细胞膜及其表面细胞生物学演示文稿

细胞膜及其表面细胞生物学演示文稿当前1页，总共27页。（优选）细胞膜及其表面细胞生物学当前2页，总共27页。一、膜的化学组成生物膜脂类、蛋白质、糖类水、无机盐、金属离子——主要成分——少量成分蛋白质/脂类:在不同种类生物膜中有所不同。一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类大；功能少而简单的膜，蛋白质/脂类小。第一节细胞膜的分子结构和特性当前3页，总共27页。第一节细胞膜的分子结构和特性一、膜的化学组成(一)膜脂生物膜上的脂类统称膜脂。膜脂磷脂(phospholipid)糖脂(glycolipid)胆固醇(cholesterol)当前4页，总共27页。一、膜的化学组成(一)膜脂1、磷脂鞘磷脂磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸类型磷酸甘油酯磷脂酸（前体）当前5页，总共27页。一、膜的化学组成(一)膜脂1、磷脂结构极性头部（亲水性）非极性尾部（疏水性）鞘磷脂当前6页，总共27页。一、膜的化学组成(一)膜脂2、胆固醇极性头部固醇环结构非极性尾部当前7页，总共27页。一、膜的化学组成(一)膜脂3、糖脂糖脂与鞘磷脂相似，只是头部不同。常见糖脂：脑苷脂；神经节苷脂糖脂分子半乳糖苷脂鞘胺醇当前8页，总共27页。一、膜的化学组成(一)膜脂膜脂分子的共同特点：都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲性分子(amphipathicmolecule)脂分子团脂双分子层双亲性分子在水溶液中可形成两种排列方式:水水脂质体当前9页，总共27页。一、膜的化学组成(二)膜蛋白是膜功能的主要体现者。根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：跨膜蛋白transmembraneprotein膜周边蛋白质peripheralprotein脂锚定蛋白lipid-anchoredprotein当前10页，总共27页。一、膜的化学组成(二)膜蛋白1、膜内在蛋白(integralprotein)贯穿脂双层，两端露出膜内外——跨膜蛋白非胞质面脂双分子层胞质面1单次穿膜：单条a-螺旋贯穿脂质双层2多次穿膜：数条a-螺旋折返穿越脂质双层内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表面与水相吸，它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏水尾部通过疏水键结合，不易分离提纯。当前11页，总共27页。附在膜的内外表面，非共价地结合在跨膜蛋白上。2、膜周边蛋白(peripheralprotein)一、膜的化学组成(二)膜蛋白非胞质面脂双分子层胞质面膜周边蛋白都是水溶性蛋白质，多分布在膜的内表面，靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的极性头部结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。当前12页，总共27页。又称脂连接蛋白，这类膜蛋白定位于膜的两侧，类似于膜周边蛋白，但与其不同的是以共价键与脂双层分子结合，因此，分离锚定蛋白须用去垢剂或有机溶剂处理。3、脂锚定蛋白(lipid-anchoredprotein)当前13页，总共27页。一、膜的化学组成(三)膜糖单糖或多聚糖+膜脂共价键糖脂(glycolipid)单糖或多聚糖+膜蛋白糖蛋白(glycoprotein)共价键功能：细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成一层外被，称细胞外被或糖萼，具有重要生理作用，几乎涉及所有细胞与环境相互作用的生物学现象。细胞内脂双层膜蛋白细胞外被膜蛋白当前14页，总共27页。二、膜的分子结构

生物膜结构描述的历史回顾:1925年,Gorter和Grendell用丙酮抽提红细胞膜中的脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层,测量其所占面积相当于所用红细胞膜总面积的两倍,因而首次提出细胞膜是由连续的脂双分子层组成的。迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立在“脂双分子层”这一基础之上的。当前15页，总共27页。二、膜的分子结构（一）片层结构模型（lamellastructuremodel）

1935年Danielli和Davson提出蛋白质

脂双分子层“蛋白质-磷脂-蛋白质”三夹板结构（二）单位膜模型（unitmembranemodel）1959年Robertson提出评价：提出膜形态共性，解释了某些属性不足之处：无法解释膜的动态结构变化，显示不出各种膜之间的结构功能差异当前16页，总共27页。二、膜的分子结构★★（三）液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）1972年，Singer和Nicolson总结提出，主要论点：1.流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。3.强调了膜的流动性和不对称性。

脂双分子层极性头部疏水尾部内在膜蛋白外在膜蛋白评价：液态镶嵌模型可以解释膜中发生的很多现象，为人们普遍接受。不足之处：忽视了膜各部分流动性的不均匀性，忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的控制作用。晶格镶嵌模型板块镶嵌模型补充完善液态镶嵌模型当前17页，总共27页。二、膜的分子结构目前对膜的分子结构较为一致的看法：当前18页，总共27页。三、膜的理化特性★★★——不对称性和流动性（一）膜的不对称性1、膜蛋白分布的不对称性1)膜蛋白在脂双分子层中、膜内外的位置分布是不对称的2)膜蛋白在膜内的排布方向是不对称的2、膜脂的不对称性1)磷脂：磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜外层

磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸多分布在膜内层2)胆固醇：主要分布在膜外层。3)糖脂:全部分布在膜外层。※膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。当前19页，总共27页。三、膜的理化特性★★★（二）膜的流动性1、膜脂的流动性★★膜脂的特性——液晶态晶态液晶态液态相变相变温度★膜脂分子的运动方式（1）烃链的旋转异构运动（2）脂肪酸链的伸缩和振荡运动（3）膜脂分子的旋转运动（4）侧向扩散运动（5）翻转运动（1）（2）（3）（4）（5）当前20页，总共27页。2、膜蛋白的运动性三、膜的理化特性（二）膜的流动性运动方式：侧向扩散、旋转扩散细胞融合实验“成帽反应”3、影响膜脂流动性的因素1）脂肪酸链的长度及不饱和程度链长，流动性小；链短，流动性大饱和程度高，流动性小；反之，流动性大2）胆固醇与磷脂的比值调节膜质流动性，与温度有关3）卵磷脂/鞘磷脂的比例此比例小，流动性小；反之，流动性大4）膜蛋白含量如温度低，流动性小；反之，流动性大5）其他影响因素含量高，流动性小；反之，流动性大※膜的流动性具有十分重要的功能意义。+当前21页，总共27页。小鼠细胞人膜蛋白抗体+人膜蛋白（抗原）异核细胞小鼠膜蛋白抗体+荧光素人膜蛋白抗体+罗丹明小鼠膜蛋白抗体+小鼠膜蛋白（抗原）人细胞孵育（37℃，40分钟）膜蛋白（抗原）当前22页，总共27页。第二节细胞表面及其特化结构细胞表面的概念包围在细胞质外层的一个复合结构体系和多功能体系，是细胞与外界相互作用并产生各种复杂功能的部位。其结构以质膜为主体，包括质膜外的细胞外被、质膜内侧的胞质溶胶以及细胞连接和一些特化结构。当前23页，总共27页。一、细胞外被和胞质溶胶（一）细胞外被（糖萼）（glycocalyx）细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成一层外被，称细胞外被或糖萼。保护，细胞物质运输、识别、分化，并与细胞表面的抗原性有关。概念：作用：（二）胞质溶胶概念：µm的黏滞无结构的液体物质，主要含有蛋白质、微丝和微管。抗力，维持细胞形态，调节膜蛋白分布与运动。作用：当前24页，总共27页。二、细胞表面的特殊结构是为适应某种环境而形成的特殊表面结构，如：微绒毛、褶皱、圆泡、细胞内褶、鞭毛和纤毛等，分别与细胞的吸收、吞饮、物质运输、运动等功能有关。定义：当前25页，总共27页。三、细胞间的连接是细胞间或细胞与细胞外基质间的连接结构，其作用在于加强细胞间的机械联系，对于维持组织结构的完整性，协调细胞功能有重要意义。定义：类型：按功能分类封闭连接（occludingjunction）锚定连接(anchoringjunction)通讯连接(communicating

junction)当前26页，总共27页。三、细胞间的连接★（一）封闭连接（occludingjunction）存在部位：存在于脊椎动物的上皮、表