秋CB第04章細(xì)胞膜上ppt課件

1、 CB CB第第4 4章章 細(xì)胞膜的構(gòu)造與功能細(xì)胞膜的構(gòu)造與功能 質(zhì)膜與細(xì)胞內(nèi)膜質(zhì)膜與細(xì)胞內(nèi)膜細(xì)細(xì)胞胞的的生生物物膜膜體體系系電鏡下的細(xì)胞膜電鏡下的細(xì)胞膜 細(xì)胞膜的構(gòu)造方式圖細(xì)胞膜的構(gòu)造方式圖與細(xì)胞膜相關(guān)的概念與細(xì)胞膜相關(guān)的概念n 細(xì)胞被細(xì)胞被cell coat- 糖蛋白、糖脂糖蛋白、糖脂 的糖鏈向膜外伸展、交錯(cuò)而成的毯狀構(gòu)造。的糖鏈向膜外伸展、交錯(cuò)而成的毯狀構(gòu)造。也稱糖被也稱糖被glycocalyx。n細(xì)胞外表細(xì)胞外表cell surface- 由細(xì)胞被、由細(xì)胞被、 細(xì)胞膜和胞質(zhì)溶膠細(xì)胞膜和胞質(zhì)溶膠 構(gòu)成的復(fù)合構(gòu)造。構(gòu)成的復(fù)合構(gòu)造。 廣義上，還包括鞭毛、纖毛、微絨毛等外表廣義上，還包括鞭毛、

2、纖毛、微絨毛等外表特化構(gòu)造特化構(gòu)造 & 細(xì)胞銜接。細(xì)胞銜接。細(xì)胞膜細(xì)胞膜 cell membrane細(xì)胞外表細(xì)胞外表cell surface細(xì)胞外表的范疇細(xì)胞外表的范疇本章內(nèi)容本章內(nèi)容4.1 細(xì)胞膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜的化學(xué)組成4.2 細(xì)胞膜的分子構(gòu)造模型與特細(xì)胞膜的分子構(gòu)造模型與特性性4.3 細(xì)胞外表及其功能細(xì)胞外表及其功能4.4 細(xì)胞外表的特化構(gòu)造細(xì)胞外表的特化構(gòu)造4.1 細(xì)胞膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜的化學(xué)組成 膜脂膜脂 - 構(gòu)成膜的主體。構(gòu)成膜的主體。 蛋白蛋白 -參與構(gòu)成膜主體。參與構(gòu)成膜主體。 糖類糖類 -3% 10%糖脂、糖脂、糖蛋白糖蛋白 水水 -膜的內(nèi)外外表，膜的內(nèi)外外表，80自自在水。

3、在水。 無機(jī)鹽無機(jī)鹽-少量，為膜蛋白組分。少量，為膜蛋白組分。不同細(xì)胞的膜，三種主要物質(zhì)比例相差不同細(xì)胞的膜，三種主要物質(zhì)比例相差大大 。膜中各成分的比例膜中各成分的比例膜脂膜脂膜蛋白膜蛋白膜糖膜糖其它其它膜構(gòu)造研討的好資料膜構(gòu)造研討的好資料The Erythrocyte Membrane Red Blood CellRed Blood Cell是構(gòu)造最簡單的細(xì)胞是構(gòu)造最簡單的細(xì)胞: :成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞器；成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞器；質(zhì)膜是紅細(xì)胞獨(dú)一的膜構(gòu)造；質(zhì)膜是紅細(xì)胞獨(dú)一的膜構(gòu)造；紅細(xì)胞質(zhì)膜易于提純和分別；紅細(xì)胞質(zhì)膜易于提純和分別；人們對(duì)膜構(gòu)造的認(rèn)識(shí)，大多來自于對(duì)人們對(duì)膜構(gòu)造的認(rèn)識(shí)，大多來

4、自于對(duì) 紅細(xì)胞膜構(gòu)造的研討。紅細(xì)胞膜構(gòu)造的研討。紅細(xì)胞膜超微構(gòu)造紅細(xì)胞膜超微構(gòu)造4.1.1 膜脂 磷脂、膽固醇、糖脂 1、磷脂、磷脂 磷脂酰膽堿磷脂酰膽堿 卵磷脂卵磷脂 磷脂酰乙醇胺腦磷脂磷脂酰乙醇胺腦磷脂 鞘磷脂鞘磷脂-神經(jīng)鞘磷脂神經(jīng)鞘磷脂 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸 卵磷脂的構(gòu)造卵磷脂的構(gòu)造l 頭部: 膽堿+磷酸+甘油 極性、親水 l 尾部: 脂肪酸 非極性、疏水 磷脂分子的性質(zhì)磷脂分子的性質(zhì)脂質(zhì)體脂質(zhì)體(Liposome)(Liposome) 除作為生物膜的研討模型，更重要除作為生物膜的研討模型，更重要的用途是作為臨床上各種藥物的載體；的用途是作為臨床上各種藥物的載體

5、；遺傳性疾病基因療法中靶基因的運(yùn)載體，遺傳性疾病基因療法中靶基因的運(yùn)載體，可將靶基因高效率地導(dǎo)入待治療的細(xì)胞?？蓪谢蚋咝实貙?dǎo)入待治療的細(xì)胞。 脂質(zhì)體的構(gòu)成脂質(zhì)體的構(gòu)成膜中磷脂分子的陳列膜中磷脂分子的陳列2、膽固醇構(gòu)造、分布、功、膽固醇構(gòu)造、分布、功能能 * 極性頭部極性頭部 第第1環(huán)的羥基環(huán)的羥基 * 非極性尾部甾環(huán)非極性尾部甾環(huán) + 碳?xì)滏溙細(xì)滏溎懝檀寂c磷脂的關(guān)系膽固醇與磷脂的關(guān)系3、糖脂的構(gòu)造與功能n構(gòu)造：磷脂衍生物構(gòu)造：磷脂衍生物n 糖基取代磷酸膽糖基取代磷酸膽堿堿 。n神經(jīng)細(xì)胞富含。神經(jīng)細(xì)胞富含。eg：n半乳糖腦苷脂半乳糖腦苷脂n最簡單、半乳糖最簡單、半乳糖頭頭n 神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)

6、節(jié)苷脂n最復(fù)雜、糖鏈末最復(fù)雜、糖鏈末端為唾液酸端為唾液酸NANAn功能：膜受體功能：膜受體 。半乳糖半乳糖唾液酸唾液酸N-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺4.1.2 膜蛋白種類、膜蛋白種類、 分布和功能分布和功能 膜蛋白膜蛋白 約占細(xì)胞總蛋白約占細(xì)胞總蛋白 25 膜各種功能的執(zhí)行者。膜各種功能的執(zhí)行者。 功能上，分為：運(yùn)輸?shù)鞍住⒋呋鞍?、功能上，分為：運(yùn)輸?shù)鞍住⒋呋鞍住?銜接蛋白、受體蛋白銜接蛋白、受體蛋白 分布上，分為：分布上，分為： 外周蛋白外周蛋白膜內(nèi)外外表，非共價(jià)結(jié)合膜內(nèi)外外表，非共價(jià)結(jié)合 鑲嵌蛋白鑲嵌蛋白嵌在脂雙分子層中嵌在脂雙分子層中 or 跨膜跨膜 跨膜蛋白，共價(jià)結(jié)合。跨膜蛋白，共

7、價(jià)結(jié)合。膜蛋白的分布膜蛋白的分布 膜蛋白的膜蛋白的6種類型：種類型：1-單次跨膜蛋白、單次跨膜蛋白、 2-多次跨膜蛋白、多次跨膜蛋白、3-膜內(nèi)膜內(nèi)外表的外在蛋白、外表的外在蛋白、 4-膜外外表的外在蛋白、膜外外表的外在蛋白、5-膜內(nèi)外表非共價(jià)結(jié)合的外周蛋白、膜內(nèi)外表非共價(jià)結(jié)合的外周蛋白、6-膜外膜外外表非共價(jià)結(jié)合的外周蛋白外表非共價(jià)結(jié)合的外周蛋白膜蛋白的功能分類膜蛋白的功能分類4.1.3 膜糖與細(xì)胞被膜糖與細(xì)胞被n細(xì)胞被糖被細(xì)胞被糖被-糖蛋白與糖脂分子上的糖蛋白與糖脂分子上的 糖基在膜外外表構(gòu)成的覆蓋性構(gòu)造。糖基在膜外外表構(gòu)成的覆蓋性構(gòu)造。 細(xì)胞被的功能：細(xì)胞被的功能：維護(hù)作用、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞

8、通維護(hù)作用、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞通訊、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)訊、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)本章內(nèi)容本章內(nèi)容4.1 細(xì)胞膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜的化學(xué)組成4.2 細(xì)胞膜的分子構(gòu)造模型與特細(xì)胞膜的分子構(gòu)造模型與特性性4.3 細(xì)胞外表及其功能細(xì)胞外表及其功能4.4 細(xì)胞外表的特化構(gòu)造細(xì)胞外表的特化構(gòu)造4.2 細(xì)胞膜構(gòu)造模型及特性細(xì)胞膜構(gòu)造模型及特性 4.2.1 膜的分子構(gòu)造模型膜的分子構(gòu)造模型 eg：單位膜模型、流動(dòng)鑲嵌模型：單位膜模型、流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型 4.2.2 細(xì)胞膜的特細(xì)胞膜的特性性 1、膜的不對(duì)稱性膜脂、膜蛋白不對(duì)、膜的不對(duì)稱性膜脂、膜蛋白不對(duì)稱稱 eg 受體在外外表， 環(huán)化酶在內(nèi)外表2、細(xì)胞膜的流動(dòng)性n膜的動(dòng)態(tài)

9、構(gòu)造，由膜分子的運(yùn)動(dòng)決議。膜的動(dòng)態(tài)構(gòu)造，由膜分子的運(yùn)動(dòng)決議。n* 磷脂雙分子層磷脂雙分子層 具流動(dòng)性。具流動(dòng)性。n生理溫度下，處于液態(tài)與晶態(tài)間的過渡形狀生理溫度下，處于液態(tài)與晶態(tài)間的過渡形狀 -液晶態(tài)由磷脂的各種運(yùn)動(dòng)引起。液晶態(tài)由磷脂的各種運(yùn)動(dòng)引起。n溫度下降，可轉(zhuǎn)變成晶態(tài)相變。溫度下降，可轉(zhuǎn)變成晶態(tài)相變。n膜脂的運(yùn)動(dòng)：膜脂的運(yùn)動(dòng)： 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 鐘擺運(yùn)動(dòng)鐘擺運(yùn)動(dòng)n 測(cè)向分散測(cè)向分散 翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)膜的相變膜的相變膜脂的流動(dòng)性表示膜脂的流動(dòng)性表示膜蛋白的運(yùn)動(dòng)膜蛋白的運(yùn)動(dòng)n運(yùn)動(dòng)方式：轉(zhuǎn)動(dòng)、側(cè)向分散運(yùn)動(dòng)方式：轉(zhuǎn)動(dòng)、側(cè)向分散n膜蛋白膜蛋白漂浮在磷脂海洋中的冰山。漂浮在磷脂海洋中的冰山。n證明膜

10、蛋白流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)：證明膜蛋白流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)：n 人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞交融實(shí)驗(yàn)3. 細(xì)胞膜的選擇透性細(xì)胞膜的選擇透性n選擇透性半透性：讓部分物質(zhì)經(jīng)過。選擇透性半透性：讓部分物質(zhì)經(jīng)過。n細(xì)胞膜對(duì)不同性質(zhì)物質(zhì)的通透性差別大細(xì)胞膜對(duì)不同性質(zhì)物質(zhì)的通透性差別大n普通地：普通地：n 脂溶性脂溶性 、分子小、不帶電物質(zhì)易透過。、分子小、不帶電物質(zhì)易透過。n eg： 水分子、磺胺藥，易透過膜水分子、磺胺藥，易透過膜本章內(nèi)容本章內(nèi)容4.1 細(xì)胞膜的化學(xué)組成4.2 細(xì)胞膜的分子構(gòu)造模型與特性4.3 細(xì)胞外表及其功能4.4 細(xì)胞外表的特化構(gòu)造4.3 細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的功能n維護(hù)屏

11、障、物質(zhì)和信號(hào)交換的門戶維護(hù)屏障、物質(zhì)和信號(hào)交換的門戶 n n 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息傳送、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息傳送、能量轉(zhuǎn)換、n 細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分裂、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分裂、n 細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡4.3.1 細(xì)胞外表的概念細(xì)胞外表的概念 功能：功能： 支撐維護(hù)、支撐維護(hù)、物質(zhì)交換、物質(zhì)交換、 信息傳導(dǎo)、信息傳導(dǎo)、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞識(shí)別、 細(xì)胞通訊、細(xì)胞通訊、 細(xì)胞銜接、細(xì)胞銜接、 4.3.2 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 不同物質(zhì)小分子、大分子不同物質(zhì)小分子、大分子 以不同方式轉(zhuǎn)運(yùn)。以不同方式轉(zhuǎn)運(yùn)。跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)：入胞作

12、用、出胞作用膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)：入胞作用、出胞作用物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)概略物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)概略1、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)、自動(dòng)、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)、自動(dòng)1被動(dòng)運(yùn)輸：不需被動(dòng)運(yùn)輸：不需ATP，順濃度梯度，順濃度梯度* 簡單分散自在分散簡單分散自在分散-僅要濃度僅要濃度梯度梯度* 易化分散協(xié)助分散易化分散協(xié)助分散-還要載體還要載體蛋白蛋白* 通道分散通道分散 -還要通道還要通道蛋白蛋白小分子穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)圖解小分子穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)圖解自在分散自在分散Free diffusionFree diffusion 又稱簡單分散simple diffusion。它不要膜蛋白的協(xié)助,也不耗費(fèi)ATP, 僅靠膜的兩側(cè)被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)堅(jiān)持一定的濃度差。分散與浸透分散

13、與浸透紅細(xì)胞的膨脹與收縮紅細(xì)胞的膨脹與收縮膜簡單分散轉(zhuǎn)運(yùn)圖解膜簡單分散轉(zhuǎn)運(yùn)圖解易化分散協(xié)助分散圖解易化分散協(xié)助分散圖解載體蛋白載體蛋白carrier carrier proteinsproteins* * 概念概念: :載體蛋白是多盤旋折疊的跨膜蛋白，它載體蛋白是多盤旋折疊的跨膜蛋白，它與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子特異結(jié)合使其越過質(zhì)膜。與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子特異結(jié)合使其越過質(zhì)膜。* * 特點(diǎn)特點(diǎn): : 1. 1.具有特異性；具有特異性； 2.2.參與被動(dòng)運(yùn)輸；參與被動(dòng)運(yùn)輸； 3.3.參與自動(dòng)運(yùn)輸。參與自動(dòng)運(yùn)輸。Carrier proteins簡單分散與易化分散簡單分散與易化分散通道分散通道分散通道蛋白介導(dǎo)的跨膜通道

14、蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) 典型的膜通道：典型的膜通道： 水通道蛋白水通道蛋白aquaporin 離子通道蛋白離子通道蛋白ion channel eg：神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞的離子通道。：神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞的離子通道。 離子通道轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)：離子通道轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)： 1、速度快百萬每秒，比載體快千倍；、速度快百萬每秒，比載體快千倍； 2、選擇性：、選擇性：Na+ K+ Ca+ Cl-通道不同；通道不同； 3、多數(shù)非繼續(xù)開放閘門控制；、多數(shù)非繼續(xù)開放閘門控制； 4、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，無需、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，無需ATP。 通道蛋白通道蛋白Channel proteins 已發(fā)現(xiàn)通道蛋白已發(fā)現(xiàn)通道蛋白5050多種，主要是離子通道

15、多種，主要是離子通道(ion (ion channel)channel)。通道蛋白通道蛋白繼續(xù)開放的、非繼續(xù)開放閘門繼續(xù)開放的、非繼續(xù)開放閘門閘門通道閘門通道(gated channel)(gated channel)：延續(xù)開放通道。：延續(xù)開放通道。閘門通道閘門通道(gated channel) (gated channel) 電壓閘門通道電壓閘門通道-電位差變化時(shí)開放電位差變化時(shí)開放 。 要電壓刺激要電壓刺激 配體閘門通道配體閘門通道-配體受體結(jié)合時(shí)開放配體受體結(jié)合時(shí)開放 要配體刺激要配體刺激 離子閘門通道離子閘門通道-離子濃度變化時(shí)開放離子濃度變化時(shí)開放 要離子刺激要離子刺激配體閘門通道圖解配體閘門通道圖解電壓閘門通道表示動(dòng)畫電壓閘門通道表示動(dòng)畫三種閘門通道的比較三種閘門通道的比較水的轉(zhuǎn)運(yùn)與膜上的水通道水的轉(zhuǎn)運(yùn)與膜上的水通道 水分子不溶于脂水分子不溶于脂, , 并具有極性并具有極性, ,理應(yīng)不能自在經(jīng)過理應(yīng)不能自在經(jīng)過質(zhì)膜質(zhì)膜, , 但實(shí)踐卻是很容易過膜。緣由是但實(shí)踐卻是很容易過膜。緣由是: : The plasma membranes of many cells contain The plasma membranes of many cells contain proteinsproteins，called aquaporincalled aq