医学生物学2.ppt

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1、电镜下，质膜呈现出电镜下，质膜呈现出 “二暗一明二暗一明”的三层的三层夹板式结构叫夹板式结构叫单位膜。单位膜。细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞内膜：除了细胞膜以外的细胞内的细胞内膜：除了细胞膜以外的细胞内的膜性结构。包括：细胞核膜、内质网膜、膜性结构。包括：细胞核膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜。高尔基体膜、溶酶体膜。脂脂肪肪酸酸脂脂 肪肪 酸酸脂脂 肪肪 酸酸(1) 磷磷 脂脂磷脂的极性头部是磷脂的极性头部是各种磷脂酰碱基，各种磷脂酰碱基，它们通过甘油基团它们通过甘油基团与非极性尾部两条与非极性尾部两条烃链（脂肪酸链）烃链（脂肪酸链）相连。相连。主要磷脂有主要磷脂有 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂酰乙醇

2、胺（脑磷脂）、磷脂酰胆磷脂）、磷脂酰胆碱（卵磷脂）碱（卵磷脂）极性头部基团极性头部基团（亲水）（亲水）非极性尾部基团非极性尾部基团（疏水）（疏水）CH CHCH2OOPOOOOX COCO甘油甘油磷磷 酸酸磷脂酰磷脂酰碱基碱基1424个碳原子个碳原子(2) 胆固醇胆固醇极性头部极性头部平面甾环结构平面甾环结构非极性尾部非极性尾部羟基基团是极性头部，通过甾羟基基团是极性头部，通过甾环与一个非极性的烃链连接。环与一个非极性的烃链连接。(3) 糖糖 脂脂鞘鞘胺胺醇醇极性头部由一个或数个糖基组成，非极性极性头部由一个或数个糖基组成，非极性尾部是两条烃链，是鞘胺醇的衍生物。尾部是两条烃链，是鞘胺醇的衍生

3、物。POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经神经酰胺酰胺O鞘鞘 磷磷 脂脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经神经酰胺酰胺O鞘磷脂鞘磷脂糖糖(Gal)半半乳乳糖糖脑脑苷苷脂脂POCH2CH2NOOCH3CH3CH3神经神经酰胺酰胺O鞘磷脂鞘磷脂糖糖 脂脂 分分 子子糖糖(Gal)糖糖(Gal)糖糖(Gal)糖糖(Gal)水水水水水水磷脂分子团磷脂分子团磷脂双分子层磷脂双分子层脂质体脂质体脂类分子的排列特性（双极性特点）脂类分子的排列特性（双极性特点）(二二) 膜蛋白膜蛋白生物膜中的蛋白质叫生物膜中的蛋白质叫膜蛋白膜蛋白。膜膜蛋蛋白白外周蛋白（外在蛋白）：外周蛋白（外在蛋白）：镶嵌蛋

4、白（内在蛋白）：镶嵌蛋白（内在蛋白）：占膜蛋白占膜蛋白2030，主，主要在膜的内表面，与膜要在膜的内表面，与膜脂或内在蛋白相连。脂或内在蛋白相连。占膜蛋白占膜蛋白7080，不，不同程度镶嵌在脂类双分子层。为两性分子，疏水同程度镶嵌在脂类双分子层。为两性分子，疏水部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。由于存在疏水结构域，与膜的结合非常紧密，只由于存在疏水结构域，与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂（有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤下来，）才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂如离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂，非离子型去垢剂Triton-

5、X100。膜中含有的糖类称为膜糖类，膜中含有的糖类称为膜糖类，占膜重量的占膜重量的210，主要分布在细胞膜外表面主要分布在细胞膜外表面。膜糖类膜糖类糖类糖类+脂类脂类共价键共价键糖糖 脂脂糖类糖类+蛋白质蛋白质糖蛋白糖蛋白共价键共价键( (三三) )膜糖类膜糖类二二. .细胞膜的分子结构细胞膜的分子结构以上膜中的以上膜中的蛋白质、脂蛋白质、脂类、糖类类、糖类是如何有机地是如何有机地结合在一起构成细胞膜结合在一起构成细胞膜的呢？的呢？细胞内细胞内(一一) 液态镶嵌模型液态镶嵌模型：是是Singer和和Nicolson于于1972年提出的，目前已被普遍接受，该模型认为：生物膜年提出的，目前已被普遍

6、接受，该模型认为：生物膜是一种流动的、嵌有蛋白质的脂类双分子层结构。是一种流动的、嵌有蛋白质的脂类双分子层结构。脂类双层脂类双层膜蛋白膜蛋白细胞外细胞外被被糖类糖类1. 生物膜是由流动的脂类双分子层构成膜的基本骨架。生物膜是由流动的脂类双分子层构成膜的基本骨架。2. 蛋白质以不同的方式镶嵌在脂质双层中或联结于其上。蛋白质以不同的方式镶嵌在脂质双层中或联结于其上。3. 膜的两侧结构是不对称的。膜的两侧结构是不对称的。脂质双分子层脂质双分子层极性头部极性头部疏水尾部疏水尾部外周蛋白外周蛋白镶嵌蛋白镶嵌蛋白4. 膜脂和膜蛋白具有流动性。膜脂和膜蛋白具有流动性。寡糖链寡糖链液态镶嵌模型的要点：液态镶嵌

7、模型的要点：液态镶嵌模型尽液态镶嵌模型尽管已被大家所接管已被大家所接受，但你知道它受，但你知道它的不足之处吗？的不足之处吗？不足之处：没有说明流动的膜是如何在不足之处：没有说明流动的膜是如何在变化中保持膜的相对完整性和稳定性。变化中保持膜的相对完整性和稳定性。1975年、年、1977年提出了年提出了晶格镶嵌模型、晶格镶嵌模型、板块镶嵌模型板块镶嵌模型作了补充说明。作了补充说明。比较合理地说明了生物膜既具有流动性比较合理地说明了生物膜既具有流动性又具有相对完整性及稳定性的原因。又具有相对完整性及稳定性的原因。三、细胞膜特性三、细胞膜特性1.不对称性：不对称性：细胞膜细胞膜内外两层的结构内外两层的

8、结构和功能有很大差别。和功能有很大差别。（1）脂质双分子层的不对称性）脂质双分子层的不对称性脂质双分子层中各层所含的磷脂种类有明显不同。脂质双分子层中各层所含的磷脂种类有明显不同。脂脂质质双双层层非胞质侧非胞质侧：含有胆碱的磷脂分子分布在外层含有胆碱的磷脂分子分布在外层（磷脂酰胆碱、鞘磷脂）。（磷脂酰胆碱、鞘磷脂）。胞胞 质质 侧：侧：含有氨基的磷脂分子分布在内层含有氨基的磷脂分子分布在内层（磷（磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸）。脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸）。糖脂糖脂全部分布在膜的外表面（非胞质侧）。全部分布在膜的外表面（非胞质侧）。膜糖类分布在细胞膜的外表面膜糖类分布在细胞膜的外表面糖脂（链）糖蛋

9、白整个蛋白糖细胞外液细胞质细胞骨架收缩器外周蛋白胆固醇跨膜蛋白跨越脂质双分子层有一定方向性。跨膜蛋白跨越脂质双分子层有一定方向性。糖蛋白上的低聚糖（糖链）均位于细胞膜的外表面。糖蛋白上的低聚糖（糖链）均位于细胞膜的外表面。膜蛋白颗粒在内外两层中分布的不对称。膜蛋白颗粒在内外两层中分布的不对称。膜分子结构的不对称性决定了细胞膜功能的不对称性膜分子结构的不对称性决定了细胞膜功能的不对称性（2）膜蛋白分布的不对称性）膜蛋白分布的不对称性（1）膜脂的流动性）膜脂的流动性侧向运动侧向运动转动转动左右摆动左右摆动翻转运动翻转运动2.细胞膜的流动性：细胞膜的流动性：指膜中脂类和蛋白质的运动指膜中脂类和蛋白质

10、的运动（2）膜蛋白的流动性）膜蛋白的流动性膜蛋白的流动膜蛋白的流动横向扩散横向扩散旋转运动旋转运动影响膜流动性的因素影响膜流动性的因素1.脂肪酸链不饱和程度增高，膜流动性增大脂肪酸链不饱和程度增高，膜流动性增大2.脂肪酸链的长度增加降低膜的流动性脂肪酸链的长度增加降低膜的流动性3.胆固醇含量增加降低膜的流动性胆固醇含量增加降低膜的流动性4.卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂的比例增高促进膜的流动鞘磷脂的比例增高促进膜的流动5.镶嵌蛋白质越多膜的流动性越小镶嵌蛋白质越多膜的流动性越小6.温度、温度、pH、离子强度等改变都有不同影响、离子强度等改变都有不同影响在细胞质中划在细胞质中划分了许多以膜分了许多以膜包被

11、的特定功包被的特定功能的区室能的区室 即细即细胞区域化。胞区域化。被被 动动 运运 输输主主 动动 运运 输输:离子泵离子泵细胞膜对物质的通透性最显著特点是具细胞膜对物质的通透性最显著特点是具有选择性，对允许通过的物质可以是被有选择性，对允许通过的物质可以是被动的，也可以是主动的，有些可以自由动的，也可以是主动的，有些可以自由通过，有些则需要蛋白的辅助作用。通过，有些则需要蛋白的辅助作用。不消耗细胞的代谢能量不消耗细胞的代谢能量, ,而将物质从高而将物质从高浓度一侧经细胞膜向低浓度一侧（顺浓浓度一侧经细胞膜向低浓度一侧（顺浓度梯度）的运输方式度梯度）的运输方式。(Passive transpo

12、rt)1.高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度配体闸门通道扩散配体闸门通道扩散物质顺浓度梯度经过闸门孔道扩散到物质顺浓度梯度经过闸门孔道扩散到细胞膜的另一侧这样的转运过程称闸细胞膜的另一侧这样的转运过程称闸门通道扩散。门通道扩散。通道蛋白通道蛋白配体配体高浓度低浓度电压闸门通道扩散电压闸门通道扩散根据膜电位变化：极化状根据膜电位变化：极化状态时关闭，去极化状态时态时关闭，去极化状态时打开。打开。借助于细胞膜上专一性的载体蛋白，通过借助于细胞膜上专一性的载体蛋白，通过消耗代谢能量，将物质从低浓度处经细胞消耗代谢能量，将物质从低浓度处经细胞膜向高浓度处运输的方式。膜向高浓度处运输的方式。 特

13、点：逆浓度梯度运输特点：逆浓度梯度运输 消耗能量消耗能量 需要膜上载体蛋白参加需要膜上载体蛋白参加2.Active transport实质：泵为实质：泵为NaNa+ +-K-K+ + ATP ATP 酶酶 具有载体和酶的双重作用。具有载体和酶的双重作用。 小亚基小亚基: : 为小的糖蛋白为小的糖蛋白, ,其作用机制不详。其作用机制不详。大亚基：为大的跨膜蛋白大亚基：为大的跨膜蛋白, ,是该酶的催化部位。是该酶的催化部位。每消耗每消耗1分子分子ATP，可泵出，可泵出3个个Na+，泵入，泵入2个个K+钾离子钾离子鸟苷鸟苷钾与鸟苷结合部位钾与鸟苷结合部位小小亚亚基基大亚基大亚基ATPADP+Pi钠离

14、子钠离子细胞质细胞质钾浓度梯度钾浓度梯度30倍倍钠浓度梯度钠浓度梯度13倍倍+钠结合部位钠结合部位是细胞的一种生物大分子（蛋白质），是细胞的一种生物大分子（蛋白质），能选择性地识别外来信号分子（配体），能选择性地识别外来信号分子（配体），并与之结合而引起细胞的生物学效应。并与之结合而引起细胞的生物学效应。胞内受体：胞内受体：膜受体：膜受体： 存在于细胞膜上的受体，是一类镶存在于细胞膜上的受体，是一类镶嵌在细胞膜上的糖蛋白。嵌在细胞膜上的糖蛋白。受体两大类受体两大类存在于细胞质和细胞核内的受体。存在于细胞质和细胞核内的受体。结合脂溶性信号分子：甾醇类激素结合脂溶性信号分子：甾醇类激素结合水溶性信

15、号分子结合水溶性信号分子 ：神经递质、大多数肽类激素：神经递质、大多数肽类激素凡能与受体结合的细胞外物质统凡能与受体结合的细胞外物质统称为信号分子或配体。（激素、神经递称为信号分子或配体。（激素、神经递质、抗原、药物等）质、抗原、药物等）1. 旁分泌信号：旁分泌信号：指信号细胞分泌的信号分指信号细胞分泌的信号分子只能影响到周围邻近的细胞。子只能影响到周围邻近的细胞。2. 突触信号：突触信号：指神经末梢分泌神经递质，指神经末梢分泌神经递质，作用于突触后靶细胞，传递的信号。作用于突触后靶细胞，传递的信号。信号分子按其性质分为：信号分子按其性质分为：3. 内分泌信号：内分泌信号：指内分泌细胞分泌的信

16、指内分泌细胞分泌的信号分子，又称为激素。号分子，又称为激素。4. 自分泌信号：自分泌信号：指细胞分泌的信号分子只指细胞分泌的信号分子只作用于同种细胞或同自身的受体结合引起作用于同种细胞或同自身的受体结合引起反应。反应。n1. 细胞识别：细胞识别：指细胞之间相互辨认和指细胞之间相互辨认和鉴别，以及对自己和异己物质分子的认鉴别，以及对自己和异己物质分子的认识现象。识现象。 细胞膜的信息传递、巨嗜细胞的吞噬、细胞膜的信息传递、巨嗜细胞的吞噬、细胞之间粘着、聚集、免疫系统识别入细胞之间粘着、聚集、免疫系统识别入侵的病原体、受精过程、胚胎的发育分侵的病原体、受精过程、胚胎的发育分化等，都需要细胞进行识别。化等，都需要细胞进行识别。