第五章第1,5,6,8节讲课.ppt

第二篇 细胞的结构及其功能 第五章 细胞膜及其表面 第一节 细胞膜的分子结构和特性 一、膜的化学组成 脂质、蛋白质、糖类 脂质：蛋白质=1：4～4：1 （一）膜脂 1、磷脂 ①磷酸甘油酯 以甘油为骨架 最简单的是磷脂酸 膜中含量最多的是磷脂酰胆碱（卵磷脂），其次是磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）。 　②鞘磷脂 以鞘氨醇为骨架 2、胆固醇 3、糖脂 如脑苷脂 结构似鞘磷脂 ，只是糖基取代了磷脂酰胆碱。 兼性分子或双亲媒性分子 （二）膜蛋白 1、内在蛋白质（镶嵌蛋白）（跨膜蛋白） 2、周边蛋白质（外在蛋白质）（附着蛋白） 主要内表面 （三）膜糖 低聚糖 主要外表面 糖蛋白 糖脂 二、膜的分子结构 （一）片层结构模型 球形蛋白质分子附着在脂质双分子层的两侧表面 三夹版式结构 （二）单位膜模型 内外暗线，中间明线。 由单层肽链以β折叠形式的蛋白质，通过静电作用与磷脂极性端相结合。 不足 （三）液态镶嵌模型（fluid mosaic model） 在脂质双分子层中，有蛋白质颗粒（α螺旋）的分布。 不足 （四）晶格镶嵌模型 界面脂和膜内在蛋白一起构成膜中晶态部分（晶格），流动的脂质仅呈小片的点状分布。 （五）板块镶嵌模型 有序结构的板块之间被无序结构的板块分割 (六) 脂筏 三、膜的主要理化特性 除镶嵌性外 （一）膜的不对称性 在结构和功能上 1、膜蛋白分布的不对称 数目、排布方向、亲水端、酶活性位点、膜周边蛋白 2、膜脂的不对称性 红细胞膜 分子组成 （二）膜的流动性 1、膜脂的流动性 （1）烃链的旋转异构运动（主要因素） （2）脂肪酸链的伸缩运动和振荡运动 （3）膜脂分子的旋转运动 （4）侧向扩散运动 （5）翻转运动 2、膜蛋白的运动性 细胞代谢驱使的运动 与膜下方的微管、微丝相结合 被动扩散 受膜脂流动制约 （1）侧向扩散 成帽反应（见图5-19） 光致漂白荧光恢复法（见图5-20） （2）旋转扩散 3、影响膜流动性的因素 （1）脂肪酸链的长度及不饱和程度 较短 减弱尾区的相互作用，增进流动性。 不饱和脂肪酸多，相变温度低，流动性大。 （2）胆固醇与磷脂的比值 液态 胆固醇增加有序性 晶态 胆固醇扰乱有序性 （3）卵磷脂（磷脂酰胆碱）与鞘磷脂的比值 卵磷脂所含的脂肪酸 不饱和程度高 鞘磷脂所含的脂肪酸 饱和程度高 （4）膜蛋白的影响 嵌入的蛋白质多，流动性小。 （5）其他因素的影响 温度、pH、离子强度、金属离子等 第五节 细胞膜与物质的跨膜运输 选择通透性 小分子和离子的穿膜运输 大分子和颗粒物质的膜泡运输 一、穿膜运输 （一）小分子和离子的穿膜机制 扩散速率主要取决于分子大小和在脂质中的相对溶解度（见图5-41） 通透性（P）=在油和水中的分配系数（K）×扩散系数（D）/膜的厚度t 膜转运蛋白：（见图5-42） 通道蛋白（主要根据分子大小和电荷多少决定某些离子和分子能否通过） 载体蛋白（只允许能够与自身很好地结合的分子或离子通过，同时伴随自身结构的变化。） 被动转运：浓度高→低，没有消耗能量。 主动转运：浓度低→高，消耗能量。 （二）小分子和离子的穿膜运输方式 1、简单扩散 如O2、N2等 2、离子通道扩散 通道蛋白 α螺旋蛋白 亲水性通道（见图5-44） 电压门控通道 配体门控通道 机械门控通道 神经肌肉连接系统门控通道 3、易化扩散 如葡萄糖、氨基酸、核苷酸、金属离子等 （餐后，葡萄糖进入细胞，饥饿，葡萄糖被转运出细胞。） 载体蛋白 载体蛋白处于饱和状态时，运输速率达到最大值。（见图5-49） 4、离子泵 （1）钠泵 Na+-K+ ATP酶，具有载体和酶的活性。 α亚单位 催化部分 细胞质端有与Na+和ATP结合的部位，外端有与K+的结合部位。 第一步，ATP分解，ATP酶磷酸化，构象变化， Na+被分离释放到膜外。 第二步，ATP酶与K+结合，去磷酸化，构象恢复，将K+移至膜内释放。 每水解一个ATP分子，泵出3个Na+,泵入2个K+。 （2）钙泵 Ca2+-ATP酶，将Ca2+泵出细胞质或泵入某些细胞器。 每水解一个ATP分子，可转运两个Ca2+。 5、伴随运输 共转运载体蛋白 离子梯度驱动的间接的主动运输 同向运输 如利用Na+顺梯度内流把葡萄糖泵入细胞 对向运输 如利用Na+顺梯度内流把H+泵出细胞 肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞吸收转运入血液 单运输 协同运输 二、膜泡运输（需要能量） （一）胞吞作用 1、吞噬作用 吞噬体或吞噬泡 2、胞饮作用 胞饮体或胞饮泡 微胞饮作用（微胞饮小泡） 3、受体介导