第四章细胞质膜与细胞表面 ppt课件

1959
1972
Overton(1890s): Lipid nature of PM;
三、生物膜结构特征
1、细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。膜的 流动性是生物膜的基本特征之一, 是细胞进行生命活动 的必要条件。
2、磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生 物膜骨架；
3、蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个 双脂层，表现出分布的不对称性。膜蛋白是赋予生物膜 功能的主要决定者；
细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）：质膜表面寡糖链。 膜骨架：质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架来自百度文库分组成的网络结构，除
对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，这部分细胞骨架称 之。 细胞表面：细胞外被、质膜和表层胞质溶胶。
二、质膜结构的研究简史
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。
选均有密切的关系。 约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。 介于无序液体与液晶之间，称为有序液体（Liquid-
ordered）。 在低温下这些区域能抵抗非离子去垢剂的抽提，称为抗去
垢剂膜（detergent-resistant membranes，DRMs）。
Mechanisms of raft clustering. (a) Rafts (red) are small at the plasma membrane, containing only a subset of proteins. (b) Raft size is increased by clustering, leading to a new mixture of molecules. This clustering can be triggered in different way.
分子侧向交换频率的10－10。但在内质网膜上,新合 成的磷脂分子翻转运动发生频率很高。
膜脂分子的运动
(三）影响膜脂流动性的因素
① 胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。 ② 脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，
使膜流动性增加。 ③ 脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降
4、磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜 结构中起组织作用的蛋白；
四、膜脂——生物膜的基本组成成分
（一）成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。
磷脂：膜脂的基本成分（50％以上）；分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂，主要特征：
①具有一个极性头部和两个非极性的尾部（心磷脂除外）； ②脂肪酸碳链碳原子为偶数，大多数由16,18或20个组成； ③含有饱和脂肪酸(如软脂酸)和不饱和脂肪酸(如油酸)； 糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下），神经细
第四章 细胞质膜与细胞表面
第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构
第二节 细胞连接
外基质
第三节 细胞外被与细胞
第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构
一、概念
细胞膜（plasma membrane）又称质膜，是包在细胞最外层，有脂质 和蛋白质组成的生物膜。围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。
生物膜（biomembrane）：质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等 方面具有相似性，总称之。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基 础。
5、S. J. Singer & G. Nicolson 1972 根据免疫荧光技术、 冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”。强 调了膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。
➢流动镶嵌模型结构示意图
6、脂筏模型（lipid rafts model）（1997）
是富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域(microdomain）。 就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分
胞糖脂含量较高； 胆固醇和中性脂类：胆固醇存在于真核细胞膜上（30%以下），对增加
膜的稳定性以及降低水溶性物质通透性起重要作用。细菌质膜不含有胆 固醇，但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂类。
（二）膜 脂 运 动 方 式
沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）,其扩散系 数为10-8cm2/s；
脂分子围绕轴心的自旋运动； 脂分子尾部的摆动； 双层脂分子之间的翻转运动，发生频率还不到脂
低。 ④ 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷
脂粘度高于卵磷脂。 ⑤ 其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。
（三） 脂质体（liposome）
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。
脂质体的应用：
研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质； 脂质体中裹入DNA可用于基因转移； 在临床治疗中，脂质体作为药物或酶等载体。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章
绪论 细胞基本知识概要 细胞生物学研究方法 细胞质膜与细胞表面 物质跨膜运输与信号传递 细胞质基质与内膜系统 细胞的能量转换 细胞核与染色体 核糖体 细胞骨架 细胞增殖及其调控 细胞分化与基因表达调控 细胞衰老与凋亡
2. E. Gorter & F. Grendel 1925 用有机 溶剂提取了人的红细胞质膜的脂 类成分，将其铺展在水面，测出 膜脂展开的面积二倍于细胞表面 积，因而推测细胞膜由双层脂分 子组成。
3、J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张 力比油－水界面的张力低得多，推测膜中含有 蛋白质。提出蛋白质—脂质—蛋白质的三明式 的质膜模型。
蛋白质分子
极性孔
脂质分子
4、J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明 -暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子（明带）和内外表面各厚约 2nm的蛋白质构成(暗带），总厚约7.5nm。 认为膜上还具有贯穿脂双层 的蛋白质通道，供亲水物质通过，发展了三明治模型，提出蛋白质—脂 质—蛋白质的单位膜模型。