細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二生物膜的結(jié)構(gòu)和功能一生物膜的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成二生物膜的分子結(jié)構(gòu)與特點三生物膜的功能細(xì)胞膜生物膜第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞膜（cellmembrane）指包圍在細(xì)胞外周的一層薄膜，又稱質(zhì)膜（plasmamembrane）。高倍電鏡下細(xì)胞膜呈現(xiàn)出“兩暗一明”三夾板式的單位膜結(jié)構(gòu)。

一細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成7-10nm1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)單位膜第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二2、細(xì)胞膜的化學(xué)組成脂類(lipids)（50%）蛋白質(zhì)(proteins)（40%-50%）

糖類(Glycols)（1%-10%）（1）膜脂：生物膜上的脂類統(tǒng)稱膜脂。磷脂糖脂膽固醇脂類分子均為兼性分子，都是由一個親水的極性頭部和一個疏水的非極性尾部組成。第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二磷脂糖脂膽固醇脂類磷脂分子的極性頭部為各種磷脂酰堿基，一般通過甘油基團(tuán)與非極性尾部相連。根據(jù)堿基不同分為磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺等磷脂第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二膽固醇是中性脂類，它散布于磷脂分子之間，其極性頭部緊靠磷脂分子的極性頭部，甾環(huán)固定在碳?xì)滏溕?，對膜穩(wěn)定性起重要作用。磷脂糖脂膽固醇脂類第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二磷脂糖脂膽固醇脂類糖脂的極性頭部由一個或數(shù)個糖基組成，非極性尾部是兩條烴鏈半乳糖腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（2）膜蛋白：生物膜上的蛋白叫膜蛋白。外周蛋白(peripheralproteins)內(nèi)在蛋白(integralproteins)外周蛋白又叫外在蛋白，約占膜蛋白的20%-30%，主要分布在膜的內(nèi)表面，為水溶性。內(nèi)在蛋白又叫鑲嵌蛋白，占膜蛋白的70%-80%。有的蛋白部分嵌入膜中，有的貫穿全膜，稱為跨膜蛋白。第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二Membraneproteinshavemanyfunctions:TransportersLinkersReceptorsEnzymes第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

（3）膜糖所有真核細(xì)胞表面都有糖類，約占膜重量的2%-10%，一般以糖蛋白和糖脂形式存在。這些糖蛋白和糖脂在膜與外界環(huán)境相互作用過程中擔(dān)任重要的功能。細(xì)胞外被（cellcoat)又叫糖萼，通常指真核細(xì)胞表面富含糖類的外圍區(qū)域，它不僅對細(xì)胞有保護(hù)作用，還參與了細(xì)胞間的識別，對細(xì)胞的接觸抑制及細(xì)胞間的粘著性等都起著重要的作用。第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二二細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)與特性（1）脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成生物膜的基本骨架（2）蛋白質(zhì)以不同方式鑲嵌或附著于脂雙層上（3）膜的兩側(cè)結(jié)構(gòu)是不對稱的（4）膜脂和膜蛋白具有一定的流動性未說明具有流動性的細(xì)胞膜如何保持相對完整和穩(wěn)定1、分子結(jié)構(gòu)流動鑲嵌模型糖蛋白寡糖鏈糖脂糖鏈邊周蛋白整合蛋白細(xì)胞外間隙細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二1、分子結(jié)構(gòu)晶格鑲嵌模型液態(tài)和晶態(tài)的相變板塊鑲嵌模型獨立移動的類脂板塊糖蛋白寡糖鏈糖脂糖鏈邊周蛋白整合蛋白細(xì)胞外間隙細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（2）膜的流動性（1）膜的不對稱性2、細(xì)胞膜的特性第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（1）膜的不對稱性（2）膜的流動性膜脂不對稱膜蛋白不對稱膜糖不對稱膜細(xì)胞外細(xì)胞質(zhì)糖鏈脂層膜蛋白（1）膜的不對稱性（2）膜的流動性（1）膜的不對稱性2、細(xì)胞膜的特性第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（2）膜的流動性（1）膜的不對稱性側(cè)向移動翻轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)動擺動影響因素：脂肪酸鏈飽和度磷脂組分、蛋白類型溫度、PH值、離子強度2、細(xì)胞膜的特性第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二溫度影響膜脂的狀態(tài)（2）膜的流動性第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，細(xì)胞膜是細(xì)胞表面的主體結(jié)構(gòu)，它與質(zhì)膜外側(cè)的細(xì)胞外被和質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的胞質(zhì)溶膠共同組成細(xì)胞表面，是一個多功能體系。功能：

1.為細(xì)胞的生命活動提供了一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。2.參與細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信號傳遞、能量轉(zhuǎn)換以及細(xì)胞的識別、粘著、運動轉(zhuǎn)移等。細(xì)胞外被細(xì)胞膜胞質(zhì)溶膠層細(xì)胞表面（cellsurface）第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞外基質(zhì)Extracellularmatrix,ECM第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二三生物膜的功能1、界膜和區(qū)域化;2、調(diào)節(jié)運輸;3、功能定位與組織化;4、信號轉(zhuǎn)導(dǎo);5、參與細(xì)胞間相互作用;6、能量轉(zhuǎn)換第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二1、界膜和區(qū)域化;2、調(diào)節(jié)運輸;3、功能定位與組織化;4、信號轉(zhuǎn)導(dǎo);5、參與細(xì)胞間相互作用;6、能量轉(zhuǎn)換三生物膜的功能第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

協(xié)助擴散(facilitateddiffusion)被動運輸(passivetransport)吞噬(phagocytosis)

胞飲(pinocytosis)

受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用簡單擴散(simplediffusion)主動運輸(activetransport)穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸胞吞(endocytosis)膜泡運輸胞吐(exocytosis)三細(xì)胞膜的功能第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二膜的通透性（permeability）被動運輸（順濃度梯度）協(xié)助擴散主動運輸（逆濃度梯度）簡單擴散（1）穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二簡單擴散（1）穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二簡單擴散協(xié)助擴散載體蛋白（carrierprotein）通道蛋白（channelprotein）（1）穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二電位閘門通道（voltage-gatedchannel）配體閘門通道（ligand-gatedchannel）載體蛋白通道蛋白（離子通道）第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二電位閘門通道（voltage-gatedchannel）配體閘門通道（ligand-gatedchannel）載體蛋白通道蛋白（離子通道）第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二電位閘門通道（voltage-gatedchannel）配體閘門通道（ligand-gatedchannel）載體蛋白通道蛋白（離子通道）第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二主動運輸（逆濃度梯度，消耗能量）離子泵（膜上的ATP酶）ATPADP+Pi（1）穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二主動運輸（逆濃度梯度，消耗能量）離子泵（膜上的ATP酶）協(xié)同運輸單運輸共運輸對向運輸（1）穿膜運輸

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（1）穿膜運輸（2）膜泡運輸真核細(xì)胞通過內(nèi)吞和外排作用完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸。胞吞作用（endocytosis）胞吐作用（exocytosis）

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（1）穿膜運輸（2）膜泡運輸吞噬體胞飲小泡吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用胞吞作用

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二ThismicrographwastakenfromEndocytosis

（1）穿膜運輸（2）膜泡運輸吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用胞吞作用

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（1）穿膜運輸（2）膜泡運輸吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用胞吞作用胞吐作用

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

受體(receptor)2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞接受外界信號刺激，通過一整套特定的機制，將胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號，最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，引起細(xì)胞應(yīng)答，這一過程稱為細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。信號分子/配體(ligand)脂溶性水溶性膜受體細(xì)胞內(nèi)受體

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（1）信號分子/配體(ligand)旁分泌信號突觸信號內(nèi)分泌信號自分泌信號

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（2）膜受體結(jié)構(gòu)第一信使調(diào)節(jié)單位轉(zhuǎn)換單位催化單位第二信使識別部轉(zhuǎn)換部效應(yīng)部

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）膜受體的類型與信號傳遞離子通道關(guān)聯(lián)受體

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二酶關(guān)聯(lián)受體2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）膜受體的類型與信號傳遞離子通道關(guān)聯(lián)受體

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二G蛋白偶聯(lián)受體酶關(guān)聯(lián)受體2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）膜受體的類型與信號傳遞離子通道關(guān)聯(lián)受體

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二cAMP和cGMP信號通路磷脂酰肌醇信號通路G蛋白偶聯(lián)受體2、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）膜受體的類型與信號傳遞

1、物質(zhì)運輸三細(xì)胞膜的功能第42頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二配體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶鳥苷酸環(huán)化酶蛋白激酶AG蛋白偶聯(lián)受體