1、细胞的基本结构,光镜下细胞膜（cell)细胞质()细胞核()电镜下（亚显微结构）膜相结构：细胞膜叶绿体高尔基复合体核膜线粒体溶酶体二溴化物酶体等非膜相结构：内质网体染色质染色体细胞质基质中心体微管微丝中间纤维等,膜相结构组成：致密黑色带（2nm）疏松的白色带（3.5nm）单位膜致密黑色带（2nm）,作用：区域化作用把细胞分隔成若干区域，将某一功能有关的酶系统集中在一定的区域内，使其更有效发挥作用.,原核细胞与真核细胞的区别,第二篇细胞膜及其表面,细胞膜的分子结构和特点,
2、andofcell,思索题,液态镶嵌模型细胞膜的基本特点膜流动性的实验证明,内容提要,一、细胞膜的物理组成二、细胞膜的分子结构三、细胞膜的特点,细胞膜（）：细胞外围的一层界膜，又称质膜。功能：屏障作用物质交换信息传递,一、细胞膜的物理组成,膜脂细胞膜蛋白，占膜干重的3070膜蛋白，占2070膜糖，占10，（以糖脂和糖蛋白的方式存在）膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要彰显者,（一）膜脂（lipid）,类型：磷脂、胆固醇、糖脂1.磷脂（乙酸甘油脂、鞘
3、磷脂），膜脂的基本成份，占膜脂的50以上乙酸甘油脂：以甘油为骨架的磷脂质，在骨架上结合两个脂肪酸链一个乙酸官能团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸等分子借乙酸官能团联接到脂分子上,最简单的乙酸甘油脂磷脂酸,乙酸,甘油,脂肪酸,具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链）脂肪酸碳链为质数，多数碳链由16或18个碳原子组成常富含不饱和脂肪酸,磷脂分子的主要特点：,,具有一个极性腹部和两个非极性的尾,2.尿酸,存在于真核细胞膜上，通常不超过膜脂的1/3。功能：提升脂单层的稳定性调节脂单层流动性减低水溶性物质的私密性。,在缺乏固醇培养基中，不能合成尿酸的突变细胞株会发生自
4、溶,inalipid.,3.糖脂,是含糖而不含乙酸的固醇占膜脂总数的5以下(神经细胞膜上糖脂浓度较高，约占5-10)两性分子,膜脂的特点膜脂为双性分子，都具有亲水性脑部和疏水性尾为兼性分子或双亲性分子（）在水底会自发排列成脂双分子层,脂类体（）,人工膜。在水底，搅乱后磷脂产生单层脂分子的球状。脂类体：由磷脂单层构成的具有水相内核的脂类微囊。半径不等。人工脂类体可用于：抗生素载体转基因研究生物膜的特点,（二）膜蛋白(),膜功能
5、的主要彰显者。据恐怕，核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白依据在膜短发布的位置，分为膜周边蛋白（）膜内在蛋白（）,膜周边蛋白以离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质或脂分子的亲水部份结合，改变碱液的离子硬度或增强气温就可以由膜上分离膜内在蛋白为跨膜蛋白（），不同程度嵌入膜内细胞膜蛋白，占膜蛋白总数的70。与膜的结合十分紧密，用去垢剂能够从膜上解离,膜内在蛋白有的是一次穿膜，有的是多次穿膜。形结婚水通道的膜内在蛋白跨膜区域：两性螺旋组结婚水通道；或两性折叠组结婚水通道。,螺旋
6、穿膜,折叠穿膜,脂锚定蛋白（lipid-）可分为两类：1、糖磷脂酰肌醇（GPI）联接的蛋白。经多糖通过较小的磷脂、磷脂酰肌醇联接到非细胞质面的脂双层中。2、通过共价联接固醇等分子，插入细胞质面的脂双层中。,膜内在蛋白；,膜周边蛋白（脂锚定蛋白）;,膜周边蛋白,膜蛋白的功能,（三）、膜脂类,占膜重量的210以糖蛋白或糖脂的方式存在分布在膜的外表面产生细胞外被或糖萼与细胞辨识、细胞免疫应答有关,ABO血型抗体,决定抗体性质的部份：红细胞膜上糖蛋白中多肽链部份抗体多糖链共同结构基础（4个醇类组成）：猕猴桃糖半乳糖酰基硫代猕猴桃糖半乳糖O型血：H抗
7、原（末端接一个岩藻糖）A型血：H抗体糖链末端N-甲基乙基半乳糖B型血：H抗体糖链末端半乳糖AB型血：在H糖蛋白末端兼有上述两种甜度子,二、细胞膜的分子结构,细胞膜的分子结构模型,片层结构模型：1935年单位膜模型：1959年液态镶嵌模型：1972年晶格镶嵌模型：1975年蓝筹股镶嵌模型：1977年脂筏模型：1997年,中央：单层脂类分子内外两边：球状蛋白质意义：构建膜脂单层的排列模式,片层结构模型model,1、电镜下，“两暗一明”2、内外为蛋白质，每层厚约2nm；中间为单层脂分子，厚约3.5nm；总宽度7.5nm（单位膜）
8、3、蛋白质肽链折叠意义：阐明了生物膜形态上共性单位膜缺陷：把各类膜视为千篇一律，无法对不同功能的生物膜作出合理解释,单位膜模型Unitmodel,液态镶嵌模型Fluid-model：,1972，S.J.&G.按照免疫萤光技术、冰冻刻蚀技术的研究结果，提出了“液态镶嵌模型”,细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。磷脂分子以疏水性尾部相对，极性背部朝向水相组成生物膜骨架；蛋白质镶嵌在脂单层中，并表现出分布的不对称性。,液态镶嵌模型,意义：指出了蛋白质和脂质的镶嵌关系，并觉得膜总是在流动的，并是不对称的，
9、对膜功能的复杂性提供了物质基础。缺陷：没有说明具有流动性的细胞膜在变化过程中如何保持膜的相对完整和稳定性。,镶嵌蛋白可以影响其周围的单糖分子使其不能运动产生界面脂，界面脂与蛋白质产生有序晶格，脂质只在晶格四周流动。生物膜中脂类在可逆地进行无序（气相）和有序（晶相）的相变。,晶格镶嵌模型model,蓝筹股镶嵌模型blockmodel,流动的类脂双分子层中存在着大小不同、彼此独立的类脂蓝筹股（有序结构蓝筹股），被流动的类脂区（无序结构蓝筹股）所分割，两者处于连续动态平衡中，可随条件变化而互相转化。,脂双分子层内层，含有固醇和鞘磷脂，结构致密，产生“脂筏”脂筏上载
10、着蛋白质3.功能：参与膜的讯号转导、蛋白质分选等,脂筏模型Lipidraftsmodel,生物膜的分子结构模型,三、细胞膜的特点,不对称性流动性,（一）、细胞膜的不对称性,细胞膜内外两层的组分和功能的差别，称为膜的不对称性。,1、膜脂的不对称性：同一种脂分子在脂单层中呈不均匀分布。膜外表面具有尿酸和鞘磷脂等产生的微结构域。,2复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白主要分布于细胞膜的外表面。,3、膜蛋白的不对称性：每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有特定的方向性和分布的区域性。内表面少于外表面，周边蛋白多附在膜内表面，糖蛋白都分布于膜的外表面。,膜不对称性的生理意义,保证了膜功能的方向性，使
11、膜右侧具有不同的功能。,膜的流动性膜内部的分子运动性，由膜脂和膜蛋白的分子运动两个方面组成。,（二）、细胞膜的流动性,缘由：因为脂双分子层具有液晶态结构，它的排列既是有序性的，又是可以流动的。相变：液晶态与晶态之间状态的互相转化。相变气温：造成相变的湿度。,1、膜脂分子的运动,侧向扩散运动旋转运动伸缩回落运动翻转运动旋转异构化运动,膜脂分子的运动,1侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子快速交换位置。,膜脂分子的运动,2旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。,膜脂分子的运动,摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。,膜脂分子的运动,3伸缩回落运动：脂肪酸链进行伸缩回落
12、运动。,膜脂分子的运动,5翻转运动：膜脂分子从脂单层的一层翻转到另一层。,膜脂分子的运动,6旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。,影响膜脂流动性的诱因,1固醇：低于相变体温，尿酸的浓度降低会增加膜的流动性。2脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含苯环越多越不饱和，使膜流动性降低。3脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变气温高，膜流动性减低。4卵磷脂/鞘磷脂：比列高则膜流动性降低，是由于鞘磷脂黏度低于卵磷脂。5其他诱因：体温、酸碱度、离子硬度等。,2、膜蛋白的分子运动,被动扩散：侧向扩散和旋转扩散。细胞代谢驱使的运动：膜蛋白与膜下方微管微丝结合产生复合体运动。,借助细胞融合技术
13、观察蛋白质运动,人鼠细胞杂交实验蛋白质的侧向位移,膜流动性的生理意义,细胞膜的流动性是保证其正常功能的必要条件当膜的流动性高于一定的阀值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止流动性过低，会导致膜的溶化,细胞膜的功能,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出；提供细胞辨识位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；介导细胞与细胞、细胞与基质之间的联接；参与产生具有不同功能的细胞表面特化结构。,小结,膜的物理组成：膜脂、膜蛋白、膜脂类膜的分子结构：液态镶嵌模型膜的特点：流动性、不对称性,THEEND,