第一章细胞膜结构与功能

可以推测：
在细胞的外围存在一个 阻碍色素进入的边界，他把 这个边界称为膜。以后细胞 的质壁分离现象的发现证实 了Nageli的观点。第一章细胞膜结构与功能
容易 色素
色素
受伤细胞
2. 细胞膜组分的确定
• 1895年，Overton首 先发现脂类物质最容 易进入细胞膜。可以 推测：
• 1898年他提出细胞膜 由脂类物质组成的假 说。因为只有当细胞 膜由脂类物质组成时， 脂类物质才容易通过。
3. 细胞膜结构的发现
＊1917年，Langmuir等人发现，脂类物质在水 和空气的界面上可以排列成单分子层。
＊为什么？
因为脂类物质是两性分子，例如磷脂，它的脂
肪酸链是疏水的，而它的磷酸基团及醇类物质是
亲水的。在水与空气的界面上，脂类亲水的基团
与水结合，疏水基团指向空气，就形成单分子层
。
第一章细胞膜结构与功能
第一章 植物细胞的结构与功能 Chapter 1 Structure and functions of plant cells
——植物生理学的细胞学基础
第一章细胞膜结构与功能
本章的学习重点
(1)了解细胞的基本结构和高等植物细胞的结构特 点。 (2)了解细胞各亚显微构造的组成、结构和功能 （细胞璧、细胞膜系统、细胞骨架、胞间连丝）。 (3)了解细胞信号转导途径。 (4)了解细胞信号转导系统的各个组分（胞间信号、 跨膜信号转导、胞内信号转导（钙信号系统、磷酸 肌醇信号系统、环核苷酸信号系统））。
• 细胞膜分为质膜和内膜。 • 质膜是包围原生质外围的膜。 • 内膜是指质膜以内各种细胞器膜，内膜也
称为内膜系统。
第一章细胞膜结构与功能
一、细胞膜的研究历史
1. 细胞膜的发现
完整细胞
• 1855 年Carl Nagelli 发现
色素进入完整细胞和受损伤
难
细胞的速度不同，进入完整
色素
色素
细胞的速度慢于受伤细胞。
磷脂的结构示意图
第一章细胞膜结构与功能
2．蛋白质：占膜干重的60~75%，蛋白质 包括简单蛋白质和结合蛋白，如糖蛋白、 脂蛋白，色素蛋白，主要作用有物质运输、 识别、信息传递、电子传递、催化。细胞 约有20~25%的蛋白是与膜结合在一起的。
3．糖类： 约占膜干重的5%，多以糖脂、 糖蛋白形式存在，主要作用是识别反应。
穿脂类双层。
第一章细胞膜结构与功能
３．膜中各种组分在膜上的分布是不 对称的，具体表现在： (1) 膜脂分布的不对称性，脂质双层 组成的不对称性。脂类双层的外层往 往含有较多的磷脂酰胆碱（也称为卵 磷脂），内层含磷脂酰乙醇胺（脑磷 脂）和磷脂酰丝氨酸较多。 在脂类双层的不同区域所含有的 脂类种类不完全相同，脂类两个单分 子层中所含有的脂类的数量也不相同。
第一章细胞膜结构与功能
第一节 植物细胞的基本结构
二、植物细胞的结构
第一章细胞膜结构与功能
第一节 植物细胞的基本结构
三、植物细胞的结构特点
与动物细胞相比 •有细胞壁 •含有液泡 •含有叶绿体
植物细胞与动物细胞 的差异赋予它什么特 殊的功能？
第一章细胞膜结构与功能
第二节 细胞膜的结Fra Baidu bibliotek与功能
• 细胞膜也称为生物膜，是细胞中所有膜的 总称。
第一章细胞膜结构与功能
主要内容
第一节 植物细胞的基本结构 第二节 细胞膜的结构和功能 第三节 植物细胞膜的膜系统——细胞器的结构和
功能 第四节 细胞壁的结构和功能 第五节 细胞骨架 第六节 胞间连丝 本章复习思考题 第二章预习题
第一章细胞膜结构与功能
第一节 植物细胞的基本结构
一、构成生物基本单位的细胞的结构共性 1. 具有脂类与蛋白构成的细胞膜。 2. 以DNA作为遗传信息携带和复制的载体，DNA以染色 体形式存在。位于细胞核（真核）或拟核体（原核）中。 3. 以RNA作为遗传信息转录的载体。 4. 都有合成蛋白质细胞器——核糖体 5. 增殖方式都是一分为二。真核细胞以有丝分裂为主。 6. 都含有有膜的、执行特殊功能的细胞器。（原核细胞 没有，只有拟核体和核糖体）
子层结构模型：细胞膜有三层结构，中间是脂类双分 子层，两侧分别吸附着球形蛋白，整个结构类似三明 治。
蛋白质
脂类双 分子层
蛋白质
第一章细胞膜结构与功能
二、细胞膜的化学组成
1．脂类物质：占细胞膜干重 的25%—40%，构成细胞膜的 脂类主要标志是磷脂、糖脂和 硫脂。构成质膜和内质网的脂 类主要是磷脂酰胆碱，线粒体 膜主要标志是磷脂酰丝氨酸， 叶绿体类体膜主要是糖脂（半 乳糖脂）、磷脂酰肌醇、磷脂 酰甘油和硫脂。
1. 脂类物质，主要是磷脂 构成生物膜的 骨架，在膜中，磷脂以双分子层的形式存 在，在双分子层中，磷脂的疏水基团（脂 肪酸链），疏水基团向外。
2．生物膜中含有蛋白质，蛋白质有两种
存在方式，一种吸附在脂类双层两侧，称
为外在蛋白或周边蛋白，另一种镶嵌在脂
类双层中，称为内在蛋白或整合蛋白，内
在蛋白有的部分嵌入膜脂双层中，有的贯
(2) 膜蛋白发布的不对称性： (3) 膜糖分布的不对称性，在质膜上主
难 极性 物质
细胞
容易 脂类 物质
第一章细胞膜结构与功能
• 1931年，Harvey和 Cole研究细胞表面张力 时发现，它的张力为 0.2×10-5 牛顿/cm，比 油水界面（ 35×10-5 牛 顿/ cm)小，可以推测： 细胞膜表面吸附有亲 水物质，而且这种物质 类似与球蛋白。
第一章细胞膜结构与功能
4．水：约占膜鲜重的30%以上，主要作用 是稳定膜的结构。
5．金属离子：主要是钙离子。
第一章细胞膜结构与功能
细胞膜结构模型
第一章细胞膜结构与功能
三、细胞膜的基本结构
• 目前细胞膜结构主要用Singer 和 Nicolson于1972年提出的流动镶嵌模型 解释，下面我们以流动镶嵌模型为基础， 总结细胞膜的结构的主要特征：
Gorter和Grendel的实验
• 1925年，Gorter和 Grendel在研究红 细胞时发现，如果 提取红细胞的物质， 分散成单分子层， 面积正好等于红细 胞质膜面积的2倍。 推测：
细胞膜是由脂类 双分子层构成的。
第一章细胞膜结构与功能
脂类物质 水
第一个细胞结构模型的提出
• 根据以上结果推测细胞膜结构： • 1935年，Danielli 和 Davson 提出细胞膜的脂类双分