醫(yī)學細胞生物學細胞膜與細胞表面詳解演示文稿

醫(yī)學細胞生物學細胞膜與細胞表面詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有88頁\編輯于星期二1（優(yōu)選）醫(yī)學細胞生物學細胞膜與細胞表面現(xiàn)在是2頁\一共有88頁\編輯于星期二2質(zhì)膜與細胞內(nèi)膜現(xiàn)在是3頁\一共有88頁\編輯于星期二3細胞的生物膜體系現(xiàn)在是4頁\一共有88頁\編輯于星期二4細胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖現(xiàn)在是5頁\一共有88頁\編輯于星期二5與細胞膜相關(guān)的概念細胞被（cellcoat）-----糖蛋白、糖脂的糖鏈向膜外伸展、交織而成的毯狀構(gòu)造。也稱糖被（glycocalyx）。細胞表面（cellsurface）------由細胞被、細胞膜和胞質(zhì)溶膠構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。廣義上，還包括鞭毛、纖毛、微絨毛等表面特化結(jié)構(gòu)&細胞連接?，F(xiàn)在是6頁\一共有88頁\編輯于星期二6細胞表面的范疇現(xiàn)在是7頁\一共有88頁\編輯于星期二74.1細胞膜的化學組成

膜脂-----構(gòu)成膜的主體蛋白質(zhì)-----參與構(gòu)成膜主體糖類-----3%~10%(糖脂、糖蛋白)水-----膜的內(nèi)外表面，80％自由水無機鹽-----少量，為膜蛋白組分不同細胞的膜，三種主要物質(zhì)比例相差大

現(xiàn)在是8頁\一共有88頁\編輯于星期二8膜中各成分的比例膜脂蛋白質(zhì)糖類其它現(xiàn)在是9頁\一共有88頁\編輯于星期二9膜結(jié)構(gòu)研究的好材料現(xiàn)在是10頁\一共有88頁\編輯于星期二10紅細胞

◆RedBloodCell是結(jié)構(gòu)最簡單的細胞:■成熟的紅細胞沒有細胞器；■質(zhì)膜是紅細胞惟一的膜結(jié)構(gòu)；■紅細胞質(zhì)膜易于提純和分離；◆人們對膜結(jié)構(gòu)的認識，大多來自于對紅細胞膜結(jié)構(gòu)的研究。現(xiàn)在是11頁\一共有88頁\編輯于星期二11紅細胞膜超微結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是12頁\一共有88頁\編輯于星期二124.1.1膜脂

（磷脂、糖脂、膽固醇）

1、磷脂

磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）神經(jīng)鞘磷脂（鞘磷脂）磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸

現(xiàn)在是13頁\一共有88頁\編輯于星期二13卵磷脂的結(jié)構(gòu)l

頭部:

膽堿+磷酸+甘油

極性、親水

l

尾部:脂肪酸

非極性、疏水

現(xiàn)在是14頁\一共有88頁\編輯于星期二14磷脂分子的性質(zhì)現(xiàn)在是15頁\一共有88頁\編輯于星期二15脂質(zhì)體(Liposome)

除作為生物膜的研究模型，更重要的用途是作為臨床上各種藥物的載體；遺傳性疾病基因療法中靶基因的運載體，可將靶基因高效率地導(dǎo)入待治療的細胞。

現(xiàn)在是16頁\一共有88頁\編輯于星期二16脂質(zhì)體的形成現(xiàn)在是17頁\一共有88頁\編輯于星期二172、膽固醇存在于真核細胞膜中，

▼兼性分子

◆極性頭部

◆非極性尾部功能：增加膜穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)膜流動性?，F(xiàn)在是18頁\一共有88頁\編輯于星期二18膽固醇與磷脂的關(guān)系現(xiàn)在是19頁\一共有88頁\編輯于星期二193、糖脂的結(jié)構(gòu)與功能

糖脂——磷脂衍生物——糖基取代磷脂頭部的磷酸膽堿。

糖脂功能：膜受體?，F(xiàn)在是20頁\一共有88頁\編輯于星期二204.1.2膜蛋白種類、分布和功能膜蛋白——約占細胞總蛋白25％膜各種功能的執(zhí)行者1.按位置分:

◆外周蛋白——膜內(nèi)外表面

◆鑲嵌蛋白——嵌在脂質(zhì)雙分子層中or跨膜存在（跨膜蛋白）現(xiàn)在是21頁\一共有88頁\編輯于星期二21外周蛋白鑲嵌蛋白磷脂雙層外周蛋白鑲嵌蛋白膜蛋白的種類和位置現(xiàn)在是22頁\一共有88頁\編輯于星期二22現(xiàn)在是23頁\一共有88頁\編輯于星期二232.按膜蛋白與膜脂的相互關(guān)系分：①以單一的α螺旋形式伸展越過脂質(zhì)雙層的跨膜蛋白②以多個螺旋形式多次越過質(zhì)膜的球形蛋白③位于質(zhì)膜內(nèi)表面的膜外在蛋白④位于質(zhì)膜外表面的膜外在蛋白⑤位于膜脂雙分子層內(nèi)表面的膜外周蛋白⑥位于膜脂雙分子層外表面的膜外周蛋白現(xiàn)在是24頁\一共有88頁\編輯于星期二243.按功能分：①運輸?shù)鞍注谶B接蛋白③受體蛋白④催化蛋白

現(xiàn)在是25頁\一共有88頁\編輯于星期二25本章內(nèi)容4.1細胞膜的化學組成4.2細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型與特性4.3細胞表面及其功能4.4細胞表面的特化結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是26頁\一共有88頁\編輯于星期二264.2細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型及特性4.2.1膜的分子結(jié)構(gòu)模型

eg：單位膜模型、流動鑲嵌模型…現(xiàn)在是27頁\一共有88頁\編輯于星期二27流動鑲嵌模型現(xiàn)在是28頁\一共有88頁\編輯于星期二28流動鑲嵌模型要點：①強調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的流動性。②強調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的不對稱性和不均勻性。③膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用實現(xiàn)的。

現(xiàn)在是29頁\一共有88頁\編輯于星期二294.2.2細胞膜的特性1、膜的不對稱性（膜脂、膜蛋白不對稱）

現(xiàn)在是30頁\一共有88頁\編輯于星期二302、細胞膜的流動性膜的動態(tài)結(jié)構(gòu)，由膜分子的運動決定。磷脂雙分子層具流動性。生理溫度下，處于液態(tài)與晶態(tài)間的過渡狀態(tài)----液晶態(tài)（由磷脂的各種運動引起）。溫度下降，液晶態(tài)晶態(tài)，溫度上升，晶態(tài)液晶態(tài)，這種膜狀態(tài)的改變稱為相變。引起相變的臨界溫度稱為相變溫度?，F(xiàn)在是31頁\一共有88頁\編輯于星期二31膜脂的運動溫度高于相變溫度液晶態(tài)的膜脂流動，即膜脂分子的運動。其運動方式有以下四種：①翻轉(zhuǎn)運動②測向擴散③鐘擺運動④旋轉(zhuǎn)運動現(xiàn)在是32頁\一共有88頁\編輯于星期二32膜脂的流動性示意現(xiàn)在是33頁\一共有88頁\編輯于星期二33膜蛋白的運動細胞膜脂的運動使膜蛋白產(chǎn)生了運動。

膜蛋白的運動方式：

①轉(zhuǎn)動②側(cè)向擴散（在磷脂海洋中漂浮的冰山）證明膜蛋白流動性的實驗：

人鼠細胞融合實驗.現(xiàn)在是34頁\一共有88頁\編輯于星期二34人鼠細胞雜交實驗現(xiàn)在是35頁\一共有88頁\編輯于星期二353.細胞膜的選擇透性選擇透性（半透性）：讓部分物質(zhì)通過。細胞膜對不同性質(zhì)物質(zhì)的通透性差異大一般地：脂溶性、分子小、不帶電物質(zhì)易透過。

eg：水分子、磺胺藥，易透過膜現(xiàn)在是36頁\一共有88頁\編輯于星期二36本章內(nèi)容4.1細胞膜的化學組成4.2細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型與特性4.3細胞表面及其功能4.4細胞表面的特化結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是37頁\一共有88頁\編輯于星期二374.3細胞膜的功能保護屏障、物質(zhì)和信號交換的門戶

物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換、細胞識別、細胞免疫、細胞分裂、細胞分化、細胞凋亡…現(xiàn)在是38頁\一共有88頁\編輯于星期二384.3.1細胞膜的概念

功能：支撐保護、物質(zhì)交換、信息傳導(dǎo)、細胞識別、細胞通信、細胞連接、…現(xiàn)在是39頁\一共有88頁\編輯于星期二394.3.2物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

不同物質(zhì)（小分子、大分子）以不同方式轉(zhuǎn)運。1.跨膜轉(zhuǎn)運

①被動運輸②主動運輸(小分子)2.膜泡運輸

①胞吞作用②胞吐作用(大分子)現(xiàn)在是40頁\一共有88頁\編輯于星期二40物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運概況現(xiàn)在是41頁\一共有88頁\編輯于星期二411、跨膜轉(zhuǎn)運（1）被動運輸：不需耗能，順濃度梯度。（2）主動運輸：需耗能、膜蛋白，逆濃度梯度?，F(xiàn)在是42頁\一共有88頁\編輯于星期二42（1）被動運輸簡單擴散（自由擴散）------僅要濃度梯度易化擴散（幫助擴散）------還要載體蛋白通道擴散-------------------還要通道蛋白現(xiàn)在是43頁\一共有88頁\編輯于星期二43小分子穿膜轉(zhuǎn)運圖解現(xiàn)在是44頁\一共有88頁\編輯于星期二44自由擴散（Freediffusion）

又稱簡單擴散（simplediffusion）。它不要膜蛋白的幫助,也不消耗ATP,僅靠膜的兩側(cè)被轉(zhuǎn)運的物質(zhì)保持一定的濃度差?，F(xiàn)在是45頁\一共有88頁\編輯于星期二45易化擴散（幫助擴散）圖解現(xiàn)在是46頁\一共有88頁\編輯于星期二46載體蛋白（carrierproteins）*特點:

1.具有特異性；

2.參與被動運輸；3.參與主動運輸?，F(xiàn)在是47頁\一共有88頁\編輯于星期二47載體蛋白的工作原理現(xiàn)在是48頁\一共有88頁\編輯于星期二48通道擴散——通道蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運@典型的膜通道：

水通道蛋白（aquaporin）離子通道蛋白（ionchannel）

eg：神經(jīng)細胞、肌肉細胞的離子通道。@離子通道轉(zhuǎn)運的特點：

1、速度快（百萬每秒，比載體快千倍）；2、選擇性：Na+K+Ca2+Cl-通道不同；3、多數(shù)非持續(xù)開放（閘門控制）；4、被動轉(zhuǎn)運，無需ATP。現(xiàn)在是49頁\一共有88頁\編輯于星期二49通道蛋白（Channelproteins）

已發(fā)現(xiàn)通道蛋白50多種，主要是離子通道(ionchannel)。通道蛋白——持續(xù)開放的、非持續(xù)開放（閘門）閘門通道(gatedchannel)：間斷開放通道?，F(xiàn)在是50頁\一共有88頁\編輯于星期二50閘門通道(gatedchannel)

①

電壓閘門通道-----電位差變化時開放。

（要電壓刺激）②

配體閘門通道-----配體受體結(jié)合時開放

（要配體刺激）③

離子閘門通道-----離子濃度變化時開放

（要離子刺激）現(xiàn)在是51頁\一共有88頁\編輯于星期二51配體閘門通道圖解現(xiàn)在是52頁\一共有88頁\編輯于星期二52電壓閘門通道示意（動畫）現(xiàn)在是53頁\一共有88頁\編輯于星期二53水通道蛋白（aquaporin，AQP）

——水的分子通道

在哺乳動物已發(fā)現(xiàn)有13種水通道蛋白，構(gòu)成水通道蛋白家族。第一個水通道蛋白AQP1于1988年發(fā)現(xiàn)，是人紅細胞膜的一種主要蛋白。它可使紅細胞快速膨脹和收縮以適應(yīng)細胞間滲透性的變化。AQP1蛋白也存在于其他組織的細胞中。AQP1能讓水自由通過，不許離子或其他小分子通過。

美國霍普金斯大學醫(yī)學院彼得.阿格雷（PeterAgre）教授因發(fā)現(xiàn)水通道蛋白獲2003年諾貝爾化學獎?！八ǖ赖鞍着c肺水腫”“水通道蛋白與腦水腫”，“腹瀉大鼠結(jié)腸水通道蛋白4的表達與分布研究”

現(xiàn)在是54頁\一共有88頁\編輯于星期二54（2）主動運輸（activetransport）特點：

消耗ATP、需要載體蛋白、逆濃度梯度類型：1.ATP直接供能的（離子泵）2.ATP間接供能的（協(xié)同運輸）3.光能驅(qū)動的

（光驅(qū)動泵）現(xiàn)在是55頁\一共有88頁\編輯于星期二55主動運輸?shù)娜N基本類型協(xié)同運輸ATP驅(qū)動泵光驅(qū)動泵方向！現(xiàn)在是56頁\一共有88頁\編輯于星期二561.ATP直接供能的主動運輸鈉鉀泵（Na+-K+泵）---轉(zhuǎn)運Na+、K+

鈣泵（

Ca2+

泵）----轉(zhuǎn)運Ca2+

氫泵（H+泵）-------轉(zhuǎn)運H+泵的本質(zhì)：有ATP酶活性的蛋白。

現(xiàn)在是57頁\一共有88頁\編輯于星期二57鈉鉀泵（Na+-K+pump）又稱Na+-K+ATPase或Na+/K+交換泵。存在于一切動物細胞的質(zhì)膜上。由兩個亞基（α、β）構(gòu)成。α亞基——多次跨膜蛋白。具ATP酶活性，有Na+和K+的結(jié)合位點。β亞基——具組織特異性，糖蛋白?，F(xiàn)在是58頁\一共有88頁\編輯于星期二58鈉鉀泵的結(jié)構(gòu)特點現(xiàn)在是59頁\一共有88頁\編輯于星期二59鈉鉀泵的工作機理在細胞內(nèi)側(cè)α亞基與Na+結(jié)合促進ATP水解，α上的一個天冬氨酸磷酸化引起亞基的構(gòu)象變化，將Na+泵出胞外。同時，胞外的K+與α亞基的另一位點結(jié)合，使其去磷酸化，α亞基構(gòu)象變回原狀，將K+泵進細胞，完成一個循環(huán)?，F(xiàn)在是60頁\一共有88頁\編輯于星期二60鈉鉀泵的工作原理

（每秒運轉(zhuǎn)1000次）

現(xiàn)在是61頁\一共有88頁\編輯于星期二61鈉鉀泵工作原理示意現(xiàn)在是62頁\一共有88頁\編輯于星期二62

2.ATP間接供能的主動運輸

——協(xié)同運輸

利用離子泵所產(chǎn)生的離子濃度差（勢能）

同向伴隨運輸

（cotransportsymport）反向伴隨運輸

（cotransportantiport）現(xiàn)在是63頁\一共有88頁\編輯于星期二63協(xié)同運輸示意圖單向運輸同向伴隨運輸反向伴隨運輸現(xiàn)在是64頁\一共有88頁\編輯于星期二64葡萄糖與鈉離子的同向伴隨運輸現(xiàn)在是65頁\一共有88頁\編輯于星期二65伴隨運輸（共運輸）動畫現(xiàn)在是66頁\一共有88頁\編輯于星期二66小腸上皮細胞吸收腸腔中葡萄糖的過程現(xiàn)在是67頁\一共有88頁\編輯于星期二672、膜泡運輸（1）特點：

①膜的變形與斷裂②消耗能量③轉(zhuǎn)運大分子

④主動運輸現(xiàn)在是68頁\一共有88頁\編輯于星期二68①胞吞作用：

吞飲作用------------對液體or小顆粒吞噬作用------------對較大顆粒受體介導(dǎo)入胞作用----特異吞噬or吞飲,需膜受體。②胞吐作用：

細胞分泌、廢渣的排除。（2）分類現(xiàn)在是69頁\一共有88頁\編輯于星期二69現(xiàn)在是70頁\一共有88頁\編輯于星期二70胞吐作用現(xiàn)在是71頁\一共有88頁\編輯于星期二71受體介導(dǎo)的胞吞過程現(xiàn)在是72頁\一共有88頁\編輯于星期二72LDL（膽固醇）顆粒的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是73頁\一共有88頁\編輯于星期二73膽固醇入胞示意圖現(xiàn)在是74頁\一共有88頁\編輯于星期二744.3.3細胞表面受體與細胞通訊1、細胞表面受體與細胞識別2、細胞通訊的機制現(xiàn)在是75頁\一共有88頁\編輯于星期二75

細胞通訊與信號傳遞示意圖現(xiàn)在是76頁\一共有88頁\編輯于星期二761、細胞表面受體與細胞識別（1）細胞表面受體（cellsurfacereceptor)=膜受體?！毎砻婺芙Y(jié)合配體產(chǎn)生生物效應(yīng)的膜蛋白分子。多為糖蛋白，種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）細胞識別（cellrecognition）——通過膜受體對其他細胞及各種化學信號分子的認識和鑒別。

現(xiàn)在是77頁\一共有88頁\編輯于星期二77細胞表面受體舉例現(xiàn)在是78頁\一共有88頁\編輯于星期二78細胞表面受體分三類①離子通道偶聯(lián)受體（ion-channel-linkedreceptor）②G蛋白偶聯(lián)受體（G-protein-linkedreceptor）；③酶偶聯(lián)受體（enzyme-linkedreceptor）