细胞膜与物质运输 (2)精选PPT.ppt
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1、关于细胞膜与物质运输(2)第1页,讲稿共61张,创作于星期三p细胞膜(质膜):是包围在细胞外周的一层薄膜,又称质膜(plasma membrane).p内膜:真核细胞存在的大量的膜性结构,它们组成了大量的细胞器。例如,ER、高尔基复合体、溶酶体等。p生物膜:内膜与细胞膜的统称。p单位膜(unit membrane):“二暗一明”的膜式结构叫三层夹板式结构。细胞膜细胞质第2页,讲稿共61张,创作于星期三第一节第一节 细胞膜研究的发展历程细胞膜研究的发展历程一、细胞膜由双层脂分子构成二、细胞膜学说的纷争三、细胞膜流动镶嵌模型是最佳的学说三、细胞膜流动镶嵌模型是最佳的学说第3页,讲稿共61张,创作于
2、星期三红细胞血影红细胞血影(细胞膜最佳研究材料细胞膜最佳研究材料)成熟的红细胞没有细胞器;成熟的红细胞没有细胞器;质膜是红细胞唯一的膜结构;质膜是红细胞唯一的膜结构;红细胞质膜易于提纯和分离。红细胞质膜易于提纯和分离。是将分离的红细胞放入低渗溶液中,水渗入到红细胞内部,红细胞膨胀、破裂,从而释放出血红蛋白,当红细胞的内容物渗漏之后、质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。第4页,讲稿共61张,创作于星期三流动镶嵌模型主要特点:流动镶嵌模型主要特点:1.膜质是由双层脂分子构成的;脂分子中间镶嵌着蛋白质。2.脂分子双层是流动的,不仅是脂分子,蛋白质也可流动。3.蛋白质嵌入细胞膜的方式各异,可分为整合蛋
3、白、外周蛋白。外周蛋白(周围蛋白)外周蛋白(周围蛋白):占膜蛋白的20%30%;多附在膜的内外表面,为水溶的,非共价地结合在镶嵌蛋白上。镶嵌蛋白(整合蛋白)镶嵌蛋白(整合蛋白):占膜蛋白的70%80%;不同程度镶嵌在脂双层的内部。第5页,讲稿共61张,创作于星期三第6页,讲稿共61张,创作于星期三第二节第二节 细胞膜的化学成分细胞膜的化学成分细胞膜细胞膜脂脂 类:占类:占50%蛋白质:占蛋白质:占4050%糖糖 类:占类:占1%10%一、膜脂一、膜脂均为兼性分子,脂双分子层是组成生均为兼性分子,脂双分子层是组成生物膜的基本骨架。物膜的基本骨架。第7页,讲稿共61张,创作于星期三1.磷脂磷脂 膜
4、脂的基本成分,主要有磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、磷酯酰丝氨酸和鞘磷脂四种。(一)磷脂、糖脂和胆固醇是膜脂的三种类型一)磷脂、糖脂和胆固醇是膜脂的三种类型水水水水水水磷脂分子团磷脂分子团磷脂双层磷脂双层磷脂脂质体磷脂脂质体第8页,讲稿共61张,创作于星期三02-10-15 Duan Changzhu 9 头部头部(极性)(极性)尾部尾部(非极性)(非极性)胆胆 碱碱磷磷 酸酸甘甘 油油脂脂肪肪酸酸脂脂肪肪酸酸 磷磷 脂脂第9页,讲稿共61张,创作于星期三 磷磷 脂脂磷磷脂脂磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸鞘磷脂鞘磷脂鞘鞘胺胺醇醇第10页,讲稿
5、共61张,创作于星期三2 2、糖脂、糖脂鞘鞘胺胺醇醇糖脂分子糖脂分子半乳糖苷脂半乳糖苷脂常见糖脂常见糖脂常见糖脂常见糖脂:半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂(最简单最简单最简单最简单)神经节苷脂神经节苷脂神经节苷脂神经节苷脂(最复杂最复杂最复杂最复杂)(Tay-sachs disease)糖脂也是糖脂也是两性分子两性分子,结构与磷脂,结构与磷脂相似,动物细胞糖脂多由一个相似,动物细胞糖脂多由一个或多个糖残基代替磷脂酰胆碱或多个糖残基代替磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。而与鞘氨醇的羟基结合。第11页,讲稿共61张,创作于星期三3.胆固醇:胆固醇:动物细胞膜中含量高达动物细胞膜中含量
6、高达30%-50%。平平面面甾甾环环结结构构非非极极性性尾尾部部极极性性头头部部第12页,讲稿共61张,创作于星期三1.侧向扩散侧向扩散2.自旋自旋3.翻转翻转4.摆动摆动(二)脂双层是流动的膜性结构二)脂双层是流动的膜性结构第13页,讲稿共61张,创作于星期三相变温度(相变温度(Tm):):脂分子由固态转变为液态的温度。影响膜影响膜Tm的因素:的因素:1.脂肪酸链的长度脂肪酸链的长度2.脂肪酸链的饱和程度脂肪酸链的饱和程度3.胆固醇的影响胆固醇的影响第14页,讲稿共61张,创作于星期三二、膜蛋白二、膜蛋白(一)膜蛋白存在的三种方式一)膜蛋白存在的三种方式1.跨膜型跨膜型 跨膜蛋白,分为单次穿
7、过、多次穿过和多亚基穿过。2.外周蛋白外周蛋白 多附在膜的内外表面,为水溶的,非共价地结合在镶嵌蛋白上。3.脂锚定型脂锚定型 特异性地附着在某些脂分子上,类似外周蛋白,但是以共价键与脂分子结合。膜蛋白功能:参与物质运输;细胞外信号受体;黏附作用;酶催化膜蛋白功能:参与物质运输;细胞外信号受体;黏附作用;酶催化作用。作用。第15页,讲稿共61张,创作于星期三1脂脂质质双双层层外表面外表面内表面内表面2345人红细胞影泡人红细胞影泡第16页,讲稿共61张,创作于星期三(二)用去垢剂可溶解膜蛋白二)用去垢剂可溶解膜蛋白常用的去垢剂:离子型(如十二烷基硫酸钠,SDS)-使蛋白质变性使蛋白质变性非离子型
8、(如曲拉通X-100,Trion X-100)-制备活性膜制备活性膜蛋白蛋白(三)膜蛋白也是流动的三)膜蛋白也是流动的第17页,讲稿共61张,创作于星期三小鼠细胞小鼠细胞标记人膜蛋白抗体标记人膜蛋白抗体+人人膜蛋白(抗原)膜蛋白(抗原)异核细胞异核细胞抗人膜蛋白抗体抗人膜蛋白抗体+荧光素荧光素A标记小鼠膜蛋白抗体标记小鼠膜蛋白抗体+小小鼠膜蛋白(抗原)鼠膜蛋白(抗原)人细胞人细胞孵育(孵育(370C,40分钟)分钟)诱导融合诱导融合膜蛋白膜蛋白(抗原)抗原)细胞融合细胞融合实实 验验(红色荧光染料红色荧光染料)(绿色荧光染料绿色荧光染料)抗小鼠膜蛋白抗体抗小鼠膜蛋白抗体+荧光素荧光素B第18页
9、,讲稿共61张,创作于星期三膜的不对称性膜的不对称性第19页,讲稿共61张,创作于星期三三、膜糖类三、膜糖类细胞衣细胞衣cell coat(糖萼):细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的(糖萼):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,称细胞衣或糖萼。糖蛋白等粘附在一起,形成一层外被,称细胞衣或糖萼。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链在细胞表面形成细糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链在细胞表面形成细胞被,又称糖萼。胞被,又称糖萼。细胞内细胞内脂脂双双层层膜膜蛋蛋白白细细胞胞衣衣第20页,讲稿共61张,创作于星期三第三节第三节 小分子物质的跨膜运输小分子物质的跨膜运输一、被动
10、运输一、被动运输自由扩散(简单扩散)自由扩散(简单扩散)协助扩散协助扩散第21页,讲稿共61张,创作于星期三高浓度低浓度1.简单扩散简单扩散不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白分子不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白分子而使物质由浓度高的一侧向浓度低一侧自而使物质由浓度高的一侧向浓度低一侧自由运动。由运动。第22页,讲稿共61张,创作于星期三高浓度高浓度低浓度离子通道:形成贯穿脂双层之间的离子通道:形成贯穿脂双层之间的通道。通道。载体蛋白:与特定溶质结合改变构载体蛋白:与特定溶质结合改变构象使溶质穿越细胞膜象使溶质穿越细胞膜。转运蛋白(跨膜蛋白)转运蛋白(跨膜蛋白)通道蛋白通道蛋白2.协助扩散协助扩散
11、离子离子第23页,讲稿共61张,创作于星期三帮助扩散可运输一些亲水性物质(糖等)和无机帮助扩散可运输一些亲水性物质(糖等)和无机离子等。离子等。载体蛋白载体蛋白高浓度低浓度第24页,讲稿共61张,创作于星期三通道蛋白通道蛋白配体配体高浓度低浓度配体闸门通道第25页,讲稿共61张,创作于星期三借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白,借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白,通过消耗代谢能量,将物质从低浓度处向高浓度通过消耗代谢能量,将物质从低浓度处向高浓度处的运输方式。处的运输方式。钠钠-钾泵钾泵实质实质:为为NaNa+-K-K+ATP ATP 酶,具有载体和酶的双重作用。酶,具有载体和酶的双
12、重作用。小亚基小亚基:为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白,其作用机制不详。其作用机制不详。大亚基:为贯穿膜全层的脂蛋白大亚基:为贯穿膜全层的脂蛋白,是该酶的催化部位。是该酶的催化部位。(一)(一)ATPATP提供能量的离子泵运输提供能量的离子泵运输 二、主动运输二、主动运输第26页,讲稿共61张,创作于星期三第27页,讲稿共61张,创作于星期三钾离子钾离子乌本苷乌本苷钾与乌本苷结合部位钾与乌本苷结合部位小小亚亚基基大大亚亚基基ATPADP+Pi钠离子钠离子细胞质细胞质钾钾浓浓度度梯梯度度30倍倍钠钠浓浓度度梯梯度度13倍倍+钠结合部位钠结合部位第28页,讲稿共61张,创作于星期三
13、大大亚亚基基小小亚亚基基ATPADP+Pi细胞质细胞质钾浓度梯度30倍钠浓度梯度13倍第29页,讲稿共61张,创作于星期三例:例:Na+顺浓度梯度运转的同时伴有葡萄糖或氨顺浓度梯度运转的同时伴有葡萄糖或氨基酸的逆浓度梯度运转。基酸的逆浓度梯度运转。同向协同同向协同运转常见于小肠吸收上皮细胞。运转常见于小肠吸收上皮细胞。同向运输同向运输:两种物质运输方向相同:两种物质运输方向相同逆向运输逆向运输:两种物质运输方向相反:两种物质运输方向相反例:例:Na+-Ca+和和Na+-H+交换载体交换载体Na+顺浓度梯顺浓度梯度进入细胞时供给能量使度进入细胞时供给能量使Ca+逆浓度梯度排出逆浓度梯度排出细胞外
14、,这是细胞向外环境驱钙的一种重要机细胞外,这是细胞向外环境驱钙的一种重要机制。制。(二)协同运输(二)协同运输第30页,讲稿共61张,创作于星期三同同向向运运输输钠离子浓钠离子浓钠离子浓钠离子浓度梯度驱度梯度驱度梯度驱度梯度驱动的葡萄动的葡萄动的葡萄动的葡萄糖主动运糖主动运糖主动运糖主动运输输输输第31页,讲稿共61张,创作于星期三钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输并不直接并不直接并不直接并不直接利用利用利用利用ATPATPATPATP,而,而,而,而是由钠钾泵产生的膜外是由钠钾泵产生的膜外是
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