最新[细胞生物学]细胞膜与细胞表面

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最新细胞生物学翟中和第四版课后习题答案

最新细胞生物学翟中和第四版课后习题答案

第四章:细胞膜与细胞表面1、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系?以极性尾部相对,极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表而。

生物膜具有两个显著的特征,即膜的不对称性和膜的流动性:D、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性,使膜两侧具有不同的功能,有的功能只发生在膜外侧,有的则在膜内侧,这是生物膜发生作用所必不可少的。

如调节.细胞内外Na+、K+的Na+-K+ATP酶,其运转时所需的ATP是细胞内产生的,该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面:许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。

2)、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。

可以说,一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。

2、何为内在膜蛋白?它以什么方式与膜脂相结合?内在膜蛋白又称整合膜蛋白,这类蛋白部分或全部插入脂双层中,多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。

它与膜结合的主要方式有:1)、膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。

2)、跨膜结构域两端携带正电荷的纨基酸残基,如精敏酸、赖缎酸等与磷脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。

3)、某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱织酸残基上共价结合的脂肪酸分子,插到膜双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。

3、从生物膜结构模型的演化,谈谈人们对生物膜的认识过程。

生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程,是随着实验技术和方法的改进而不断完善的:D、1925年:质膜是由双层脂分子构成的;2)、1935年:提出“蛋白质一脂质一蛋白质”的三明治式的质膜结构模型,这一模型影响达20年之久:3)、1959 年提出单位膜模型,并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质一脂质一蛋白质”的单位膜构成:4)、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型,强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动:②膜蛋白分布的不对称性,有的镶嵌在膜表面,有的嵌入或横跨脂双层分子。

《细胞生物学》系列课程:第四章质膜和细胞表面一

《细胞生物学》系列课程:第四章质膜和细胞表面一

《细胞生物学》系列课程:第四章质膜和细胞表面一《细胞生物学》系列课程第四章质膜和细胞表面一第四章质膜和细胞表面概述:质膜、内膜系统、生物膜、单位膜第一节质膜的化学成分第二节质膜的分子结构第三节质膜的特性第四节细胞表面及其特化结构第五节质膜与细胞的物质运输概述:质膜(plasmamembrane)细胞质与外界相隔开的一层界膜,又称细胞膜(cellmembrane),厚7~10nm存在意义:屏障作用,提供稳定的内环境物质转运信号传递、细胞识别等内膜系统(Endo-membranesystem)除质膜外,真核细胞内还有一些膜结构。

概念:真核细胞内那些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构细胞器的总称。

生物膜(biologicalmembrane)所有膜性结构的总称20Ao35Ao20Ao单位膜(unitmembrane)——生物膜的共同形态结构特征概念:透射电镜下,生物膜呈现出“两暗夹一明”铁轨样形态,称为单位膜。

第一节质膜的化学成分脂类:50%蛋白质:40~50%糖类:1~10%不同类型生物膜三种物质的比例不同,一般,膜功能复杂,蛋白质含量高。

一、膜脂(membranelipid)概述膜脂是细胞膜的基本组成成分种类:磷脂(最多)、胆固醇和糖脂特点:兼性(双亲性、两亲性)分子存在形式:脂质双分子层功能:生物膜的基本骨架屏障作用赋予膜流动性(一)磷脂(phospholipid)——膜脂的基本成分含量最多的膜脂,约占膜脂的50%以上双亲性分子1个亲水头2个疏水尾(多为脂肪酸链)可分两大类:甘油磷脂鞘磷脂胆碱乙醇胺丝氨酸肌醇1.甘油磷脂——以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇极性基团磷酸甘油脂肪酸链磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰胆碱(卵磷脂)2.鞘磷脂——以鞘氨醇为骨架在神经细胞膜中特别丰富,原核和植物细胞膜中不含。

1个亲水头2个疏水尾胆碱等胆碱脂肪酸脂肪酸脂肪酸烃链甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰胆碱鞘磷脂鞘氨醇分子团脂质体磷脂双层磷脂分子在水溶液中的3种构型:①球形单层分子团②双分子层③脂质体抗体聚乙二醇脂溶性药物人工脂质体应用:转基因载体药物载体膜功能的研究疏水尾(二)胆固醇(cholesterol)主要存在于动物细胞膜上,原核细胞中无植物细胞中少(约占膜脂2%)含量多不超过膜脂的1/3个别达50%两亲性分子亲水头&疏水尾(胆固醇)分布:散布在磷脂分子之间功能:①维持膜的稳定性②调节膜的流动性(双向调节)甾环胆固醇对膜流动性的双向调节糖脂(三)糖脂(glycolipid)普遍存在于原核和真核细胞质膜上,约占膜脂总量的5%。

细胞生物学4章 细胞膜与表面

细胞生物学4章 细胞膜与表面

二、弹性蛋白(elastin) 非糖基化纤维状蛋白 高度韧性与回缩能力

三、非胶原糖蛋白 纤粘连蛋白(FN) 层粘连蛋白(LN)
V字形 十字形
四、氨基聚糖与蛋白聚糖 重复二糖单位组成氨基聚糖 氨基聚糖与核心蛋白组成蛋白聚糖
蛋 白 聚 糖
第4章:
1.细胞膜的化学组成和生物膜的特性 2.液态镶嵌模型 3.细胞的连接装置 4.细胞膜的特化结构和功能 5.细胞外基质的化学成分
第四节 细胞表面与特化
细胞表面(cell surface) 细胞表面是一个复合结构体系 细胞膜是核心 还有细胞外被、胞质溶胶、特化结构
一. 细胞外被(cell coat) 糖萼(glycocalyx) 组成寡糖链的单糖主要有7种: 半乳糖、葡萄糖、岩藻糖、甘露糖、乙酰 氨基半乳糖、乙酰氨基葡萄糖、唾液酸。
每个寡糖链不同: 1.单糖种类 2.数量 3.排列顺序 4.连接方式 5.有无分枝
细胞被的功能: 1.保护和润滑作用 2.通讯识别与黏着 3.构成细胞间连接装置 4.构成细胞膜抗原
二. 胞质溶胶(cytosol,cell sap) 细胞膜内表面0.1~0.2 μm的溶胶层 有微管、微丝等成分
三. 细胞表面的特化结构 1.微绒毛(小肠上皮细胞表面) 2.细胞膜内褶(肾小管上皮细胞基部) 3.纤毛(气管上皮细胞表面/输卵管上皮细胞) 4.鞭毛(精子的尾部)
甘油磷脂(甘油衍生物)

鞘磷脂(鞘氨醇衍生物)

神经鞘磷脂(SM)
亲水的头部(碱基、磷酸、甘油) 疏水的尾部(脂肪酸链) 既亲水又疏水的兼性分子
(二)胆固醇 极性羟基头部 非极性类固醇环 非极性碳氢链



(三)糖脂 半乳糖脑苷脂 鞘糖脂 神经节苷脂

细胞生物学课件第三章 细胞质膜与细胞表面

细胞生物学课件第三章  细胞质膜与细胞表面

第三章细胞质膜与细胞表面(Plasma membrane and Sirface)第一节细胞质膜与细胞表面特化结构细胞质膜(plasma membrane),又称细胞膜(cell membrane)、生物膜(biomembrane) 。

一、胞质膜的结构模型1、研究简史(见)(1) 1890 脂层(2)E.Gorter和F.Grendel(1925): “蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型(3)J.D.Robertson(1959年):单位膜模型(unit membrane model)(4)S.J.Singer和G.Nicolson(1972):生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 2、生物膜结构的特征(1)磷脂双分子层是基本结构成分,起主要功能作用,蛋白周边整合;(2)膜的流动性决定因素:脂肪链长短、不饱和程度、固醇含量、温度、细胞骨架荧光标记实验(3)膜的不对称性a、细胞质膜各部分的名称(见书图4-7 p83)b、膜脂与糖脂的不对称性(见书图4-8 p84)糖脂仅存在于质膜的ES面,是完成其生理功能的结构基础c、膜蛋白与糖蛋白的不对称性⏹方向性;⏹糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面;⏹不对称性是生理功能的保证。

(5) 分相现象二、膜脂——生物膜的基本组成成分1、成分:膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类。

(1)磷脂:膜脂的基本成分(50%以上)a、分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂b、主要特征:①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)(心磷脂除外);②脂肪酸碳链碳原子为偶数;③有饱和及不饱和脂肪酸两种;(2)膜脂的四种热运动方式:侧向自旋摆动flip-flop2、脂质体(liposome)及应用脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。

(1)脂质体的类型(见书图4-3 p77)。

(2)脂质体的应用a、研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质;b、基因转移;c、在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体三、膜蛋白1、基本类型(1)外在(外周)膜蛋白(extrinsic/peripheral membrane proteins );"水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合,易分离。

细胞生物学细胞膜与细胞表面的结构与识别

细胞生物学细胞膜与细胞表面的结构与识别

细胞质膜简述细胞膜的生理作用1.限定细胞的范围,维持细胞的形状2.具有高度选择性,(为半透膜)并能进行主动运输使细胞内外形成不同离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别3.是接受外界信号的传感器,使细胞对外界环境的变化产生适当的反应4.与细胞新陈代谢、生长繁殖分化及癌变等重要生命活动密切相关生物膜的化学组成及其特点和意义构成生物膜的主要成分是脂类和蛋白质。

其中脂类包括磷脂、糖脂和硫脂等,几乎都是两性分子,在水相中磷脂分子亲水的头部朝向水相,疏水的尾部相对,自发排列成疏水双分子层,而且双分子膜一旦破损也能自我闭合。

磷脂双分子层的这种自我装配、自我闭合的特点赋予细胞细胞膜对细胞起保护作用,使每一个细胞成为一个相对独立的整体。

脂双层分子具有流动性,有利于嵌在膜内的功能蛋白的旋转和转移,便于其发挥相应的作用细胞膜中的蛋白质多种多样:从组成看有单纯蛋白质、糖蛋白和脂蛋白等。

从结合状态看有不同的镶嵌方式;从功能来分,有载体蛋白、受体蛋白和各种酶等。

由此保证有控制细胞内外的物质交换的作用和细胞间相互识别以及传递各种信息的作用、感受和传递各种刺激的作用等多种功能,还使细胞具有多样性,保证了不同组织细胞和不同发育时期细胞膜功能的差异性。

生物膜的基本结构特征是什么?与它的生理功能有什么联系?(指导)生物膜的基本结构特征:1.磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架,具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质,以非极性尾部相对,极性头部朝向水中。

这一结构特点为细胞核细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境,使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面2.蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或者结合与表面,蛋白质的类型、数量多少、蛋白质分布的不对称性以及脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性和功能,这些结构有利于物质的选择运输,提供细胞识别位点,为多种酶提供了结合位点,同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。

细胞生物学第四章 细胞质膜及其表面

细胞生物学第四章 细胞质膜及其表面
① 磷脂酰胆碱phosphatidylcholine,PC,旧称卵磷 脂 ② 磷脂酰丝氨酸phosphatidylserine,PS ③ 磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine,PE, 旧称脑磷脂 ④ 磷脂酰肌醇phosphatidylinositol,PI ⑤ 双磷脂酰甘油Diphosphatidylglycerol, DPG,旧 称心磷脂
磷脂与糖脂分布的不对称性
2.复合糖 的不对称性
• 膜糖以糖 蛋白或糖脂 的形式存在, 无论是糖蛋 白还是糖脂 的糖基都是 位于膜的外 表面
膜糖分布的不对称性
3、膜蛋白的 不对称性:
每种膜蛋白分子在 细胞膜上都具有特 定的方向性和分布 的区域性。 膜蛋白的不对称性 包括外周蛋白分布 的不对称以及整合 蛋白内外两侧氨基 酸残基数目的不对 称。
①,② integral protein; ③,④ lipid-anchored protein; ⑤,⑥ peripheral protein
膜蛋白的功能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节 细胞膜的结构 一、细胞膜结构的研究历史
1. E. Overton 1895 发现凡是溶 于脂肪的物质很容易透过植物的 细胞膜,而不溶于脂肪的物质不 易透过细胞膜,因此推测细胞膜 由连续的脂类物质组成。
1. 具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链), 线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性尾部。 2. 脂肪酸碳链为偶数,多数碳链由16,18或20个碳 原子组成。 3. 常含有不饱和脂肪酸(如油酸)。
1、甘油磷脂
• 以甘油为骨架的磷脂类,在骨架上结合两个脂
肪酸链,磷酸基团,胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇 等分子籍磷酸基团连接到脂分子上。主要类型有:
• 细胞膜、 细胞外被和表层胞质溶胶构成细胞表面。

细胞生物学-细胞膜及其表面

细胞生物学-细胞膜及其表面

2.脂质锚定蛋白(lipid-anchored proteins): 通过磷脂或脂肪酸锚定,共价结合。 分为两类:
1).糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白: 用磷脂酶C(能识别含肌醇的磷脂)处理细胞,能释 放出结合的蛋白。许多细胞表面的受体、酶、细 胞粘附分子和引起羊瘙痒病的PrPC都是这类蛋白。 2).另一类脂锚定蛋白与插入质膜内小叶的长碳 氢链结合。
跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸 残基与磷脂分子带负电的极性头形成离子键, 或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等 阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用; 某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱 氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双 层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合 力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
第二节 膜的分子结构
膜的分子结构模型
E.Gorter和F.Grendel(1925): “蛋白质-脂 类-蛋白质”三夹板质膜结构模型; J.D.Robertson(1959):单位膜模型(unit membrane model); S.J.Singer和G.Nicolson(1972): 生物膜的 流动镶嵌模型(fluid mosaic model); K.Simons et al(1997):脂筏模型(lipid rafts model); Functional rafts in Cell membranes. Nature 387:569-572
第六章 细胞表面及其特化
cell surface and specificity
第一节 细胞外被与胞质溶胶
细胞表面: 细胞膜 + 细胞外被 + 细胞外基质; 细胞表面的功能: 保护细胞,使细胞有一个相对稳定的内 环境; 参与信号的识别和信息的传递; 参与细胞运动; 维护细胞的各种形态; 与免疫、癌变等有十分密切关系;

细胞生物学 第三章

细胞生物学 第三章

图3-6
膜各个断面的名称
第一节
细胞膜
(1)膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中 呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的 分布表现出完全不对称性,其糖侧链部都在质膜的ES面上, 所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中,糖脂的不对称分布 是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的 生理意义,有一些疾病,如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细 胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 (2)膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都 有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功 能主要由膜蛋白决定的,膜蛋白的不对称性是生物膜完成 复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。
第三节 细胞连接
2.胞间连丝 胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围 成的细胞质通道,直径约20~40nm。因此植物体细胞可看作是一个巨 大的合胞体。通道中有一由膜围成的筒状结构,称为连丝小管。连丝 小管由光面内质网特化而成,管的两端与内质网相连。连丝小管与胞 间连丝的质膜内衬之间,填充有一圈细胞质溶质。一些小分子可通过 细胞质溶质环在相邻细胞间传递(图3-13)。
第三节 细胞连接
1.桥粒和半桥粒
在锚定连接中,如果细胞是通过中间纤维锚定到骨架上,这种连接方式 称为桥粒(desmosome)。通常在易受牵拉的组织结构中,桥粒最为丰富,如 皮肤、口腔、食管等处复层鳞状上皮细胞易受撕拉和摩擦,其细胞间桥粒最 丰富。
图3-10 桥粒结构模式图
第三节 细胞连接
2.粘着带和粘着斑
第三节 细胞连接
一、封闭连接
封闭连接(occluding junction)是指在相邻细胞的质膜之间,只 有2nm或更小,甚至没有间隔。

《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面

《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面

《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜,脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。

2. 流体镶嵌模型——主要强调:1.膜的流动性,膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性3. 细胞膜——又称质膜,是指围绕在细胞最外层,由脂质和蛋白质组成的生物膜。

4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。

5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白,多数为跨膜蛋白,与膜紧密结合。

6. 细胞外被——又称糖萼,曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质,实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂,所以,细胞外被应是细胞膜的正常结构组分,它不仅对膜蛋白起保护作用,而且在细胞识别中起重要作用。

7. 细胞外基质——是指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。

细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织,同时,提供一个细胞外网架,在组织中或组织之间起支持作用。

8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖,是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分,尤其在胚胎组织中。

9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系,协同作用的重要组织方式。

10. 细胞粘着——在细胞识别的基础上,同类细胞发生聚集,形成细胞团或组织的过程。

11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。

12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。

13. 免疫球蛋白超家族的CAM——分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。

6.C7.A8.C9.C 10. B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.B 18.D 19.C 20.D 21.B 22.C1. 膜脂的主要成分包括①磷脂②糖脂③胆固醇④中性脂质2. 膜脂分子有4种运动方式,其中生物学意义最重要的是.侧向运动3. 与细胞质基质接触的膜面称为质膜的.PS4. 细胞外被又称D.糖萼5. 胶原是胞外基质最基本成分之一。

细胞生物学 2.细胞膜和细胞表面

细胞生物学 2.细胞膜和细胞表面

位于质膜内叶的的脂筏则含有较多的脂酰化和异戊二 烯化蛋白 特别是信号转导蛋白,如Src、G蛋白的Gα亚基、内 皮型一氧化氮合酶(eNOS)等
二、生物膜的特性
(一)不对称性 •膜脂的不对称性
•膜蛋白的不对称性
•质膜上复合糖的不对称性 (二)流动性 • 膜脂分子的运动 • 膜蛋白分子的运动 (三)影响膜脂流动性和膜蛋白运动性的各种因素
3. 胆固醇(cholesterol)
♦ 中性脂,原核细胞膜上无胆固醇 ♦ 动物细胞中胆固醇构成质膜的主要成分,其摩尔数与 磷脂相同。 ♦ 特点是:两亲性分子:极性头为羟基,非极性疏水的 尾部为甾环和烃链。 ♦ 胆固醇分子散布于磷脂分子之间,其极性头部紧靠磷 脂分子的极性头部,其余部分游离。其甾环与磷脂分 子临近头部的脂肪酸链相互作用。 ♦ 调节膜的流动性,增加膜的稳定性,降低水溶性物质 的通透性等。
各种物质与离子的输送具有方向性
各种信号的接受与传递也按一定方向进行。
(二)流动性
1. 膜脂分子的运动
(1)侧向扩散 (2)旋转运动
(3)钟摆运动
(4)伸缩振荡 (5)烃链的旋转异构化运动 (6)翻转运动
2.膜蛋白分子的运动
(1)膜蛋白分子的侧向扩散 许多膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散
第一节 细胞膜的化学组成与分子结构
♦ 质膜的主要成分:包括脂类、蛋白质、 糖类等 ♦ 膜脂与膜蛋白两类分子以非共价键结合, 构成膜的主体
♦ 糖类多为复合糖,它与膜脂共价结合形 成糖脂,若与膜蛋白共价结合则形成糖 蛋白 ♦ 质膜上还含有水、无机盐和金属离子。
第一节 细胞膜的化学组成与分子结构
膜脂的种类和结构 膜蛋白的种类、结构及功能
♦ 从生物大分子的热力学特性来考虑,以疏水性和亲 水性相互作用,就形成了流动镶嵌的生物膜结构。 –膜中的脂和内在蛋白分子的非极性部分与水相 隔而在疏水区紧密排成镶嵌结构

细胞生物学-细胞膜和细胞表面

细胞生物学-细胞膜和细胞表面
磷脂分子聚集在一起,将亲水头部朝向 外面,将疏水尾部藏在里面
在水溶液中形成微团或脂双分子层
磷脂单分子层
liposome
磷脂双分子层
胆固醇是兼性分子吗?
糖脂是兼性分子吗?
细胞膜的化学组成是什么?
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白 ❖膜糖类
1.2 膜蛋白
❖ 膜蛋白:外在蛋白 20-30% 内在蛋白 70-80%
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白
外在蛋白 、内在蛋白
❖膜糖
1.3 膜糖类
❖ 膜糖类:糖脂、糖蛋白 糖脂和糖蛋白的糖链分布在膜的外表面 糖被除了具有保护和润滑作用外,与细胞 的抗原结构、受体、细胞免疫、细胞识别 以及细胞癌变都有密切关系
细胞被
糖脂和糖蛋白
跨膜糖蛋白 吸附的糖蛋白
磷脂双 分子层
糖脂
EXAMPLE :Human ABO bloodgroup antigens
胞间连丝(植物细胞)
3.1 紧密连接
❖ 将相邻细胞的细胞膜密 切地连接在一起阻止溶 液中的分子沿细胞间隙 渗入体内,起隔离和支 持作用
❖ 上皮细胞层对小分子的 封闭程度与嵴线的数量 有关,嵴线由成串排列 的特殊跨膜蛋白组成
Tight junctions
3.2 锚定连接
❖ 锚定连接通过细胞骨架系统将细胞与相 邻细胞或细胞与细胞外基质之间连接起 来。
漂白区
时间
膜蛋白侧向移动实验
影响膜流动性的因素有哪些?
❖ 胆固醇:保持膜的机械稳定性 ❖ 不饱和键含量和链的长度
不饱和脂肪酸的存在增加膜的流动性,短 链能降低脂肪酸链尾部的相互作用,使膜 流动性增强 ❖ 脂质和蛋白质的相互作用 内在蛋白越多,界面脂越多,膜的流动性 降低

细胞生物学 细胞膜与细胞表面

细胞生物学  细胞膜与细胞表面
类型:按照其结构和功能特点,分为三类: 紧密连接 黏合连接 缝隙连接
柱 状 上 皮 细 胞 各 种 细 胞 连 接
㈠紧密连接(tight junction)
分布:体内管腔及腺体上皮细胞靠腔面的相 邻面。
结构:
• 是一种将相邻细胞膜网状嵌合在一起的连接 方式,将连接处的细胞间隙封闭。
• 相邻细胞的膜嵌入蛋白相互融合形成连接蛋 白。
电镜下,点状桥粒区的相邻细胞膜之间,有 宽约25nm的细胞间隙,充有丝状物质,其中央显示 有一条中央线,是相邻细胞膜表面的糖链等黏着物 质重叠形成的。
中央线 胞质斑 张力丝
桥粒连接的电镜照片 (两个皮肤细胞的桥粒连接)
连接处细胞膜内侧胞质面,有对称而平行的 电子密度高的两个圆盘形斑,称为胞质斑。
2. 细胞内褶(cell infolding) 结构:是指细胞膜折叠地伸入细胞体内部。
功能:扩大细胞表面积,有利于离子和液体 的交换。
细胞内褶通常见于液体及离子交换频繁的细 胞中,以肾小管上皮细胞基部的内褶最为典型。
二、细胞连接
定义:各细胞间为了必需的相互联系,相 邻细胞密切接触的区域特化形成一定的连接结 构称为细胞连接。
③ 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信 息跨膜传递;
斑内侧细胞质中有大量的张力丝,汇集并附 着在胞质斑后又折回细胞质中。
功能:
为坚韧的细胞连接点。通常在易受牵拉的 组织结构中,桥粒最为丰富。例如:
口腔、食道、皮肤等处的复层鳞状上皮细 胞。
3.半桥粒 (hemidesmosome) 分布:位于上皮组织和结缔组织的交界面。
结构:具有半个点状桥粒的结构,形态与完 整的桥粒相仿,只是相当于桥粒的 1/2。
㈠细胞外被(cell coat)

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜通道

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜通道

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜通道细胞是生命的基本单位,而细胞膜是细胞的门卫,起着筛选、传递物质和信息的关键作用。

细胞膜是由脂质双分子层组成的,同时还含有许多蛋白质通道,这些通道称为细胞膜通道。

细胞膜通道对于维持正常细胞功能和生活活动至关重要。

本文将深入探讨细胞膜与细胞膜通道在细胞生物学中的重要性和功能。

一、细胞膜的结构与功能细胞膜是由磷脂双层组成的,这种双层结构使得细胞膜具有高度的选择性渗透性。

这意味着细胞膜可以通过主动或被动运输物质,并且只允许特定的物质通过。

这种选择性渗透性使得细胞膜能够维持细胞内外环境的平衡,实现物质的进出控制。

此外,细胞膜还承担着细胞的黏附、识别和通信功能。

通过细胞膜上的受体蛋白,细胞可以感知外界的信号,并做出相应的反应。

细胞间的黏附和细胞外基质的结合也依赖于细胞膜上的特定蛋白质。

二、细胞膜通道的种类和特点细胞膜通道是细胞膜上的一类特殊蛋白质,它们具有特定的结构和功能,负责物质和离子的跨膜转运。

细胞膜通道通常具有以下特点:1. 选择性:不同的细胞膜通道对于不同的物质具有选择性,只允许特定的物质通过。

2. 通透性:细胞膜通道可以快速、高效地传递物质和离子,其速度远远高于被动扩散。

3. 调节性:细胞膜通道的活性可以通过多种方式进行调节,包括电压依赖性、配体依赖性和细胞内信号依赖性等。

三、细胞膜通道的功能与生物过程细胞膜通道在细胞生物学中起着重要的作用,参与了许多生物过程,如细胞内外物质交换、电信号传导和细胞内离子平衡的调节。

1. 物质交换:细胞膜通道可以快速地将物质从细胞内输送到细胞外,或者将物质从细胞外带入细胞内。

这种物质交换对于维持细胞内外环境的平衡至关重要。

2. 电信号传导:神经细胞中的离子通道在电信号传导中起着至关重要的作用。

通过打开或关闭特定的离子通道,神经细胞可以传递电信号,实现神经传导。

3. 离子平衡调节:细胞内外离子平衡对于细胞的正常功能至关重要。

细胞膜通道可以调节细胞内外离子的浓度差,维持细胞内稳定的离子平衡。

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜受体

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜受体

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜受体细胞膜是细胞的外部边界,起着保护细胞内部环境并与外界进行物质交换的重要作用。

细胞膜由脂质双层构成,其中嵌入了许多不同类型的蛋白质,包括细胞膜受体。

细胞膜受体在细胞内传递信号并调控细胞功能,对于生物体的正常运作至关重要。

一、细胞膜结构与特性细胞膜是由磷脂和蛋白质构成的双层结构,磷脂分子的亲水头部面向细胞外,亲油尾部则朝向细胞内。

这种结构使得细胞膜具有选择性通透性,可以控制物质的进出。

此外,细胞膜还富含胆固醇,可以增强膜的稳定性和流动性。

二、细胞膜受体的分类和功能细胞膜受体是一类嵌入在细胞膜上的蛋白质,根据它们接受的信号类型和转导机制的不同,可以分为离子通道受体、酶联受体和G蛋白偶联受体。

1.离子通道受体离子通道受体主要通过开关机制调节细胞膜内外离子的通道通透性,控制细胞内离子浓度的平衡。

这类受体包括离子通道直接开关和依赖于细胞内二次信号分子的间接开关。

2.酶联受体酶联受体具有酶活性,它们通过间接或直接地调节细胞内信号通路,参与细胞的生理和代谢过程。

酶联受体的激活可以触发细胞内的多级级联反应,最终导致特定的细胞功能变化。

3.G蛋白偶联受体G蛋白偶联受体是目前已知最大的细胞膜受体家族,通过启动和调节细胞内二次信号通路来传递信号。

G蛋白偶联受体具有多种功能,包括参与细胞增殖、分化、凋亡、代谢和调节细胞信号传递等。

三、细胞膜受体的信号转导机制细胞膜受体与外界信号分子结合后,会引发一系列信号转导过程,最终导致细胞内的相应反应。

这一过程涉及到多个信号分子传递和调控的步骤。

1.配体结合细胞膜受体的活性通常通过与配体结合启动。

配体可以是激动剂或抑制剂,根据配体的性质和受体类型的不同,引发的信号转导途径也会有所不同。

2.信号传递配体结合后,受体会激活下游信号分子,从而引发级联反应。

这些信号分子可以是离子通道、酶活性分子、蛋白激酶等,它们负责传递信号和调控细胞内的一系列生物化学反应。

3.细胞应答细胞内的信号传导通路最终将导致细胞的应答。

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胆固醇
14
2. 胆固醇
分子结构:
➢ 极性头部:羟基团
类 固

➢ 非极性尾部:脂肪酸链 环
➢ 固醇环连接头部与尾部
极性头部
非 极 性 尾 部
15
2. 胆固醇
分布:
分布于磷脂分子中,极性头部 紧靠磷脂的极性头部,类固醇 环固定于磷脂的烃链上。
作用:
可调节膜的流动性,加强膜的 稳定性。
16
3. 糖脂

CH3 O
CH3 N CH3 CH2 CH2 O
PO O
神经 酰胺
鞘 磷

11
1. 磷脂
结构特点:
亲水性头部: 疏水尾部:
一般两条脂肪酸链,每条14~24个碳原子。 一条饱和,一条不饱和。
排列特点:
逐个相依地整齐排列脂双分子层,构成膜主体结构。
磷脂分子聚集排列特点:
球形分子团
13
脂质双分子层在水中形成一种自我封闭的结构 ——脂质体(Liposome)
外在膜蛋白:靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质 分子或脂分子的亲水部分结合,因此只要改变溶液的离 子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。
22
(三)膜糖类
糖 脂
糖 蛋 白
磷 脂
糖类+膜脂 共价键 膜糖类
糖类+膜蛋白 共价键
糖脂 糖蛋白
23
2. 种类:
存在于膜的糖类只有9种。 动物细胞膜上的糖主要有7种:半乳糖、甘露糖、岩藻 糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖氨、唾液酸。
Chapter 3 Cell membrane and cell surface
概述
基本概念
1. 细胞膜(cell membrane) 2. 生物膜(biomembrane) 3. 单位膜(unit membrane) 4.细胞表面(cell surface)
3
基本概念
1. 细胞膜cell membrane: 2.生物膜biomembrane:
8
(一) 膜脂(membrane lipid)
• 生物膜上的脂类统称膜脂。 ➢ 膜脂的种类:磷:脂(含量最丰富);胆固醇;糖脂
双亲性(水脂兼性)分子
➢ 分子结构共同特点: 头部亲水,尾部疏水 ➢ 分子排列特点: 球形分子团;脂质双分子层
9
1. 磷脂
磷脂是生物膜中含量最高的脂类。 最简单的磷脂是磷脂酰甘油(磷脂酸)。 常见的磷脂有:
3. 分布特点:
绝对不对称。 糖链只分布在膜的非细胞质侧脂双分子层单层。
24
25
脂类:蛋白质=4:1
膜成分含量
1:1
脂类:蛋白质=1:4
神经髓鞘
血红细胞
线粒体 26
二、细胞膜的特性
不对称性(asymmetry) 流动性(fluidity):生物膜的基本特征之一,
是细胞进行生命活动的必要条件。
27
(一)细胞膜的不对称性
EF和PF的界定:冰冻断裂处理后,细胞膜往往从脂双层中央断 开,为了便于研究,各部分都有固定的名称:质膜的原生质表 面 (protoplasmic surface, PF) 和 质 膜 的 细 胞 外 小 页 断 裂 面 (extrocytopasmic face, EF)。
① 磷脂酰胆碱:胆碱(choline) + 磷脂酸 ② 磷脂酰乙醇胺:乙醇胺(ethanolamine) + 磷脂酸 ③ 磷脂酰丝氨酸:丝氨酸(serine) + 磷脂酸 ④ 磷脂酰肌醇:肌醇(inositol) + 磷脂酸 ⑤ 鞘磷脂:胆碱或乙醇胺+鞘氨醇+磷酸+脂肪酸
CH3
CH3
N CH3
CH2 CH2
膜 蛋 白 细胞内
4. 细胞表面 cell surface:
细胞膜、细胞外被、细胞膜内面的胞质溶胶、各种细胞连接 结构和细胞膜的一些特化结构统称为细胞表面。
6

物 膜
一、细胞膜的化学组成
的 二、细胞膜的特性
和化 分 学 三、细胞膜的结构模型
子组 结成
复习题

7
一、细胞膜的化学组成
• 细胞膜的主要化学成分有脂质(lipid)、蛋白质 (protein)和糖类(sugar)。
分子结构: ➢极性头部:
由1~数个糖基构成 ➢非极性尾部:
两条脂肪酸链
17
糖 脂
胆固醇
磷脂
18
: (2)分布 所有糖脂都分布在膜的非胞质面脂双分子层单层。
19
(二) 膜蛋白(membrane protein)
生物膜所含的蛋白称膜蛋白。 是膜特定功能的主要承担者和执行者。
种类: 外在膜蛋白;内在膜蛋白
NH2 CH2 CH2
O
O
O PO
O PO
O
O
CH— CH—CH2
CH— CH—CH2
OO
OO
C OC O 磷



脂脂 碱
肪肪 (
酸酸




C
OC
OHale Waihona Puke 磷 脂酰乙
脂脂 肪肪 酸酸
醇 胺 (




NH2 H—C—COOH
CH2
O
O PO
O
CH— CH—CH2 OO
C OC O 磷



脂脂

肪肪 酸酸
20
4
1
2
3
非胞质面




5
胞质面
(1) 外在膜蛋白:分布在膜的内外表面,主要在内表面。通过内在蛋白 间接与膜连接,或与脂类分子的极性头部直接结合。
(2) 内在膜蛋白:单次或多次穿过脂双分子层,与膜结合紧密。
21
膜蛋白的分离
内在膜蛋白:它与膜结合非常紧密,只有用去垢剂才能从 膜上洗涤下来,常用SDS和Triton-X100。
生物膜的不对称性指
细胞膜内外两层的结
EF
构和功能有差异。
PF
28
1. 膜脂分布的不对称
磷脂种类、数量分布不对称 胆固醇集中在细胞膜的外层 糖脂不对称:糖链在细胞膜的外层
29
1. 膜脂分布的不对称
总磷脂
鞘磷脂

磷脂酰胆碱
细胞外小叶

磷脂酰乙醇胺

磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇


%
细胞质小叶
30
[细胞生物学]细胞膜与细胞表面
教学目的
1. 掌握细胞膜、生物膜、单位膜的概念; 2. 掌握细胞膜的组成和磷脂的结构特点,了
解磷脂的种类、胆固醇和糖脂的结构; 3. 了解六种生物膜的结构模型及其优缺点,
掌握流动镶嵌模型; 4. 了解膜脂、膜蛋白的运动方式。掌握生物
膜的特性。
第三章 细胞膜与细胞表面
2. 膜蛋白分布的不对称性
每种膜蛋白在膜中都有特定 的排布方向是膜蛋白不对称 性的主要因素;
外周蛋白种类和数量分布的 不对称;
是指围绕在细胞最外层, 细胞膜与细胞内膜具有共同
由脂质、蛋白质和糖类 所组成的界膜。
的结构和相近的功能,统称 生物膜。
基本概念
3. 单位膜unit membrane:
生物膜在电镜下呈现出的较为一致的三层结构,即电子 致密度高的内外两层之间夹着电子密度较低的中间层。
细 胞 衣 脂 双 层 胞质溶胶
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