细胞膜和细胞壁

细胞膜和细胞壁演示文稿目前一页\总数三十四页\编于十九点（优选）第二节细胞膜和细胞壁目前二页\总数三十四页\编于十九点一、细胞膜具有选择透过性细胞膜的功能特点是：具有选择透过性，这主要是由膜上的载体蛋白决定的。目前三页\总数三十四页\编于十九点二、对细胞膜结构的探索历程问题1细胞膜是由什么物质组成的呢？资料1：欧文顿的细胞膜通透性实验19世纪末（1895年）欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。结论：根据相似相容原理，细胞膜是由脂质组成的。●●非脂溶性物质脂溶性物质细胞膜目前四页\总数三十四页\编于十九点资料2：哺乳动物红细胞膜化学成分分析（1）Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油—水界面的表面张力，已知油脂表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。（2）20世纪初科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。得出结论：构成细胞膜的成分有脂质，还有蛋白质。细胞膜化学组成脂质：50%，磷脂、糖脂和胆固醇，膜脂是膜的基本骨架蛋白质：40%糖类：2%-10%外周膜蛋白和内在膜蛋白，膜蛋白是膜功能的主要体现者糖萼又糖被与细胞识别有关目前五页\总数三十四页\编于十九点成分作用脂质50%以上磷脂基本支架胆固醇降低膜脂分子运动性，增加动物细胞膜的坚韧性蛋白质约40%膜功能主要由蛋白质来承担，支持、运输、细胞识别等作用糖类约2—10%主要以糖脂和糖蛋白的形式存在，是膜抗原的重要成分，与细胞的识别以及激素作用有关细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，组成细胞膜的脂质中，磷脂含量最丰富，此外还有少量的糖脂和胆固醇。膜的功能主要由蛋白质承担，因此，功能越复杂的膜，膜蛋白的种类和含量越高。目前六页\总数三十四页\编于十九点磷脂分子的结构头部：极性，亲水性，磷脂酰碱基。尾部：非极性，疏水性，两条脂肪酸链。目前七页\总数三十四页\编于十九点磷脂分子的结构:磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸和含氮碱基所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。亲水头部疏水尾部目前八页\总数三十四页\编于十九点目前九页\总数三十四页\编于十九点糖脂：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。受体结构细胞识别信号转导头部：糖基尾部：两条烃链目前十页\总数三十四页\编于十九点1917年，科学家成功将磷脂分子在水表面（空气-水界面）上铺展成单分子层。目前十一页\总数三十四页\编于十九点资料4：荷兰科学家的实验1925年两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层，即磷脂双分子层（脂双层）。膜内水环境膜外水环境目前十二页\总数三十四页\编于十九点磷脂双分子层（脂双层）是细胞膜的基本骨架。目前十三页\总数三十四页\编于十九点目前十四页\总数三十四页\编于十九点资料5：罗伯特森的“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治结构模型磷脂和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？问题21959年，罗伯特森（）用超薄切片技术在电子显微镜下观察到细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成，于是认为所有的生物膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”构成的三层静态统一结构。透射电镜下“两暗夹一明”因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。目前十五页\总数三十四页\编于十九点这种模型的特点：静态的刚性结构

①蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧。②构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。“蛋白质-脂质-蛋白质”三层静态统一结构模型目前十六页\总数三十四页\编于十九点资料6：冰冻蚀刻电子显微法结论：蛋白质在膜中的分布是不对称的。蛋白质镶在（覆盖）、嵌入、横跨（贯穿）在磷脂双分子层中。目前十七页\总数三十四页\编于十九点标本用干冰冷冻后，用冷刀断开，升温后暴露断裂面。目前十八页\总数三十四页\编于十九点膜蛋白外在膜蛋白内在膜蛋白目前十九页\总数三十四页\编于十九点资料7：人-鼠细胞融合实验（免疫荧光标记法）诱导融合人细胞鼠细胞荧光标记的膜蛋白40分钟370C实验结论：膜蛋白可以运动。细胞膜具有一定的流动性，即组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的。1970年，Frye和Edidin1970年弗雷和埃迪登将人和鼠的细胞分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的膜蛋白，并将两细胞融合，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。目前二十页\总数三十四页\编于十九点细胞膜的结构特点：具有一定的流动性目前二十一页\总数三十四页\编于十九点摆动侧向扩散翻转扩散目前二十二页\总数三十四页\编于十九点膜脂分子的运动目前二十三页\总数三十四页\编于十九点胆固醇：分散于磷脂分子之间，调节膜的流动性，并增加膜脂双层的稳定性。胆固醇在脂双层中的位置胆固醇只存在于动物细胞中目前二十四页\总数三十四页\编于十九点目前二十五页\总数三十四页\编于十九点资料8：桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上提出流动镶嵌模型（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧。（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）。1972年，Singer和Nicolson，细胞膜的流动镶嵌模型目前二十六页\总数三十四页\编于十九点（3）磷脂是可以运动的，具有流动性。大多数蛋白质分子也是可以运动的（体现了膜的流动性）。目前二十七页\总数三十四页\编于十九点糖脂目前二十八页\总数三十四页\编于十九点（1）在细胞膜的外侧，有多糖和蛋白质或磷脂相连，构成糖蛋白或糖脂。糖蛋白也叫糖萼，其与细胞识别、免疫、信息传递和血型决定有密切关系。（2）膜蛋白有的是载体蛋白与物质跨膜运输有关，有的是代谢酶与催化反应有关，有的是信号分子的受体与信息传递有关。目前二十九页\总数三十四页\编于十九点细胞膜的不对称性膜脂分子不对称性膜蛋白不对称性糖类分布不对称性膜糖分布的不对称性

膜蛋白分布的不对称性

膜蛋白膜糖物质传递有一定方向，信号的接受和传递也有一定方向等。目前三十页\总数三十四页\编于十九点三、细胞膜的功能（1）屏障作用：将细胞与外界环境分隔开，使细胞有一个相对稳定的内环境。原始地球环境膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。目前三十一页\总数三十四页\编于十九点载体蛋白（2）物质运输：控制物质进出细胞（质膜的功能特点是具有选择透过性）。细胞外细胞内细胞膜目前三十二页\总数三十四