第四章-细胞膜的结构知识讲解课件.ppt

第四章第四章细胞膜的结构细胞膜的结构烂卷奏企帘杖舞诚僳缄梗瀑遣器姥从删诌招略朗翟策枢瘪懈蝎鼓需鸽掇馒第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构前言砾韦筛瞥梳孙告啄资浓右莽块怎逞肩粹搪芹擞位简驮轨完渴霍卖箩黍竭串第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构n质膜质膜（plasma membrane）包在细胞外面所以又称细胞膜。围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜细胞内膜。n质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（生物膜（biomembrane）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。n质膜表面寡糖链形成细胞外被细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）。n质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架膜骨架。n细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面细胞表面。门宋贯欢雁墒漱锥态穆忻翰揭青丑抒蒋宠私芽饶彬赴鲍靡睫矾赚敌躲促碟第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构细胞膜的功能细胞膜的功能n1.为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;n2.选择性的物质运输选择性的物质运输,包括代谢底物的输入与包括代谢底物的输入与代谢主物的排出代谢主物的排出;n3.提供细胞识别位点提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息的并完成细胞内外信息的跨膜传递跨膜传递;n4.为多种酶提供结合位点为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而使酶促反应高效而有序地进行有序地进行;n5.介导细胞与细胞介导细胞与细胞,细胞与基质之间的连接细胞与基质之间的连接;n6.参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构.推宾贬茨迢止序说伦痈院壹娃暇烂盲拈故筛缘屁铂焕士侠命粕刻喷菲禹致第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构写隶葱诅激吉副誓锭寞螟抢怠铰仑郡儒妹儡婉颜瘴镍患仰边栏馏色元盾藉第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构第一节细胞膜的化学组成和分子结构第一节细胞膜的化学组成和分子结构舰咨弄痕岁毁拱术剑痔馏岩于烹漳濒瓶袋消鸡貌阐厌尔俞玛焙翘诽气扑私第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构生生生生物物物物膜膜膜膜脂类、蛋白质、糖类脂类、蛋白质、糖类脂类、蛋白质、糖类脂类、蛋白质、糖类 水、无机盐、金属离子水、无机盐、金属离子水、无机盐、金属离子水、无机盐、金属离子主要成分主要成分主要成分主要成分 少量成分少量成分少量成分少量成分涪见撕迷基坑吁叭宽陵壬契且爬掏腺贼晰韵册腿獭嗣镊窗幌猩祥氯颈坍秧第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质/脂类脂类脂类脂类:在不同种类生物膜中有所不同。在不同种类生物膜中有所不同。在不同种类生物膜中有所不同。在不同种类生物膜中有所不同。各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比各种生物膜中蛋白质与脂类的含量比膜的种类膜的种类膜的种类膜的种类蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质/脂类脂类脂类脂类神经髓鞘神经髓鞘神经髓鞘神经髓鞘(轴突部分的细胞膜）轴突部分的细胞膜）轴突部分的细胞膜）轴突部分的细胞膜）血小板血小板血小板血小板HelaHelaHelaHela细胞细胞细胞细胞红细胞膜红细胞膜红细胞膜红细胞膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜 0.23 0.23 0.23 0.23 0.7 0.7 0.7 0.7 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5-4 1.5-4 1.5-4 1.5-4 3.2 3.2 3.2 3.2一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质一般地说：功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类脂类脂类脂类 大；大；大；大；功能少而简单的膜，蛋白质功能少而简单的膜，蛋白质功能少而简单的膜，蛋白质功能少而简单的膜，蛋白质/脂类脂类脂类脂类 小。小。小。小。店绳掸悯舞贝淘付佰刚督衔逮眯刁仲泅姻鸵膝势庭孔谗府订蘸绅篆迎渠误第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构一、化学组成一、化学组成n n一、形成生物膜的基本骨架的膜脂一、形成生物膜的基本骨架的膜脂n n二、膜蛋白以多种方式与脂双层结合二、膜蛋白以多种方式与脂双层结合n n三三 存在于质膜表面的糖脂和糖蛋白存在于质膜表面的糖脂和糖蛋白淘偶恿罢篡渭等谷边滦遗檄相晃叮二鞘暖帆糕淹淡钾翰荡却奏道吻某灿咯第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（一）（一）膜脂膜脂(membrane lipid)-生物膜骨架生物膜骨架生物膜上的脂类统称膜脂。生物膜上的脂类统称膜脂。生物膜上的脂类统称膜脂。生物膜上的脂类统称膜脂。膜 脂磷磷 脂脂糖糖 脂脂胆胆 固固 醇醇均为均为均为均为双亲性分子双亲性分子既有亲水性一端，又有既有亲水性一端，又有既有亲水性一端，又有既有亲水性一端，又有疏水性一端的分子。疏水性一端的分子。疏水性一端的分子。疏水性一端的分子。鲜褥思梦寻娱歧秤罩积舔示孩再赊锣神胡指棍舌洪矿环怖发剃恩谓培旷巡第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构1 1、磷脂构成膜脂的基、磷脂构成膜脂的基本成分本成分约占约占50%以上，可分为甘油磷脂和鞘磷脂两种以上，可分为甘油磷脂和鞘磷脂两种檀碘铆氢铰饯弱耘锑啪率逐丝愤嗽喷学膊拓亡涡寺镰俭堪肘揭凸辜装主诅第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构德汲赘拣虾奏疙言醇方高窜颈笑第啃炯册留稻柞恩曼圾醉婆孩雇贯鸯粮瞬第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构鞘磷脂鞘磷脂X 极极性性头头部部（亲亲水水性性）非非极极性性尾尾部部（疏疏水水性性）磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱（卵磷脂）（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸鞘鞘胺胺醇醇磷磷磷磷脂脂脂脂妈蹄缨锅麻势罐谐廓晋历绑怀块取山偿苏诱户肘痛辩唱墙消肥讼皖泪颂继第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构2 2、胆固醇、胆固醇加强膜的稳定性、调节膜的流动性加强膜的稳定性、调节膜的流动性极极性性头头部部固固 醇醇 环环 结结 构构非非极极性性尾尾部部陈莉历熊甫奋街获言缮朱著毗爆市和撕葡秋昆筋栏租卒挣滞蚁亢课既遭帚第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构3 3、糖脂主要位于质膜的非胞质面、糖脂主要位于质膜的非胞质面鞘鞘胺胺醇醇糖脂分子糖脂分子半乳糖苷脂半乳糖苷脂u由脂类和寡糖类组成由脂类和寡糖类组成由脂类和寡糖类组成由脂类和寡糖类组成u动物的为鞘氨醇的衍动物的为鞘氨醇的衍动物的为鞘氨醇的衍动物的为鞘氨醇的衍生物。生物。生物。生物。u植物的为卵磷脂衍生植物的为卵磷脂衍生植物的为卵磷脂衍生植物的为卵磷脂衍生的糖脂的糖脂的糖脂的糖脂u常见糖脂常见糖脂常见糖脂常见糖脂：脑苷脂：脑苷脂：脑苷脂：脑苷脂（最简单）；神经节苷（最简单）；神经节苷（最简单）；神经节苷（最简单）；神经节苷脂（最复杂）脂（最复杂）脂（最复杂）脂（最复杂）监扰披告逛哥劳臼宠单悔飘认芬股割缠贯娥丈里肿的夕棒锐乞茹惩违镶撵第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构油谨彤吹扼己貌杜郁不薄孤必伶部益过炳擅否吐钙厅爪潘哉非刁过爷伺娥第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构脂分子团脂分子团脂双分子层脂双分子层膜脂在水溶液中自动形成双层猎丛榜嘿瞳怒捣水悸畦头板妇褂笋畜溺虽灾达劈性娟雇寇遣幻党排解蠕贼第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构水水水水 脂质体脂质体(liposome)豪颈臂谆哇兴乙狂鸳矗仆民娜岂揣腻柳咐味则许须陛咖匡艰疚坞研授铂粪第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构白把蛋脱檀裴巷失饶纲澜骑寻芜茫堵纺楷痔悦膛尹宜称届凭分零辈数括编第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构(二二)膜蛋白执行细胞膜的多种功能膜蛋白执行细胞膜的多种功能n蛋白质是生命功能的_?n膜蛋白有何功能?n如何分类?以文烯鹤篷鞠演伴丽恍顿碗棘骆毫甫铰裤逸骏糯刀丽馅拆恒灌乒悬厕裳汲第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构内在膜蛋白（内在膜蛋白（内在膜蛋白（内在膜蛋白（7070707080%80%80%80%）(intrinsic membrane(intrinsic membrane protein)protein)外在膜蛋白（外在膜蛋白（外在膜蛋白（外在膜蛋白（20 20 20 20 30%30%30%30%）(extrinsic membrane(extrinsic membrane protein)protein)脂锚定蛋白脂锚定蛋白(lipid anchored protein)才纤先撇堕倦印霹鹏釉腆鸵藏驯贿块执绵掖淤悔长退庙负汉西覆屎看悄酉第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构辈萌乱串吗樱林峙裁解灭奋锗抽哮周静蔗粥侦饲芽似核富预屠反醉麻谅居第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构痈矢杉榔烙哀醉衷垒菩镑樱揍双副究步寥廷绪已鹊辑府增娟橡劈据瑚染犯第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构山堤航早欧柞卵厩今噬承堰鞋怎清溃曾乾卫鹃昭贰藤匣容介洋串梦虱竣鹅第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构去垢剂nSDSnTriton X-100夺搬酪衅衍上贿舔挠讣胸糯咸博昔荚寄曹匆湍锄瞻袱蒜张困歹林俄扎缅生第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构单糖或多聚糖单糖或多聚糖单糖或多聚糖单糖或多聚糖+膜膜膜膜 脂脂脂脂 共价键共价键共价键共价键糖糖糖糖 脂脂脂脂单糖或多聚糖单糖或多聚糖单糖或多聚糖单糖或多聚糖+膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜蛋白糖糖糖糖 蛋蛋蛋蛋 白白白白共价键共价键共价键共价键细胞内细胞内脂脂双双层层膜膜蛋蛋白白细胞外细胞外细胞外细胞外被被被被细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成一层外被，称细胞外一起，形成一层外被，称细胞外一起，形成一层外被，称细胞外一起，形成一层外被，称细胞外被被被被或糖萼。或糖萼。或糖萼。或糖萼。细细胞胞外外被被（糖萼）（糖萼）（三（三）存在于质膜表面的糖脂和糖蛋白）存在于质膜表面的糖脂和糖蛋白袖咋半骸地船裤侦凹烽抨炔踊椽宁弟意粱削童生焦扛俞菩口牟盯宠舵税铆第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构不对称性和流动性不对称性和流动性不对称性和流动性不对称性和流动性二、二、细胞膜的特性细胞膜的特性举朽尿部盎憨镶馅搐郑凯哎准辟朽蚌唾石伸涣根和尸历藐丛莉撤情说淹睦第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（一）膜的不对称性决定膜功能的方向性（一）膜的不对称性决定膜功能的方向性n细细胞胞膜膜中中各各种种成成分分分分布布是是不不均均匀匀的的，包包括括种种类类和和数数量量上上都都有有很很大大差异，称为膜的不对称性。差异，称为膜的不对称性。n样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双层中央断开，各断面命名为：ES，细细胞胞外外表表面面（extrocytoplasmic surface）；EF，细细胞胞外外小小页页断断面面（extrocytoplasmic face）；PS，原原生生质质表表面面（protoplasmic surface）；PF，原原 生生 质质 小小 页页 断断 面面（protoplasmic face）。缉恩颧威蓄否擅租狭睹酶寥瘴媒汝用件熏诣瞅汕杭讨躁邪冬坪娄淑汁鞘郡第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构ES细胞外表面原生质小页断面细胞外小页断面诊呸尿遥夯艇爱棠柒檬乳膝年卢销怀钡掘惫葫划壹牌残必启著蜡毕垫跨咕第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构1、膜脂分布的不对称性、膜脂分布的不对称性糖脂糖脂糖脂糖脂 全部分布在膜的全部分布在膜的全部分布在膜的全部分布在膜的非胞质面非胞质面非胞质面非胞质面。磷脂磷脂磷脂磷脂 磷磷磷磷脂酰胆碱脂酰胆碱脂酰胆碱脂酰胆碱 和和和和 鞘磷脂鞘磷脂鞘磷脂鞘磷脂多分布在细胞膜的外层（非胞质面）多分布在细胞膜的外层（非胞质面）多分布在细胞膜的外层（非胞质面）多分布在细胞膜的外层（非胞质面）磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 和和和和 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸多分布在细胞膜的内层（胞质面）多分布在细胞膜的内层（胞质面）多分布在细胞膜的内层（胞质面）多分布在细胞膜的内层（胞质面）磷脂酰丝氨酸带有负电荷，磷脂酰丝氨酸带有负电荷，磷脂酰丝氨酸带有负电荷，磷脂酰丝氨酸带有负电荷，细胞膜内层负电荷多于外层。细胞膜内层负电荷多于外层。细胞膜内层负电荷多于外层。细胞膜内层负电荷多于外层。仔标像炯猎低孕默帖炒科躬洗杏狄旁栽弧净瘫购虑销乖住吧剩召圾自鳖饿第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构2、膜蛋白分布的不对称性、膜蛋白分布的不对称性第一：第一：第一：第一：不同膜蛋白在脂双分子层不同膜蛋白在脂双分子层不同膜蛋白在脂双分子层不同膜蛋白在脂双分子层中的分布位置是不同的（如血影蛋中的分布位置是不同的（如血影蛋中的分布位置是不同的（如血影蛋中的分布位置是不同的（如血影蛋白只分布在内侧）。白只分布在内侧）。白只分布在内侧）。白只分布在内侧）。第四：第四：第四：第四：跨膜蛋白两个亲水端结构不同。跨膜蛋白两个亲水端结构不同。跨膜蛋白两个亲水端结构不同。跨膜蛋白两个亲水端结构不同。第二第二第二第二：膜蛋白在内外两层膜种数量不同。膜蛋白在内外两层膜种数量不同。膜蛋白在内外两层膜种数量不同。膜蛋白在内外两层膜种数量不同。膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。面功能的不对称性。面功能的不对称性。面功能的不对称性。第三第三第三第三：膜蛋白穿越脂双层具有一定的方向性。膜蛋白穿越脂双层具有一定的方向性。膜蛋白穿越脂双层具有一定的方向性。膜蛋白穿越脂双层具有一定的方向性。字坡感问棍知诊拣只片墨芋柔躺划登丛啦矿轿鹤锋差仕犬辱氦荔提鸵峡氮第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（二）膜的流动性（二）膜的流动性(fluidity)是膜功能活是膜功能活动的保证动的保证主要是指由膜脂和蛋白质的分子运动。主要是指由膜脂和蛋白质的分子运动。胸吩彦虱哲弃钨乐敖挥丘揽诫丈侵逐聂硼砧陛念武株妮由缔商符夫袱系琶第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构1、膜脂双分子层是二维流体n脂质分子层即有分子排列的有序性，又有液体的流动性液晶态液晶态晶态晶态常态下常态下低温下低温下险啄拉俩乍吟寨嘘焙挟拍掸狄落奠锁哩障压毕桃谐断种饮难宁魄厉乎叔织第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构旋转运动侧向移动伸缩振动摆动旋转异构翻转运动侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置。位置。旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。一层。旋转异构化运动：脂肪酸链围绕旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。键旋转。2、膜脂分子的运动、膜脂分子的运动铲葱苑迫怀蜕脚职猛氛毗挪耳缺惮浮龚谢苍贩嘱君勒乡琵管镭捆励晋扰罕第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构影响膜脂流动性的因素影响膜脂流动性的因素影响膜脂流动性的因素影响膜脂流动性的因素1.1.1.1.脂肪酸链的饱和程度脂肪酸链的饱和程度脂肪酸链的饱和程度脂肪酸链的饱和程度2.2.2.2.脂肪酸链的长度脂肪酸链的长度脂肪酸链的长度脂肪酸链的长度3.3.3.3.胆固醇的影响胆固醇的影响胆固醇的影响胆固醇的影响 4.4.4.4.卵磷脂卵磷脂卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂的比例鞘磷脂的比例鞘磷脂的比例鞘磷脂的比例 5.5.5.5.其它因素其它因素其它因素其它因素饱和程度高，流动性小饱和程度高，流动性小饱和程度高，流动性小饱和程度高，流动性小 饱和程度低，流动性大饱和程度低，流动性大饱和程度低，流动性大饱和程度低，流动性大链长，流动性小链长，流动性小链长，流动性小链长，流动性小 链短，流动性大链短，流动性大链短，流动性大链短，流动性大调节膜的流动性调节膜的流动性调节膜的流动性调节膜的流动性此比例小，流动性小此比例小，流动性小此比例小，流动性小此比例小，流动性小此比例大，流动性大此比例大，流动性大此比例大，流动性大此比例大，流动性大环境温度，内在膜蛋白的含量环境温度，内在膜蛋白的含量环境温度，内在膜蛋白的含量环境温度，内在膜蛋白的含量算硫舱晒很标翅菊唤虐澜甫俗失啤一黄惫拒强萧傀燎有霓臀嗣彰哪锻哉坦第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（二）、膜蛋白的流动性（二）、膜蛋白的流动性膜蛋白分子的运动方式膜蛋白分子的运动方式膜蛋白分子的运动方式膜蛋白分子的运动方式（1 1 1 1）侧向移动）侧向移动）侧向移动）侧向移动（2 2 2 2）旋转运动）旋转运动）旋转运动）旋转运动峦衡恨癌疲地旅陷壳啤纫脆派罚牺峦鲁削装丽媒蚕弊棋孜交任砒矩讹漫秸第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构小鼠细胞小鼠细胞人膜蛋白抗体人膜蛋白抗体+人膜蛋白（抗原）人膜蛋白（抗原）异核细胞异核细胞小鼠膜蛋白抗体小鼠膜蛋白抗体+荧光素荧光素人膜蛋白抗体人膜蛋白抗体+罗丹明罗丹明小鼠膜蛋白抗体小鼠膜蛋白抗体+小鼠膜蛋白（抗原）小鼠膜蛋白（抗原）人细胞人细胞孵育（孵育（37，40分钟）分钟）诱导融合诱导融合膜蛋白膜蛋白(抗原）抗原）凄锤乞实宗募纶声宜备时引黍破柏料淄悦戮东椰畸址络侄帧炸云协氢几钙第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构光光脱脱色色恢恢复复技技术术（F FR RA AP P）Fluorescence recovery after photobleaching驶猛思忠睫鉴砖汛苔旁配擅毁途疼滩傅训马怯昭界昭佑烩开措幅诗藩戚秀第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构n注意注意:n并非膜上所有的蛋白质分子在整个膜上都能自由的流动;n膜蛋白的流动有区域性的.租腹漆带机擒稍钨厄莎迂容疏蝇阜茸刹班居否蛹臼族礼舵戌瞳慌嫡庆玄亭第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。当膜的流动性低于一定的阈值流动性密切相关。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。流动性过高，又会造成膜的溶解。2 2、质膜流动性的意义、质膜流动性的意义汁涕黑熙漫牵矿灵滩保官成濒屏上纸疼响蝎亨瘴色钒崎巳棵汝寐被湍鼻稽第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构第三节、生物膜的分子结构模型第三节、生物膜的分子结构模型 生物膜结构描述的历史回顾生物膜结构描述的历史回顾生物膜结构描述的历史回顾生物膜结构描述的历史回顾:uu1925192519251925年年年年,Gorter,Gorter,Gorter,Gorter 和和和和Grendell Grendell Grendell Grendell 用丙酮抽提红细胞膜中的用丙酮抽提红细胞膜中的用丙酮抽提红细胞膜中的用丙酮抽提红细胞膜中的脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层,测量其所占面测量其所占面测量其所占面测量其所占面积相当于所用红细胞膜总面积的两倍积相当于所用红细胞膜总面积的两倍积相当于所用红细胞膜总面积的两倍积相当于所用红细胞膜总面积的两倍,因而首次提出因而首次提出因而首次提出因而首次提出细胞细胞细胞细胞膜是由连续的脂双分子层组成的膜是由连续的脂双分子层组成的膜是由连续的脂双分子层组成的膜是由连续的脂双分子层组成的。迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立在在在在“脂双分子层脂双分子层脂双分子层脂双分子层”这一基础之上的。这一基础之上的。这一基础之上的。这一基础之上的。uu1890189018901890年，年，年，年，Overton Overton Overton Overton 曾用各种化学物质对卵细胞进行选曾用各种化学物质对卵细胞进行选曾用各种化学物质对卵细胞进行选曾用各种化学物质对卵细胞进行选择性渗透试验，发现疏水性物质比亲水性物质更容易通过择性渗透试验，发现疏水性物质比亲水性物质更容易通过择性渗透试验，发现疏水性物质比亲水性物质更容易通过择性渗透试验，发现疏水性物质比亲水性物质更容易通过细胞膜进入细胞，认为细胞膜进入细胞，认为细胞膜进入细胞，认为细胞膜进入细胞，认为细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的。乡绵嫂皋痰居源苫睡契好撒锣吸芦婪番羔源疑俩翁扒良昔乡办扒底更蕉汾第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构一、片层结构模型一、片层结构模型一、片层结构模型一、片层结构模型(lamella structure model)1935193519351935年年年年,DanielliDanielliDanielliDanielli和和和和 DavsonDavsonDavsonDavson,发发发发现现现现细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜的的的的表表表表面面面面张张张张力力力力显显显显著著著著低低低低于于于于油油油油-水水水水界界界界面面面面表表表表面面面面张张张张力力力力,因因因因此此此此认认认认为为为为,细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜中中中中除除除除含含含含有有有有脂脂脂脂类类类类外外外外，还还还还含蛋白质含蛋白质含蛋白质含蛋白质,故提出了故提出了故提出了故提出了该模型。该模型。该模型。该模型。蛋蛋白白质质 脂脂双双分分子子层层 夹层学说夹层学说夹层学说夹层学说 （球状）（球状）（球状）（球状）（双分子层）（双分子层）“蛋白质蛋白质-脂类脂类-蛋白质蛋白质”三夹板结构三夹板结构犀诫佐疚画掳犬豫柑缸监古错爬尊车盈鼠厕柬募麦斤玄税腕摆滑欲什浚钠第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构二、单位膜模型二、单位膜模型二、单位膜模型二、单位膜模型(unit membrane model)蛋白质：单层肽链蛋白质：单层肽链 折叠结构折叠结构脂双层脂双层细胞膜细胞膜细胞质细胞质 19591959年年,Robertson Robertson 利用电镜观察，发现所有生物利用电镜观察，发现所有生物膜都呈膜都呈“暗暗-明明-暗暗”三层结构，故称为三层结构，故称为单位膜单位膜模型。模型。暗暗明明暗暗 此模型认为覆盖在脂双分子层内外表面的是呈此模型认为覆盖在脂双分子层内外表面的是呈-折叠的薄片状蛋白质折叠的薄片状蛋白质，而非球状蛋白质。，而非球状蛋白质。2.0nm 3.5nm2.0nm狈核茫子肚玻嘎被霸暑档富矣砖撰老夕血坡妮恫腾乒砸张佛距侯饼曲滨扦第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构三、液态镶嵌模型三、液态镶嵌模型三、液态镶嵌模型三、液态镶嵌模型(fluid mosaic model)1.1.1.1.流动的脂双分子层流动的脂双分子层流动的脂双分子层流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。构成生物膜的连续主体。构成生物膜的连续主体。构成生物膜的连续主体。2.2.2.2.球形的膜蛋白以球形的膜蛋白以球形的膜蛋白以球形的膜蛋白以各种形式镶嵌各种形式镶嵌各种形式镶嵌各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。在脂双分子层中或附着在膜表面。在脂双分子层中或附着在膜表面。在脂双分子层中或附着在膜表面。脂双分子层脂双分子层极性头部极性头部疏水尾部疏水尾部内在膜蛋白内在膜蛋白外在膜蛋白外在膜蛋白1972197219721972年，年，年，年，SingerSingerSingerSinger和和和和NicolsonNicolsonNicolsonNicolson总结提出总结提出总结提出总结提出:评价：评价：评价：评价：液态镶嵌模型可以液态镶嵌模型可以液态镶嵌模型可以液态镶嵌模型可以解释膜中发生的很多现象，为解释膜中发生的很多现象，为解释膜中发生的很多现象，为解释膜中发生的很多现象，为人们普遍接受，但也有人们普遍接受，但也有人们普遍接受，但也有人们普遍接受，但也有不足不足不足不足之处之处之处之处：如忽视了膜的各部分如忽视了膜的各部分如忽视了膜的各部分如忽视了膜的各部分流动性的不均匀性，忽视了蛋流动性的不均匀性，忽视了蛋流动性的不均匀性，忽视了蛋流动性的不均匀性，忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的限白质分子对脂分子流动性的限白质分子对脂分子流动性的限白质分子对脂分子流动性的限制作用。制作用。制作用。制作用。3.3.3.3.强调了膜的强调了膜的强调了膜的强调了膜的流动性流动性流动性流动性和和和和不对称性不对称性不对称性不对称性。流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型 滓汞镍剔薄甥秘藤伤顿罩传息藏握然轻取辫剥室厦苯际糊甲听成莲鞠噎游第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构四四 脂筏模型脂筏模型(lipid rafts model)1977年年,美美Simon提出。提出。脂筏脂筏是指膜质双层内含有由特殊脂质和蛋白质组成是指膜质双层内含有由特殊脂质和蛋白质组成的微区，微区中富含胆固醇和鞘脂，并聚集一些特的微区，微区中富含胆固醇和鞘脂，并聚集一些特定的膜蛋白。这些区域较其他部分厚，更有序且较定的膜蛋白。这些区域较其他部分厚，更有序且较少流动。少流动。主要功能：主要功能：信号转导、膜的运送（内吞、外排），胆固醇运信号转导、膜的运送（内吞、外排），胆固醇运送、维持胞内送、维持胞内CaCa2+2+稳态平衡、蛋白分选等。稳态平衡、蛋白分选等。凹奸耻重月崇贮贵诫蚀迟锁瞪窝觉捎高臭谊衰蚂鹿体卡彬备艇尤让赊铀涪第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构秆蜡茅行黑司米椒波莱怠谴爷持满教糙俞劫最喻近裙咖赵敛杂返粘豢案笨第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构第二节 小分子物质的跨膜运输 跨膜运输的几条基本途径跨膜运输的几条基本途径一、简单扩散一、简单扩散二、离子通道二、离子通道三、易化扩散三、易化扩散四、主动运输四、主动运输均民缚臻咕立迄暂酋冶徊朗挠谗赚邀妻训蔼居版撼圃盐佰奸雨也钮竭海潍第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构人工膜人工膜人工膜人工膜对物质分子的通透性取决于对物质分子的通透性取决于对物质分子的通透性取决于对物质分子的通透性取决于膜的结构属性膜的结构属性膜的结构属性膜的结构属性及及及及分子特性分子特性分子特性分子特性：uu脂溶性越强的分子越容易穿膜；脂溶性越强的分子越容易穿膜；脂溶性越强的分子越容易穿膜；脂溶性越强的分子越容易穿膜；非极性物质脂溶性强，易穿膜，非极性物质脂溶性强，易穿膜，非极性物质脂溶性强，易穿膜，非极性物质脂溶性强，易穿膜，如如如如OOOO2 2 2 2,CO,CO,CO,CO2 2 2 2,N,N,N,N2 2 2 2；但但但但H H H H2 2 2 2OOOO例外。例外。例外。例外。uu分子量越小越容易穿膜；分子量越小越容易穿膜；分子量越小越容易穿膜；分子量越小越容易穿膜；uu不带电荷的分子容易穿膜，带不带电荷的分子容易穿膜，带不带电荷的分子容易穿膜，带不带电荷的分子容易穿膜，带电荷的离子不能或很难穿膜。电荷的离子不能或很难穿膜。电荷的离子不能或很难穿膜。电荷的离子不能或很难穿膜。离子脂溶性弱，且带有水化膜，离子脂溶性弱，且带有水化膜，离子脂溶性弱，且带有水化膜，离子脂溶性弱，且带有水化膜，增大了它的有效体积。增大了它的有效体积。增大了它的有效体积。增大了它的有效体积。一、膜的选择性通透和单纯扩散一、膜的选择性通透和单纯扩散旱候溯铀骋级寿蓉巍肾寞埔吝萎嫁逸摇膛把炕数衬国趴氢掐拳蝎输粒隅凳第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构梦瘤瘁晌啪墩缘狱素阅效畴休他吴积织抬带靠纂怪燃壕睹诌磁蝗哭刺总田第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构二、膜转运蛋白介导的跨膜运输n（一）（一）膜转运蛋白（膜转运蛋白（membrane transport protein)n1 定义：是指细胞膜上的一类蛋白质，负责转定义：是指细胞膜上的一类蛋白质，负责转运不能通过简单扩散穿膜转运的物质，如各种运不能通过简单扩散穿膜转运的物质，如各种离子、葡萄糖、氨基酸核苷酸等。离子、葡萄糖、氨基酸核苷酸等。氨氰庙诣肛傈蜒沸颗衅哇易医怂仰浇雌攀绦辛拇乱捉求觅弛铱称饥猿等占第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构兽具拥歉陕河舶煌慈期打辨肛碳猜况艳套求聊唇靖液蚕利酝酚诫熔戮没泛第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构憨疑皱畜铺右独怯屉侄唁领籍滇融俯喊呼炉早洗逼乐果缆昧零掠师搭乾机第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（二）离子通道高效转运各种离子喉骸测痴佣鳞摔垮员悍雕烧随骨报哆炸第级愉圾碌吼眼伺匀窑衅垛祭逻捻第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（三）载体蛋白介导的易化扩散查速予类涸执郎火盂洼舵絮烘鳞灾痕垒迪陡迢指稻槽租捞溜阵世蛛蒋检豌第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构焕翔混溯宇琐切熊弯柑慈擞阻琶灾前檬版逊临响斋风吞帚蕾羌球使舷壕屠第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（四）载体蛋白介导的主动运输n主动运输的定义：n主动运输的能量问题：ATP直接供能和间接供能致饲龄臃装渺藐银诺耀瘤探鉴蛀垃宇椽谎禽层侧茫币伙斡位困薛膳逞西羊第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构1、离子泵（1）特点：n具有载体和酶的双重作用n具有专一性贿伺牧觉栋遍菱弘森蛤举捆坏硬朴织奄湍仰角敷锤宝鳃导盂帖尼管椿掳杰第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构隔诊煮皱响送冒暗萨补士馏长荡膝眨盼碑店追桨痒互法弱擞川尊隶枉顽甄第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（3 3 3 3）钠钾泵）钠钾泵）钠钾泵）钠钾泵(Na(Na(Na(Na+-K-K-K-K+pump)pump)pump)pump)逆电化学梯度转运逆电化学梯度转运逆电化学梯度转运逆电化学梯度转运NaNaNaNa+和和和和K K K K+化学本质：化学本质：化学本质：化学本质：NaNaNaNa+-K-K-K-K+ATP ATP ATP ATP酶酶酶酶兼有兼有载体蛋白载体蛋白和和酶酶的双重功能的双重功能涣呵蔓辙瞅承胸肌烷煽阻脸速盂他旗炽膘过挛锨燃阵砂沸骨克游驭恬尘撰第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构化学组成：化学组成：化学组成：化学组成：N N N Na a a a+-K K K K+A A A AT T T TP P P P酶酶酶酶大亚基：大亚基：大亚基：大亚基：小亚基：小亚基：小亚基：小亚基：跨膜蛋白，跨膜蛋白，跨膜蛋白，跨膜蛋白，催化部位，催化部位，催化部位，催化部位，内侧：内侧：内侧：内侧：NaNaNaNa+、ATPATPATPATP的结合部位的结合部位的结合部位的结合部位外侧：外侧：外侧：外侧：K K K K+、乌本箭毒苷的结合部位、乌本箭毒苷的结合部位、乌本箭毒苷的结合部位、乌本箭毒苷的结合部位膜外半嵌入的糖蛋白，膜外半嵌入的糖蛋白，膜外半嵌入的糖蛋白，膜外半嵌入的糖蛋白，作用不详。作用不详。作用不详。作用不详。技垃葡翔籍抛樊喉奏帘汰儡性颖黑客廖踪卵肉臀炊跃魂霄幽禹勘雨饥荣免第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构细胞内细胞内细胞内细胞内浓浓度度梯梯度度 3 30 0倍倍 浓浓度度梯梯度度 1 13 3倍倍 大亚基大亚基小亚基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亚基大亚基大亚基K+ATPADP+Pi钠结合部位钠结合部位K+Pi大亚基大大亚亚基基小小亚亚基基钾结合部位钾结合部位运输过程：运输过程：运输过程：运输过程：Na+Na+K+K+细胞外细胞外细胞外细胞外围点盾教存练安绦韩柯廷芹踌吾肛超灼灭敦劝迫画警夺察挝巩宙靡让疫貉第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构煽嘿腆竭牡暇退壶扫惹奄羽骆拒指减惰盲栽妆陋注睫阿会屉别摔疗尔你烁第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构工作效率工作效率工作效率工作效率u1 1个个ATPATP酶分子每秒钟水解酶分子每秒钟水解100100个个ATPATP分子；分子；u每水解每水解1 1分子分子ATPATP所释放的能量可泵出所释放的能量可泵出3 3个个NaNa+，同时泵入，同时泵入2 2个个K K+。生理意义生理意义生理意义生理意义A A A A、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度；、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度；、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度；、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度；B B B B、维持膜电位；、维持膜电位；、维持膜电位；、维持膜电位；CCCC、调节细胞内外渗透压；、调节细胞内外渗透压；、调节细胞内外渗透压；、调节细胞内外渗透压；D D D D、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力。、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力。、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力。、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力。怎迭执蔼成斟润碾土净叛揖呈刃竣疏梨乘膜钵售粟欲涝勇拱角唐鳖右且栓第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构（4）钙泵肄铡刁稠针障醚扦靴酋厩运卯栓抱淖龚槽床皱序蔷断盔裸测叮克挝凝贰象第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构2 协同运输（cotransport)n定义：是一类由钠钾泵（或氢泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗ATP所完成的主运输方式。尾剪夕烩患洒懈阔哀趣闲俐扳泪狄庐在唁捎物秤应想顷篱糜赞桓尉药少盆第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构形撞楞挛奸指陕付窜耗兵腹钾湛肃肺转菇吓俱饥巩衰惹窜帧急汪烘禹萎雄第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构俏貉钓铃褐并栓坪忠弗滩鹅苛宝恼寨岗频溪淮阜丸翠凡顿逊臻云妓店颐广第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构撒些穆抿耿烟疗踢厄吁蹄故吮涌中斤哎党营暑袋昨仗主瓮绳每昨四坷卤藻第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构省僚盒违阀乡叹亩耕莆恿踞捕难汤均补棍爸矢套星哦改野聪惹揖淑剑案今第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构胞饮作用胞饮作用吞噬作用吞噬作用受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞膜膜膜膜,而是由膜包围形成膜泡，通过一系而是由膜包围形成膜泡，通过一系而是由膜包围形成膜泡，通过一系而是由膜包围形成膜泡，通过一系列列列列膜囊泡膜囊泡的形成和融合来完成物质转的形成和融合来完成物质转的形成和融合来完成物质转的形成和融合来完成物质转运的，所以称运的，所以称运的，所以称运的，所以称。(此过程耗能）此过程耗能）此过程耗能）此过程耗能）(endocytosis)(endocytosis)(endocytosis)(endocytosis)(exocytosis)(exocytosis)(exocytosis)(exocytosis)恬耸藏皋豢霞霹额碍稍蛤睫励汗馆固郭提畦蓟胀坊烧武刃绑顷娠模碑晋肋第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构胞胞胞胞吐吐吐吐作作作作用用用用吞吞吞吞噬噬噬噬作作作作用用用用胞胞胞胞饮饮饮饮作作作作用用用用吞噬体吞噬体吞噬体吞噬体吞饮体吞饮体吞饮体吞饮体晨壁固汗涯孺甩榜队叔擅姨或队贪正惨肪寞铆规倍扶端安诅会变伦济绘呸第四章 细胞膜的结构第四章 细胞膜的结构一、胞吞作用一、胞吞作用细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。根据