細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體培訓(xùn)課件

細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體細(xì)胞膜：圍在細(xì)胞質(zhì)表面的一層薄膜，又稱質(zhì)膜或原生質(zhì)膜。圖示光學(xué)顯微鏡下人肝細(xì)胞模式圖返回2細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體細(xì)胞膜出現(xiàn)的意義及作用：原始生命進(jìn)化的關(guān)鍵，細(xì)胞形成的前提；限定細(xì)胞范圍，保持細(xì)胞內(nèi)外的區(qū)別；物質(zhì)運(yùn)輸（進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸）；可識別、接受外界信號，進(jìn)行信息傳遞。即：保持細(xì)胞有相對獨(dú)立和穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，它是細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)流、信息流、能量流的出入門戶。返回3細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體關(guān)于“膜”的幾個(gè)概念：生物膜：細(xì)胞中所有的膜結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱生物膜。生物膜=細(xì)胞膜+胞內(nèi)膜胞內(nèi)膜：細(xì)胞內(nèi)所有的膜結(jié)構(gòu)。膜相結(jié)構(gòu)：具有膜的一切細(xì)胞結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜系統(tǒng)：在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上為連續(xù)統(tǒng)一體的細(xì)胞內(nèi)膜相結(jié)構(gòu)。單位膜：生物膜的結(jié)構(gòu)單位。電鏡下觀察生物膜，可見為“兩暗一明”的三層結(jié)構(gòu)通常將這三層結(jié)構(gòu)型式作為一個(gè)單位，稱為單位膜。返回4細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體圖示示單位膜暗明暗“兩暗一明”返回5細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體內(nèi)膜系統(tǒng)包括：

膜相結(jié)構(gòu)包括：胞內(nèi)膜包括：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體溶酶體溶酶體溶酶體核膜過氧化酶體過氧化酶體小泡、液泡等核膜核膜小泡、液泡等小泡、液泡等

線粒體線粒體

細(xì)胞膜返回6細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體細(xì)胞膜細(xì)胞膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型細(xì)胞膜的特性細(xì)胞膜的性質(zhì)動(dòng)畫返回7細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體細(xì)胞膜的化學(xué)組成膜脂50%膜蛋白40%膜糖類10%左右8細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜蛋白質(zhì)（％）脂類（％）糖類（％）蛋白質(zhì)／脂類髓鞘187930.23質(zhì)膜血小板33-4250-517.5人紅細(xì)胞494381.1變形蟲544241.3小鼠肝細(xì)胞46542-4淋巴細(xì)胞60

405-10

1.5Hela細(xì)胞60402.41.5牛視網(wǎng)膜桿狀細(xì)胞514941.0革蘭氏陽性菌75253.0類菌質(zhì)體58371.51.6 表：各種生物膜組成近似值9細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

（一）膜脂磷脂（主要）占50%以上糖脂膽固醇膜脂分子的種類：10細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸鞘磷脂肌醇磷脂（含量少、在信息傳遞中起作用）11細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體圖示

膜磷脂的分子結(jié)構(gòu)模型12細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體圖示四種磷脂分子結(jié)構(gòu)模式圖13細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

（頭部無磷酸）糖基（極性）+脂肪酸鏈（尾部）糖脂14細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膽固醇羥基（極性頭部）+脂肪酸鏈（尾部）15細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

膜脂的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：膜脂分子都是兼性分子（雙親媒性分子）即：有一個(gè)極性的“頭部”（含磷酸等極性基團(tuán)，有親水性），兩條非極性的“尾部”（脂肪酸鏈、有疏水性）。

16細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

膜脂分子在水溶液中可能有兩種形式：球狀的分子團(tuán)

雙分子層(bilayer)膜脂分子的排列特性

實(shí)驗(yàn)證明：膜脂分子在水溶液中能自動(dòng)形成雙分子層結(jié)構(gòu)，為了更進(jìn)一步減少雙分子層兩端疏水部與水接觸的機(jī)會，脂質(zhì)分子在水中排成雙分子層后往往易于形成一種自我封閉的結(jié)構(gòu)-脂質(zhì)體17細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體（二）膜蛋白膜蛋白的類型：

整合蛋白（integralprotein），占70---80%鑲嵌蛋白跨膜蛋白膜周邊蛋白（peripheralprotein），占20-30%18細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜蛋白與脂雙層分子的結(jié)合方式19細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜蛋白的功能

膜內(nèi)在蛋白的功能：受體（識別，傳遞信息）載體蛋白（物質(zhì)運(yùn)輸）酶（催化、供能如ATP酶）通道蛋白抗原（鑲嵌在膜中的糖蛋白或糖脂如血型抗原）G蛋白（介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)）20細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜脂雙分子層構(gòu)成膜的主體或骨架。膜蛋白插入脂雙分子層中或附于脂雙層表面。膜蛋白是膜功能的承擔(dān)者。如圖示：人紅細(xì)胞膜的血型糖蛋白為膜內(nèi)在蛋白（跨膜蛋白），決定血型。圖示血型糖蛋白的結(jié)構(gòu)21細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜周邊蛋白的功能：運(yùn)動(dòng)蛋白（有肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白的性質(zhì)）參入細(xì)胞胞吞作用參入細(xì)胞變形運(yùn)動(dòng)參入細(xì)胞質(zhì)分裂時(shí)胞膜的分隘作用調(diào)節(jié)鑲嵌蛋白的位置支持蛋白（橋粒蛋白）22細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體（三）膜糖類分布：細(xì)胞膜表面（外側(cè)）內(nèi)膜系統(tǒng)的非質(zhì)側(cè)種類：半乳糖、甘露糖、巖藻糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖胺、唾液酶，共七種。（自然界中有100多種）存在形式：與膜蛋白或膜脂共價(jià)結(jié)合形成糖蛋白和糖脂，即以糖蛋白和糖脂的形式存在于細(xì)胞膜表面形成細(xì)胞被。

23細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

一個(gè)膜蛋白可結(jié)合多個(gè)糖鏈；一個(gè)膜脂分子只結(jié)合一個(gè)糖鏈細(xì)胞被（cellcoat）或糖萼細(xì)胞膜表面的糖蛋白和糖脂的糖鏈相互交織形成的一層絨毛狀的多糖物質(zhì)。細(xì)胞被24細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體二、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)，提出的模型很多，但目前比較公認(rèn)的是液態(tài)鑲嵌模型，所以在此主要介紹這一模型。動(dòng)畫25細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體液態(tài)鑲嵌模型內(nèi)容：把生物膜看成是嵌有球形蛋白質(zhì)的脂類二維排列的液態(tài)體，是一種動(dòng)態(tài)的、不對稱性的具有流動(dòng)性的結(jié)構(gòu)。動(dòng)畫26細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體主要論點(diǎn)：

1、連續(xù)的脂質(zhì)雙分子構(gòu)成膜的主體（骨架），它具有液晶態(tài)特性，不僅有固體分子排列的有序，且有液體分子的流動(dòng)性。2、球形蛋白質(zhì)分子嵌入，貫穿或附著于脂雙分子層中。3、糖類附著在膜的外表面，與表層的脂類和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白和糖脂。故名液態(tài)鑲嵌模型此模型是現(xiàn)在公認(rèn)的膜結(jié)構(gòu)模型動(dòng)畫27細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體缺點(diǎn)：

１、未說明膜蛋白分子對脂類分子流動(dòng)性的控制作用。實(shí)際上特定的膜蛋白酶周圍需要有特定的磷脂才有活性，如鈉、鉀-ATP酶需要有磷脂酰絲氨酸、鈣-ATP酶需要有磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺。２、未說明膜各部分流動(dòng)性的不均勻性。

所以又提出“晶格鑲嵌模型”和“板塊模型”作為補(bǔ)充。動(dòng)畫29細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體“晶格鑲嵌模型”中提出“界兩脂（boundarylipid）”(晶格)可控制脂類分子的運(yùn)動(dòng)。

界面脂界面脂：鑲嵌蛋白周圍，一個(gè)分子厚的不移動(dòng)的脂質(zhì)分子。動(dòng)畫30細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體“板塊模型”中提出膜的不同區(qū)域可形成大小、剛性不同的脂質(zhì)區(qū)（板塊）說明膜流動(dòng)性的不均勻性。不同板塊動(dòng)畫31細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體三、細(xì)胞膜的特性不對稱性流動(dòng)性動(dòng)畫32細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體不對稱性：膜脂分子分布不對稱膜蛋白分子分布不對稱膜糖類分子分布不對稱動(dòng)畫33細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜脂的不對稱性：內(nèi)外兩層的脂類分子不同。如紅細(xì)胞膜：鞘磷脂和大多數(shù)磷脂酰膽堿位于外層磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺位于內(nèi)層糖脂位于細(xì)胞膜脂雙層的外側(cè)(糖脂位于內(nèi)膜系統(tǒng)的非細(xì)胞質(zhì)側(cè))動(dòng)畫34細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜蛋白的不對稱性跨膜蛋白的方向性酶結(jié)合點(diǎn)的不對稱性骨架蛋白結(jié)合的不對稱性糖蛋白的不對稱性動(dòng)畫35細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體

細(xì)胞膜的流動(dòng)性

生物膜具有液晶態(tài)結(jié)構(gòu)（介于液態(tài)與晶態(tài)之間的過渡狀態(tài)），在生理常溫下呈液晶態(tài)，當(dāng)溫度下降到某一點(diǎn)時(shí)，液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，溫度上升時(shí)又轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)，這一引起相變的溫度稱為相變溫度。液晶態(tài)的膜有流動(dòng)性。動(dòng)畫36細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體側(cè)向擴(kuò)散翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)彎曲運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖示膜脂分子的運(yùn)動(dòng)形式膜脂分子的運(yùn)動(dòng)形式：

側(cè)面擴(kuò)散（lateral）翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（flip--flop）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（rotation）彎曲運(yùn)動(dòng)（flexion）流動(dòng)性：膜脂分子和膜蛋白分子各種運(yùn)動(dòng)的總和動(dòng)畫37細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜蛋白的分子運(yùn)動(dòng)：

側(cè)向移動(dòng)（如圖）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如載體）

動(dòng)畫38細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體證明膜蛋白是不斷運(yùn)動(dòng)的。動(dòng)畫39細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體膜流動(dòng)性的影響因素：

膜脂脂肪酸鏈的長短與不飽和度膽固醇含量膜脂組分（卵/鞘上升，流動(dòng)性上升）嵌入蛋白質(zhì)量40細(xì)胞膜和表面結(jié)構(gòu)多媒體思考題