上页下页返回结束第三章 细胞膜及其表面结构第一节 细胞膜第二节 细胞表面第三节 细胞表面的特化结构第四节 细胞连接思考题上页结束返回下页细胞膜：围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜 或原生质膜。图示 光学显微镜下人肝细胞模式图返回上页结束返回下页细胞膜出现的意义及作用：n原始生命进化的关键，细胞形成的前提；n限定细胞范围，保持细胞内外的区别；n物质运输（进行细胞内外物质的运输）；n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。返回上页结束返回下页关于“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。返回上页结束返回下页图示 示单位膜暗明暗“两暗一明”返回上页结束返回下页内膜系统包括： 膜相结构包括： 胞内膜包括：内质网 内质网 内质网高尔基复合体 高尔基复合体 高尔基复合体 溶酶体 溶酶体 溶酶体核膜 过氧化酶体 过氧化酶体小泡、液泡等 核膜 核膜小泡、液泡等 小泡、液泡等线粒体 线粒体 细胞膜返回上页结束返回下页细胞膜n细胞膜的化学组成 细胞膜的分子结构模型 细胞膜的特性 细胞膜的性质动画返回上页结束返回下页细胞膜的化学组成n 膜脂 50%n 膜蛋白 40%n 膜糖类 10%左右上页结束返回下页膜 蛋白质（） 脂类（） 糖类（） 蛋白质脂类髓鞘 18 79 3 0.23 质膜 血小板 33-42 50-51 7.5 人红细胞 49 43 8 1.1变形虫 54 42 4 1.3小鼠肝细胞 46 54 2-4 淋巴细胞 60 40 5-10 1.5Hela细胞 60 40 2.4 1.5牛视网膜杆状细胞 51 49 4 1.0 革兰氏阳性菌 75 25 3.0 类菌质体 58 37 1.5 1.6表：各种生物膜组成近似值上页结束返回下页（一）膜脂n磷脂（主要）占50%以上n糖脂n胆固醇膜脂分子的种类：上页结束返回下页磷脂n磷脂酰胆碱（卵磷脂）n磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）n磷脂酰丝氨酸n鞘磷脂n肌醇磷脂（含量少、在信息传递中起 作用） 上页结束返回下页图示 膜磷脂的分子结构模型上页结束返回下页图示 四种磷脂分子结构模式图上页结束返回下页（头部无磷酸） 糖基（极性） + 脂肪酸链（尾部）糖 脂上页结束返回下页胆固醇羟基（极性头部）+脂肪酸链（尾部）上页结束返回下页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”（脂肪酸 链、有疏水性）。上页结束返回下页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)膜脂分子的排列特性实验证明：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 质体上页结束返回下页（二）膜蛋白膜蛋白的类型：整合蛋白（integral protein ），占70-80%镶嵌蛋白跨膜蛋白膜周边蛋白（peripheral protein），占20-30%上页结束返回下页膜蛋白与脂双层分子的结合方式上页结束返回下页膜蛋白的功能n 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）上页结束返回下页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。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 血型糖蛋白的结构上页结束返回下页n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）上页结束返回下页（三）膜糖类分布： 细胞膜表面（外侧）内膜系统的非质侧 种类：半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖胺、葡萄 糖、葡萄糖胺、唾液酶，共七种。（自然界中有 100多种） 存在形式：与膜蛋白或膜脂共价结合形成糖蛋白和 糖脂，即以糖蛋白和糖脂的形式存在于细胞膜表 面形成细胞被。 上页结束返回下页一个膜蛋白可结合多 个糖链；一个膜脂分子只结 合一个糖链细胞被（cell coat）或糖萼 细胞膜表面的糖蛋白和糖脂的糖链 相互交织形成的一层绒毛状 的多糖物质。细胞被上页结束返回下页二、细胞膜的分子结构n关于细胞膜的分子结构，提出的模 型很多，但目前比较公认的是液态 镶嵌模型，所以在此主要介绍这一 模型。动画上页结束返回下页液态镶嵌模型内容：把生物膜看成是嵌有球形蛋白质的脂类二维排 列的液态体，是一种动态的、不对称性的具有流动性 的结构。动画上页结束返回下页主要论点：1、连续的脂质双分子构成膜的主体（骨架 ），它具有液晶态特性，不仅有固体分子排列 的有序，且有液体分子的流动性。2、球形蛋白质分子嵌入，贯穿或附着于脂 双分子层中。3、糖类附着在膜的外表面，与表层的脂类 和蛋白质结合形成糖蛋白和糖脂。故名 液态 镶嵌模型此模型是现在公认的膜结构模型动画上页结束返回下页n优点：1、能解释许多膜功能现象，如物质运输、信 号识别、能量转换等。2、说明了膜的动态性（流动性）。3、说明了膜功能的不对称性。动画上页结束返回下页n缺点：、未说明膜蛋白分子对脂类分子流动性的控制作用。实际上特定的膜蛋白酶周围需要有特定的磷脂才有活性，如钠、钾-ATP酶需要有磷脂酰丝氨酸、钙-ATP酶需要有磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。、未说明膜各部分流动性的不均匀性。所以又提出“晶格镶嵌模型”和“板块模型”作 为补充。动画上页结束返回下页“晶格镶嵌模型”中提出“界两脂（boundary lipid）”(晶 格)可控制脂类分子的运动。界面脂界面脂：镶 嵌蛋白周围 ，一个分子 厚的不移动 的脂质分子 。动画上页结束返回下页“板块模型”中提 出膜的不同区域 可形成大小、刚 性不同的脂质区 （板块）说明膜 流动性的不均匀 性。不同板块动画上页结束返回下页三、细胞膜的特性n不对称性n流动性动画上页结束返回下页不对称性：F膜脂分子分布不对称F膜蛋白分子分布不对称F膜糖类分子分布不对称动画上页结束返回下页膜脂的不对称性：内外两层的脂类分子不同。如红细胞膜：n鞘磷脂和大多数磷脂酰胆碱位于外层n 磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺位于内层n 糖脂位于细胞膜脂双层的外侧n(糖脂位于内膜系统的非细胞质侧)动画上页结束返回下页膜蛋白的不对称性n跨膜蛋白的方向性n酶结合点的不对称性n骨架蛋白结合的不对称性n糖蛋白的不对称性动画上页结束返回下页细胞膜的流动性生物膜具有液晶态结构（介于液 态与晶态之间的过渡状态），在生理 常温下呈液晶态，当温度下降到某一 点时，液晶态转变为晶态，温度上升 时又转变为液晶态，这一引起相变的 温度称为相变温度。液晶态的膜有流 动性。动画上页结束返回下页侧向扩散翻转运动弯曲运动旋转运动图示 膜脂分子的运动形式膜脂分子的运动形式：侧面扩散（lateral ） 翻转运动（flip-flop ） 旋转运动（rotation ） 弯曲运动（flexion ）流动性：膜脂分子和膜蛋白分子各种运动的总和动画上页结束返回下页膜蛋白的分子运动：侧向移动 （如图） 旋转运动（如载体）动画上页结束返回下页证明膜蛋白是 不断运动的。动画上页结束返回下页n膜流动性的影响因素：膜脂脂肪酸链的长短与不饱和度胆固醇含量膜脂组分（卵/鞘上升，流动性上升）嵌入蛋白质量上页结束返回下页思考题：、生物膜主要由哪些分子组成？它们在膜结构中各起什 么作用？、膜蛋白有哪些类型？各有何功能？、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？请您给予评价。、举例说明膜的不对称性和流动性。5、为什么说细胞表面是一个复合的结构体系和多功能体系 ？ 6、细胞连接有几种方式，各有何特点？返回上页结束返回下页7、解释并区别：单位膜 生物膜 内膜系统/胞内膜细胞表面 细胞被 连接子/桥粒 粘着带粘着斑细胞内褶/微绒毛纤毛/鞭毛 返回