王鏡巖生化第三版考研課件生物膜的組成與結構

1、第第1818章章 生物膜的組成與結構生物膜的組成與結構動物、植物、微生物細胞結構 一、細胞膜和胞內膜一、細胞膜和胞內膜 二、生物膜的化學組成和結構二、生物膜的化學組成和結構 三、生物膜的物質運送功能三、生物膜的物質運送功能（一）生物膜的概念 所有細胞原生質團的外面都有一層由脂類和蛋白質為主要成分組成的薄膜，它將內含物與外界環(huán)境隔開，這層膜稱細胞膜，又稱原生質膜或質膜。生物膜系統(tǒng)（二）細胞膜（二）細胞膜 細胞膜是把細胞質與外界環(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)境間的物質交換、能量轉化、信息傳遞、代謝調節(jié)、細胞識別、細胞免疫、細胞對

2、藥物的反應、分泌作用等都與細胞膜的結構緊密聯(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。細胞膜結構 原核細胞：原核細胞：沒有分化的細胞器，只有細胞膜內沒有分化的細胞器，只有細胞膜內陷而形成的少量片層狀或囊裝結構，稱陷而形成的少量片層狀或囊裝結構，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。細胞的亞顯微結構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、內質網 內質網是廣泛分布于細內質網是廣泛分布于細胞質中的由膜圍起的扁囊胞質中的由膜圍起的扁囊形成的網狀系統(tǒng)。這些扁形成的網狀系統(tǒng)。這些扁囊、小管的內腔彼此相通，囊、小管的內腔彼此相通，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。一種是粗面內質網。另一種一種是粗面內質網。另一種是光面內質網，表面沒有是光面內質網，表面沒有核糖體附著。核糖體附著。細胞核外層膜與內質網細胞核外層膜與內質網相連，外面附著有核糖相連，外面附著有核糖體顆粒，可進行蛋白質體顆粒，可進行蛋白質的合成。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。內膜狀，雙層膜。內膜內折叫嵴，增加了內折叫嵴，增加了內膜的面積。內室內膜的面積。內室中充滿膠狀的液體中充滿膠狀的液體稱基質，基質中含稱基質，基質中含豐富的蛋白質。豐富的蛋白質。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的亞細胞藻類細胞內的亞細胞結構，一般為盤狀結結構，一般為盤狀結構，有內膜和外膜，構，有內膜和外膜，內膜成片層，基質中內膜成片層，基質中含有與光合作用有關含有與光合作用有關的酶類。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。高爾基體是蛋白質合成后加工體是蛋白質合成后加工的地方。的地方。6、溶酶體 溶酶體是單層膜包被的細胞器，內含各種水解酶類。有溶解吞噬泡內容物的作用，也有細胞自溶的作用。（一）生物膜的組成和性質1、膜脂質包括磷脂、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)定性起調節(jié)作用。脂質特點： 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。和內在蛋白占7080，不易被水解。蛋白質在脂膜中的結構3、糖類、糖類糖和膜蛋白結合形成糖蛋白或和酯結合形成糖脂，糖和膜蛋白結合形成糖蛋白或和酯結合形成糖脂，通常與細胞識別有關。通常與細胞識別有關。（二）膜脂和膜蛋白在脂雙分子層兩側分布的不對稱性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、結構、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向運動和旋轉運動，蛋白質含量越高流動性越小。 （四）生物膜的結構模型生物膜的分子結構假說：生物膜的分子結構假說：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)的脂質雙分子層為基架；）以液態(tài)的脂質雙分子層為基架； （2）其中鑲嵌著具有不同分子結構，有）其中鑲嵌著具有不同分子結構，有 不同生理功能的蛋不同生理功能的蛋白質。白質。 （3）膜蛋白在脂雙分子層中自由擴散，但不能從一側轉但）膜蛋白在脂雙分子層中自由擴散，但不能從一側轉但另一側。另一側。三、生物膜的物質運送功能（一）穿膜運送（二）膜泡運送 Na-K泵（二）膜泡運送1、外排作用 細胞內需排出的物質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。神經未植在神經沖動達到時釋放神經遞質。2、內吞作用某些大分子物質、物質團塊通過膜更為復雜的