第四章细胞表面优秀PPT.ppt
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1、第四章细胞表面第一页,本课件共有56页1 1 细胞表面结构、表面特性和表面活性细胞表面结构、表面特性和表面活性 一一.细胞表面结构细胞表面结构 生物膜的自主装在很大程度上依赖生物膜的自主装在很大程度上依赖 其构成成分其构成成分类脂和蛋白质的表面活性,类脂和蛋白质的表面活性,特别是它们所具有的表面活性物质的特别是它们所具有的表面活性物质的 两个基本特征:两个基本特征:吸附作用和聚集作用吸附作用和聚集作用第二页,本课件共有56页 质膜与内膜系统构成质膜与内膜系统构成细胞与环细胞与环境境、区间之间的区间之间的分隔界面或边界,分隔界面或边界,同时这些膜具有明显的表面特性和同时这些膜具有明显的表面特性和
2、表面活性,在膜功能上发挥重要作表面活性,在膜功能上发挥重要作用。用。第三页,本课件共有56页 细胞表面是个复杂的结构体系细胞表面是个复杂的结构体系和多功能体系。和多功能体系。从结构上分三个区:从结构上分三个区:存在于细胞外空间的糖萼存在于细胞外空间的糖萼 脂双层脂双层 胞浆面的膜骨架复合物胞浆面的膜骨架复合物第四页,本课件共有56页第五页,本课件共有56页糖萼:糖萼:(1)(1)细胞包被:细胞包被:质膜糖蛋白或糖脂伸向胞外部质膜糖蛋白或糖脂伸向胞外部分的糖链。虽是质膜的一部分,但在分的糖链。虽是质膜的一部分,但在细胞外侧,并能用糖苷酶等将其移去细胞外侧,并能用糖苷酶等将其移去而不使质膜或细胞受
3、到致命性损伤。而不使质膜或细胞受到致命性损伤。(2 2)细胞外表面粘附物:)细胞外表面粘附物:处于包被外而又与包被紧密粘处于包被外而又与包被紧密粘附的胞外基质(蛋白多糖、糖蛋白)。附的胞外基质(蛋白多糖、糖蛋白)。第六页,本课件共有56页 实际上这两层结构界限不清,用实际上这两层结构界限不清,用钌红染色时,染成一片,不易分辨,钌红染色时,染成一片,不易分辨,因此细胞膜外缘的两层复合物整体上因此细胞膜外缘的两层复合物整体上称为糖萼。称为糖萼。第七页,本课件共有56页二二.细胞表面特性和表面活性细胞表面特性和表面活性 脂双层固有的特性脂双层固有的特性 生物膜所特有的表面特性与活性生物膜所特有的表面
4、特性与活性第八页,本课件共有56页1.1.脂双层固有的特性和活性脂双层固有的特性和活性 如表面的物理化学特性、表面张力、如表面的物理化学特性、表面张力、界面电动力学活性。界面电动力学活性。通过对人工膜模型的研究获得有关通过对人工膜模型的研究获得有关数据。数据。第九页,本课件共有56页 表面张力是最主要的表面活表面张力是最主要的表面活性,脂双层的液晶态结构的表面性,脂双层的液晶态结构的表面能或表面张力是推动能或表面张力是推动生物膜的自生物膜的自我组装我组装、形态建成形态建成及其运动性及其运动性的基本力量之一。的基本力量之一。第十页,本课件共有56页2.2.生物膜所特有的表面特性与活性生物膜所特有
5、的表面特性与活性 如如:生物膜的粘附生物膜的粘附 生物膜的选择性通透生物膜的选择性通透 特异的受体反应特异的受体反应 生物膜中的蛋白生物膜中的蛋白(载体蛋白、通道蛋白、酶、载体蛋白、通道蛋白、酶、受体蛋白等)受体蛋白等)、表面糖萼、表面糖萼、胞浆膜骨架复合物胞浆膜骨架复合物都都会对生物膜所特有的表面特性与活性产生影响。会对生物膜所特有的表面特性与活性产生影响。第十一页,本课件共有56页 在考虑膜表面特性的同时还要考在考虑膜表面特性的同时还要考虑虑膜其它特性膜其它特性以及以及细胞的生理和代谢细胞的生理和代谢调节作用。调节作用。表面电荷、脂双层厚度、糖萼厚度、压缩系数表面电荷、脂双层厚度、糖萼厚度
6、、压缩系数第十二页,本课件共有56页2 2 细胞电泳细胞电泳1.1.质膜表面带电原因质膜表面带电原因 细胞表面存在带电基团,使其带有细胞表面存在带电基团,使其带有电荷(固定的表面电荷)。大多数动电荷(固定的表面电荷)。大多数动物细胞表面带有静负电荷,糖蛋白上物细胞表面带有静负电荷,糖蛋白上唾液酸的羧基是其负电荷的主要来源。唾液酸的羧基是其负电荷的主要来源。第十三页,本课件共有56页 细胞表面的净负电荷会吸引周细胞表面的净负电荷会吸引周围介质中的正离子靠近细胞表面。围介质中的正离子靠近细胞表面。而因扩散作用,这些离子又有远离而因扩散作用,这些离子又有远离细胞表面的倾向。其结果是,离膜细胞表面的倾
7、向。其结果是,离膜表面越远,离子浓度越稀。因此形表面越远,离子浓度越稀。因此形成一个垂直于细胞表面的电位梯度成一个垂直于细胞表面的电位梯度双电层总电位。双电层总电位。第十四页,本课件共有56页 吸附于细胞表面的正离子可分为两吸附于细胞表面的正离子可分为两层:层:(1 1)一层为吸附层:这部分离子紧一层为吸附层:这部分离子紧密排列在膜表面,厚度约为密排列在膜表面,厚度约为1nm1nm。这。这部分离子不易于离开细胞表面,并会部分离子不易于离开细胞表面,并会随细胞而运动。随细胞而运动。第十五页,本课件共有56页第十六页,本课件共有56页(2 2)其外侧的一层的正离子易于)其外侧的一层的正离子易于离开
8、膜表面扩散,形成扩散层离开膜表面扩散,形成扩散层。第十七页,本课件共有56页 两层离子的电荷的总和等于细胞两层离子的电荷的总和等于细胞表面的静负电荷总和。从另一个角表面的静负电荷总和。从另一个角度来看,细胞表面的固定电荷与吸度来看,细胞表面的固定电荷与吸附层电荷的净电荷总和与扩散层电附层电荷的净电荷总和与扩散层电荷的性质相反,数量相等。荷的性质相反,数量相等。第十八页,本课件共有56页 在外加直流电场作用下,吸附层电荷随细在外加直流电场作用下,吸附层电荷随细胞一起相对于介质而运动,双电层分离,并产胞一起相对于介质而运动,双电层分离,并产生一个电位差生一个电位差电位。电位。电位的大小与细胞表面电
9、荷的性质和数量电位的大小与细胞表面电荷的性质和数量有关,并随溶液中离子浓度的改变而改变。有关,并随溶液中离子浓度的改变而改变。电位仅在外加电场作用下细胞运动时才电位仅在外加电场作用下细胞运动时才能显现。能显现。第十九页,本课件共有56页2.2.细胞电泳细胞电泳 给细胞悬液外加直流电场时给细胞悬液外加直流电场时,细胞向某一电极细胞向某一电极移动的现象称为细胞电泳。移动的现象称为细胞电泳。(1 1)显微镜法)显微镜法 在光学显微镜下观察悬浮于溶液中的细胞在外加电场作在光学显微镜下观察悬浮于溶液中的细胞在外加电场作用下的移动。用下的移动。根据有无移动判断细胞表面是否带有电荷;根据有无移动判断细胞表面
10、是否带有电荷;根据移动的方向判断其电荷性质;根据移动的方向判断其电荷性质;根据移动的速率测定根据移动的速率测定电位和表面电荷密度;电位和表面电荷密度;第二十页,本课件共有56页(2 2)电泳光散射法)电泳光散射法 当光作用于移动粒子(细胞)时,当光作用于移动粒子(细胞)时,会发生散射,散射光的频率对入射光而会发生散射,散射光的频率对入射光而言有一个小的改变,即频移。言有一个小的改变,即频移。只要测出频移,可计算出电泳迁移只要测出频移,可计算出电泳迁移率。率。第二十一页,本课件共有56页3.3.细胞电泳在生物医学中的应用细胞电泳在生物医学中的应用 免疫学:免疫学:(1 1)淋巴细胞的电泳行为与表
11、面特征)淋巴细胞的电泳行为与表面特征 淋巴细胞的电泳迁移率有快慢两个峰,淋巴细胞的电泳迁移率有快慢两个峰,其中快峰的细胞具有其中快峰的细胞具有T T细胞的表面特征和生细胞的表面特征和生物学特点;而慢峰的细胞具有物学特点;而慢峰的细胞具有B B细胞的表面细胞的表面特征和生物学特点,因此可以用细胞电泳特征和生物学特点,因此可以用细胞电泳方法将方法将T T、B B两种细胞分开。两种细胞分开。第二十二页,本课件共有56页 造成两类淋巴细胞电泳迁移造成两类淋巴细胞电泳迁移率差异的原因是,率差异的原因是,T T细胞表面带细胞表面带有负电荷的神经氨酸比有负电荷的神经氨酸比B B细胞表细胞表面多,而带正电和的
12、基团则少面多,而带正电和的基团则少于于B B细胞表面。细胞表面。第二十三页,本课件共有56页(2 2)淋巴细胞与抗原识别反应的研究)淋巴细胞与抗原识别反应的研究 当淋巴细胞与抗原接触时,产生淋当淋巴细胞与抗原接触时,产生淋巴素类物质,其中有些物质可以作用于巴素类物质,其中有些物质可以作用于巨噬细胞表面并使其电泳迁移率变慢。巨噬细胞表面并使其电泳迁移率变慢。因此细胞电泳可作为检测淋巴细胞免疫因此细胞电泳可作为检测淋巴细胞免疫反应的一种简便工具,在临床上用本法反应的一种简便工具,在临床上用本法可以预测器官移植的效果。可以预测器官移植的效果。第二十四页,本课件共有56页 病理学病理学(1 1)细胞表
13、面电荷与其生物学)细胞表面电荷与其生物学 性质的关系性质的关系 多数实验证明,癌细胞表面较正多数实验证明,癌细胞表面较正常细胞带有更多的负电荷,而且其负常细胞带有更多的负电荷,而且其负电荷的多少与癌细胞的恶性程度、转电荷的多少与癌细胞的恶性程度、转移能力等成正相关。移能力等成正相关。第二十五页,本课件共有56页(2 2)细胞、血小板的表面电荷与)细胞、血小板的表面电荷与 血栓形成的关系血栓形成的关系 血栓形成中红细胞和血小板的凝集起重血栓形成中红细胞和血小板的凝集起重要作用,因而与红细胞、血小板和血管内皮要作用,因而与红细胞、血小板和血管内皮细胞表面电荷的变化有密切关系。实验表明,细胞表面电荷
14、的变化有密切关系。实验表明,这类病人的红细胞和血小板的电泳迁移率都这类病人的红细胞和血小板的电泳迁移率都比健康人要慢。这种变慢是细胞表面电荷减比健康人要慢。这种变慢是细胞表面电荷减少的结果。凡能使表面电荷减少的,例如饱少的结果。凡能使表面电荷减少的,例如饱和脂肪酸,均可减慢其电泳迁移率并促进红和脂肪酸,均可减慢其电泳迁移率并促进红细胞凝集。细胞凝集。第二十六页,本课件共有56页(3 3)末梢血细胞的电泳图与血液病)末梢血细胞的电泳图与血液病 健康人末梢血细胞电泳图可看到三个峰,低健康人末梢血细胞电泳图可看到三个峰,低速速-S-S峰、中速峰、中速-F-F峰、高速峰、高速-R-R峰。分别相当于白细
15、峰。分别相当于白细胞、淋巴细胞、红细胞所在的位置。在各种病理胞、淋巴细胞、红细胞所在的位置。在各种病理条件下,尤其是白细胞异常的各种疾病,电泳图条件下,尤其是白细胞异常的各种疾病,电泳图发生相应的变化。例如:淋巴细胞增多时,发生相应的变化。例如:淋巴细胞增多时,F F峰峰明显高于明显高于S S峰,并向左右扩展。峰,并向左右扩展。第二十七页,本课件共有56页 噬中性粒细胞增多时,噬中性粒细胞增多时,S S峰明显峰明显高于高于F F峰,而慢性粒细胞白血病时电峰,而慢性粒细胞白血病时电泳迁移率会出现一个新的高峰,主要泳迁移率会出现一个新的高峰,主要由幼稚细胞所构成。由幼稚细胞所构成。第二十八页,本课
16、件共有56页3 3 细胞粘附细胞粘附一一.当细胞接近于另外的细胞或一个固体当细胞接近于另外的细胞或一个固体基质基质,在适宜条件下在适宜条件下,借助物化作用借助物化作用,它们它们之间可发生粘附。之间可发生粘附。细胞粘附在多细胞生物的细胞粘附在多细胞生物的发育发育与与组织组织修复过程中的修复过程中的形态建成形态建成和和功能维持上功能维持上起起着非常重要的作用。着非常重要的作用。第二十九页,本课件共有56页 根据粘附对象不同,细胞粘附可根据粘附对象不同,细胞粘附可分为两类:分为两类:细胞与非细胞表面的粘附细胞与非细胞表面的粘附 细胞间的粘附细胞间的粘附 粘附过程涉及粘附过程涉及:非特异性相互作用非特
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