如下：（1）侧向扩散（2）翻转运动（3）旋转运动（4）弯曲运动（5）伸缩振荡运动脂双层是一种二维流体（液晶态）膜脂分子能进行各种运动侧向弯曲运动伸缩振翻转旋转扩散荡运动运动运动脂双层是一种二维流体（液晶态）2.影响膜流动性的因素（1）脂肪酸链的饱和程度与其长度：直而不弯曲饱和脂肪酸链流动性低双键处易弯曲不饱和脂肪链增加流动性。脂肪酸链尾部不易相互靠近降低脂肪酸链尾部的相互作用脂肪链短不易凝集在相变温度以下增加分子的有序性脂肪链长流动性降低脂双层的流动性依赖于其组成成分（2）动物细胞

6、质膜含有较多的胆固醇。胆固醇：磷脂=1：1相变温度以上胆固醇限制膜的流动性增加脂质分子的有序性相变温阻止磷脂分子互相度聚集成晶态结构以下防止膜的流动性突然降低胆固醇调节膜流动性，增加细胞膜稳定性的作用（3）卵磷脂与鞘磷脂比值：卵磷脂越高流动性越强。卵磷脂脂肪酸不饱和程度高，相变温度低。鞘磷脂脂肪酸饱和程度高，相变温度高。（4）膜蛋白的影响：膜蛋白越多流动性降低。（二）膜蛋白分子在质膜中的运动运动方式：侧向扩散、旋转运动鼠细胞标记蛋白重标记蛋白新分布人细胞细胞融合利用细胞融合技术观察蛋白质运动二、细胞膜的不

7、对称性膜脂分子不对称性物质传递有一定方向，信号的接受膜蛋白不对称性和传递也有一定方向等。膜糖糖类分布不对称性膜糖分布的不对称性膜蛋白膜蛋白分布的不对称性细胞膜的结构模型细胞膜电镜照片E.Overton1895用植物的根毛作实验,发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。20世纪初，IrvingLangmuir将红细胞的脂提取后铺展在Langmuir水盘(LangmuirTrough)的水面上，研究了脂的展层行为，提出脂单层的设想。1

8、925年，E.Gorter&F.Grendel用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。1、片层结构模型细胞的表面张力显著低于油-水界面的表面张力，因此，细胞膜不可能是单纯由脂类构成的，可能还吸附有蛋白质。1935年J.Danielli和H.Davson提出了第一个膜的分子结构模型——片层结构模型。2、单位膜模型v1959年，J.D.Rober