《细胞膜与物质运输》PPT课件

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关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜
胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上为连续统一体的
细胞内膜相结构。 单位膜：生物膜的结构单位。
电镜下观察生物膜，可见为“两暗一明”的三 层结构通常将这三层结构型式作为一个单位，称为单 位膜。
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磷脂
• 磷脂酰胆碱（卵磷脂） • 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂） • 磷脂酰丝氨酸 • 磷脂酰肌醇（含量少、在信息传递
中起作用） • 鞘磷脂
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模图 型示
膜 磷 脂 的 分 子 结 构
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磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰胆碱
鞘磷脂
图示 四种磷脂分子结构模式图
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膜蛋白的功能
• 膜内在蛋白的功能： 受体（识别，传递信息） 载体蛋白（物质运输） 酶（催化、供能如ATP酶） 通道蛋白 抗原（镶嵌在膜中的糖蛋白或糖脂 如血型抗原） G蛋白（介导信号转导）
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膜脂双分子层构成膜的主 体或骨架。 膜蛋白插入脂双分子层中 或附于脂双层表面。膜蛋 白是膜功能的承担者。
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表：各种生物膜组成近似值
膜
蛋白质（％） 脂类（％） 糖类（％） 蛋白质／脂类
髓鞘 质膜
血小板 人红细胞 变形虫 小鼠肝细胞
18
33-42 49 54 46
淋巴细胞
60
Hela细胞
60
牛视网膜杆状细胞 51
革兰氏阳性菌
75
类菌质体
58
79
50-51 43 42 54
40 40 49 25 37
层的内外两侧，主要是通过非共价键附着在脂的极性头 部，或整合蛋白亲水区的一侧, 间接与膜结合。
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脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）：
通过共价键的方式同脂分子结合，位于脂双层的外侧。 蛋白质与脂的结合有两种方式：直接结合于脂双分子层， 或通过一个糖分子间接同脂结合。
3
7.5 8 4 2-4
5-10 2.4 4
1.5
0.23
1.1 1.3
1.5 1.5 1.0 3.0 1.6
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（一）膜脂 （membrane lipid）
膜脂是生物膜的基本组成成分， 约占质膜的50%，主要包括磷脂、 糖脂和胆固醇三种类型。
所有的膜脂都具有双亲媒性，即有 一个亲水末端(极性端)和一个疏水 末端(非极性端)。这种即亲水又疏 水的分子被称为双亲媒性分子或兼 性分子。
如图示：
人红细胞膜的血型糖蛋白 为膜内在蛋白（跨膜蛋 白），决定血型。
图示 血型糖蛋白的结构
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• 膜周边蛋白的功能： 运动蛋白（有肌动蛋白、肌球蛋白的性质） 参入细胞胞吞作用 参入细胞变形运动 参入细胞质分裂时胞膜的分隘作用 调节镶嵌蛋白的位置 支持蛋白（桥粒蛋白）
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（三）膜 糖(Membrane Carbohydrates)
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膜蛋白与脂双层分子的结合方式
质膜
胞质
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整合蛋白（integral protein）：
部分或全部镶嵌在脂双层中或两端露于膜两侧， 以共价键与膜脂相互作用。
内在蛋白
(intrinsic protein)，
跨膜蛋白
(transmembrane protein)，
镶嵌蛋白
（mosaic protein）
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去垢剂（detergent）
——分离和研究膜整合蛋白的常用工具
去垢剂为一端亲水另一端疏水的两性小分子 ➢离子型去垢剂——SDS：对蛋白质作用剧烈 ➢非离子型去垢剂——Triton X-100：对蛋白 质作用温和
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外周蛋白（peripheral protein）：完全外露在脂双
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（二）膜蛋白（membrane protein）
• 生物膜的特定功能主要是由膜蛋白决定的。功能 越复杂的膜，其上的蛋白质种类越多。核基因组 编码的蛋白质中30%左右为膜蛋白。
• 根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为： – 整合蛋白（integral protein） – 外周蛋白（peripheral protein） – 脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）。
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“两暗一明”
暗 明 暗
图示 示单位膜
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内膜系统包括： 膜相结构包括： 胞内膜包括：
内质网 高尔基复合体 溶酶体 核膜 小泡、液泡等
内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体 细胞膜
内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体
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（糖（
糖
尾
基
头 部
部（无Biblioteka 脂） 极磷性
酸 ）
）
+
脂 肪 酸 链
脑苷脂
神经节苷脂
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胆固醇 羟基（极性头部）+脂肪酸链（尾部）
极性头部
固醇区 结构
非极性 尾部
图示 胆固醇分子结构及其在细胞膜中的位置
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膜脂的分子结构特点： 膜脂分子都是兼性分子（双亲媒性分子）
即：有一个极性的“头部”（含磷酸等极性基团， 有亲水性），两条非极性的“尾部”（脂肪
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二、细胞膜的化学组成
• 细胞膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖， 主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。
• 膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。 • 不同类型细胞的质膜和内膜中，脂类和蛋白质比例有
较大差异。对大多数细胞膜而言，脂类约占50%，蛋 白质约占40%，糖类仅占10%。
Chapter 2 细胞膜与物质运输
细胞膜：围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜
或原生质膜。
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细胞膜出现的意义及作用：
• 原始生命进化的关键，细胞形成的前提； • 限定细胞范围，保持细胞内外的区别； • 物质运输（进行细胞内外物质的运输）； • 可识别、接受外界信号，进行信息传递。
即：保持细胞有相对独立和稳定的内环境， 它是细胞膜内外物质流、信息流、能量流的 出入门户。
酸链、有疏水性）。
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膜脂分子的排列特性
膜脂分子在水溶液中可能有两种形式： 球状的分子团 双分子层(bilayer)
实验证明：膜脂分子 在水溶液中能自动形 成双分子层结构，为 了更进一步减少双分 子层两端疏水部与水 接触的机会，脂质分 子在水中排成双分子 层后往往易于形成一 种自我封闭的结构-脂 质体