王鏡巖生化第三版考研課件生物膜的組成與結(jié)構(gòu)

1、第第1818章章 生物膜的組成與結(jié)構(gòu)生物膜的組成與結(jié)構(gòu)動物、植物、微生物細胞結(jié)構(gòu) 一、細胞膜和胞內(nèi)膜一、細胞膜和胞內(nèi)膜 二、生物膜的化學組成和結(jié)構(gòu)二、生物膜的化學組成和結(jié)構(gòu) 三、生物膜的物質(zhì)運送功能三、生物膜的物質(zhì)運送功能（一）生物膜的概念 所有細胞原生質(zhì)團的外面都有一層由脂類和蛋白質(zhì)為主要成分組成的薄膜，它將內(nèi)含物與外界環(huán)境隔開，這層膜稱細胞膜，又稱原生質(zhì)膜或質(zhì)膜。生物膜系統(tǒng)（二）細胞膜（二）細胞膜 細胞膜是把細胞質(zhì)與外界環(huán)境隔開的一層半透膜，厚度為510nm。細胞膜在細胞的生命活動中擔負著許多重要的生理功能，如細胞與環(huán)境間的物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞、代謝調(diào)節(jié)、細胞識別、細胞免疫、細胞對

2、藥物的反應(yīng)、分泌作用等都與細胞膜的結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系。同時，細胞膜對細胞也起到一定的保護作用，使細胞不受或少受外界環(huán)境因素變化的影響。細胞膜結(jié)構(gòu) 原核細胞：原核細胞：沒有分化的細胞器，只有細胞膜內(nèi)沒有分化的細胞器，只有細胞膜內(nèi)陷而形成的少量片層狀或囊裝結(jié)構(gòu)，稱陷而形成的少量片層狀或囊裝結(jié)構(gòu)，稱間體間體。間體在細胞的能量代謝、細胞分裂等活動中起間體在細胞的能量代謝、細胞分裂等活動中起重要作用重要作用。細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)1 1、細胞核、細胞核 細胞核是真核細胞最重要的細胞器。一般為圓形或卵圓形，由兩層質(zhì)膜組成的核膜包圍而成，每層厚約78nm，兩層膜間隔約50nm，稱為核腔。核膜上有的部位內(nèi)膜和外膜相連，形

3、成穿過核膜的直徑為50一70nm的孔隙，稱核孔。2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是廣泛分布于細內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是廣泛分布于細胞質(zhì)中的由膜圍起的扁囊胞質(zhì)中的由膜圍起的扁囊形成的網(wǎng)狀系統(tǒng)。這些扁形成的網(wǎng)狀系統(tǒng)。這些扁囊、小管的內(nèi)腔彼此相通，囊、小管的內(nèi)腔彼此相通，與細胞核外膜相連，與高與細胞核外膜相連，與高爾基體相連。爾基體相連。一種是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。另一種一種是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。另一種是光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，表面沒有是光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，表面沒有核糖體附著。核糖體附著。細胞核外層膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞核外層膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，外面附著有核糖相連，外面附著有核糖體顆粒，可進行蛋白質(zhì)體顆粒，可進行蛋白質(zhì)的合成。的合成。3、線粒體 線粒體是普遍存在線粒體是普遍存在

4、于真核細胞中的細于真核細胞中的細胞器，呈球狀或棒胞器，呈球狀或棒狀，雙層膜。內(nèi)膜狀，雙層膜。內(nèi)膜內(nèi)折叫嵴，增加了內(nèi)折叫嵴，增加了內(nèi)膜的面積。內(nèi)室內(nèi)膜的面積。內(nèi)室中充滿膠狀的液體中充滿膠狀的液體稱基質(zhì)，基質(zhì)中含稱基質(zhì)，基質(zhì)中含豐富的蛋白質(zhì)。豐富的蛋白質(zhì)。4、葉綠體 葉綠體是綠色植物和葉綠體是綠色植物和藻類細胞內(nèi)的亞細胞藻類細胞內(nèi)的亞細胞結(jié)構(gòu)，一般為盤狀結(jié)結(jié)構(gòu)，一般為盤狀結(jié)構(gòu)，有內(nèi)膜和外膜，構(gòu)，有內(nèi)膜和外膜，內(nèi)膜成片層，基質(zhì)中內(nèi)膜成片層，基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)含有與光合作用有關(guān)的酶類。的酶類。5、高爾基體 高爾基體是由膜圍成的高爾基體是由膜圍成的扁囊狀體，周邊有小管扁囊狀體，周邊有小管和小囊泡組

5、成。高爾基和小囊泡組成。高爾基體是蛋白質(zhì)合成后加工體是蛋白質(zhì)合成后加工的地方。的地方。6、溶酶體 溶酶體是單層膜包被的細胞器，內(nèi)含各種水解酶類。有溶解吞噬泡內(nèi)容物的作用，也有細胞自溶的作用。（一）生物膜的組成和性質(zhì)1、膜脂質(zhì)包括磷脂、糖脂和固醇酯磷脂有：卵磷脂、腦磷脂、鞘脂類等。糖脂：細胞膜主要含有甘油糖脂和鞘氨醇糖脂。固醇酯：細胞膜中含有一定量的膽固醇對細胞膜的穩(wěn)定性起調(diào)節(jié)作用。脂質(zhì)特點： 磷酸及堿基屬親水性集團；而長脂磷酸及堿基屬親水性集團；而長脂肪酸烴鏈屬于疏水基團肪酸烴鏈屬于疏水基團. .所以磷脂親水性基團所以磷脂親水性基團朝向水面朝向水面. .疏水性基團朝向空氣疏水性基團朝向空氣,

6、,整齊排列單分整齊排列單分子層子層. .從熱力學角度分析從熱力學角度分析: :這樣組成的系統(tǒng)包含這樣組成的系統(tǒng)包含的自由能最低，最穩(wěn)定，可以自動形成和維的自由能最低，最穩(wěn)定，可以自動形成和維持持 。2、膜蛋白包括：外周蛋白占2030，易被水解下來。和內(nèi)在蛋白占7080，不易被水解。蛋白質(zhì)在脂膜中的結(jié)構(gòu)3、糖類、糖類糖和膜蛋白結(jié)合形成糖蛋白或和酯結(jié)合形成糖脂，糖和膜蛋白結(jié)合形成糖蛋白或和酯結(jié)合形成糖脂，通常與細胞識別有關(guān)。通常與細胞識別有關(guān)。（二）膜脂和膜蛋白在脂雙分子層兩側(cè)分布的不對稱性1、膜蛋白分布的不對稱性:在生物膜中，膜蛋白在膜兩側(cè)的分布因種類不同而不同，同一種膜也有很大差別。2、膜脂分

7、布的不對稱性:膜脂在脂雙分子層的兩側(cè)分布也不同保證了膜功能的方向性。（三）生物膜的流動性生物膜具有流動性，是正常生物膜的特征。1、膜脂的流動性: 正常生理條件下膜脂處于流動狀態(tài)稱為液晶態(tài)，溫度降低處于凝膠態(tài)。稱之為相變。膜脂的成分不同，流動性不同。溫度、結(jié)構(gòu)、成分影響膜的流動性。2、膜蛋白的運動性: 膜蛋白象浮在海上的冰山做側(cè)向運動和旋轉(zhuǎn)運動，蛋白質(zhì)含量越高流動性越小。 （四）生物膜的結(jié)構(gòu)模型生物膜的分子結(jié)構(gòu)假說：生物膜的分子結(jié)構(gòu)假說：Singer等等1972 年提出液態(tài)鑲嵌模型年提出液態(tài)鑲嵌模型 （1）以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架；）以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架； （2）其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)，有）其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)，有 不同生理功能的蛋不同生理功能的蛋白質(zhì)。白質(zhì)。 （3）膜蛋白在脂雙分子層中自由擴散，但不能從一側(cè)轉(zhuǎn)但）膜蛋白在脂雙分子層中自由擴散，但不能從一側(cè)轉(zhuǎn)但另一側(cè)。另一側(cè)。三、生物膜的物質(zhì)運送功能（一）穿膜運送（二）膜泡運送 Na-K泵（二）膜泡運送1、外排作用 細胞內(nèi)需排出的物質(zhì)形成小泡融和細胞膜然后釋放到細胞外。例腺細胞分泌的酶。神經(jīng)未植在神經(jīng)沖動達到時釋放神經(jīng)遞質(zhì)。2、內(nèi)吞作用某些大分子物質(zhì)、物質(zhì)團塊通過膜更為復雜的