细胞的结构和功能-细胞膜.

江汉油田广华中学细胞的结构和功能细胞膜江汉油田广华中学细胞质膜的基本组成部分脂类：磷脂、胆固醇和糖脂蛋白质：单纯蛋白、糖蛋白和脂蛋白膜糖：细胞膜表面糖类的总称江汉油田广华中学细胞膜结构的研究历史1.CharlesOverton1895推测细胞膜由连续的脂类物质组成。细胞膜的结构模型及特点江汉油田广华中学2.荷兰科学家Gorter和Grendel1925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，因而提出细胞膜由双层脂分子组成。江汉油田广华中学3.三明治模型(片层结构模型):J.Danielli&H.Davson1935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，从而提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。1959年提出了修正模型，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。认为:蛋白层是以非折叠、完全伸展的肽链形式包在脂双层的内外两侧。江汉油田广华中学4.单位膜模型(unitmembranemodel):Robertson1959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，厚约7.5nm,中间层为3.5nm，内外两层各为2nm。并推测:暗层是蛋白质,透明层是脂,并建议将这种结构称为单位膜。江汉油田广华中学5.流动镶嵌模型:1972年Singer和Nicolson总结了当时有关膜结构模型及各种研究新技术的成就，提出了流动镶嵌模型，认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合,有的附在内外表面,有的全部或部分嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多是功能蛋白。江汉油田广华中学细胞膜的结构模型细胞膜的研究历史江汉油田广华中学磷脂一个极性的头部，两个非极性的尾部脂肪酸中具有不饱和脂肪酸1、脂类一、细胞膜的亚显微结构江汉油田广华中学胆固醇的作用：提高双脂层的力学稳定性，调节双脂层流动性，降低水溶性物质的通透性。胆固醇江汉油田广华中学江汉油田广华中学糖脂约占膜脂的5％以下细胞识别中起受体的作用江汉油田广华中学影响脂双层的流动性的因素1、磷脂分子中不饱和程度：不饱和键越多，流动性越大。卵磷脂/鞘磷脂，比例越大，流动性越大；比例越小，流动性降低2、脂肪酸链越短，流动性越大。3、胆固醇含量越少，流动性越大。4、温度较高，流动性较高。意义：减小黏度、物质跨膜运输的基础、与酶活性有关江汉油田广华中学◆构成膜的基本骨架,去除膜脂，则使膜解体;◆是膜蛋白的溶剂，一些蛋白通过疏水端同膜脂作用，使蛋白镶嵌在膜上，得以执行特殊的功能;◆膜脂为某些膜蛋白(酶)维持构象、表现活性提供环境,一般膜脂本身不参与反应(细菌的膜脂参与反应);◆膜上有很多酶的活性依赖于膜脂的存在。有些膜蛋白只有在特异的磷脂头部基团存在时才有功能。脂双层的主要功能江汉油田广华中学2、膜蛋白膜蛋白的种类和功能反映了细胞膜的功能线粒体内膜和叶绿体类囊体膜可达75％，神经髓鞘只有25％。真核细胞质膜占50％左右，有受体，运输蛋白、酶等多种功能江汉油田广华中学内在蛋白外在蛋白类型：江汉油田广华中学膜蛋白与膜脂结合的方式江汉油田广华中学1、内在蛋白疏水部分与磷脂的疏水部分以疏水力相结合，因为两端是带有极性的，因而大多是贯穿膜的内外。极性端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。内在蛋白与脂膜结合的方式2、有的内在蛋白只有一端亲水，只是部分插入脂双层，暴露在膜外。江汉油田广华中学内在蛋白（主要）特点：水不溶性以不同的程度嵌入膜内与脂质紧密结合江汉油田广华中学外在蛋白的结合方式外在蛋白不与磷脂分子的疏水部分直接结合，只是以非共价键结合在固有蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上。这类蛋白与细胞的吞噬、吞饮、变性运动、细胞分裂膜分割有关。有的本身具有抗原的作用江汉油田广华中学外在蛋白特点：水溶性分布在膜表面与膜上的蛋白质或脂结合江汉油田广华中学膜蛋白的流动由于膜蛋白的相对分子质量较大，同时受到细胞骨架的影响，它不可能象膜脂那样运动。主要有以下几种运动形式：①随机移动有些蛋白质能够在整个膜上随机移动。②定向移动有些蛋白比较特别，在膜中作定向移动。例如，有些膜蛋白在膜上可以从细胞的头部移向尾部。③局部扩散有些蛋白虽然能够在膜上自由扩散，但只能在局部范围内扩散。江汉油田广华中学细胞融合江汉油田广华中学荧光标记蛋白激光照射淬灭恢复FRAP江汉油田广华中学影响膜蛋白流动的因素：温度蛋白质自身的大小和细胞的相互作用会影响或者限制膜蛋白的运动性江汉油田广华中学膜蛋白的功能江汉油田广华中学膜蛋白的功能生物膜的功能大多数由膜蛋白来执行的运输蛋白载体或通道蛋白酶连接蛋白受体等江汉油田广华中学膜骨架细胞膜内测，与各种活性的膜蛋白相连、由纤维蛋白组成的网架结构。维持细胞膜的形状季协助细胞膜完成多种生理活动江汉油田广华中学3、膜糖类糖脂糖蛋白细胞膜表面糖类的总称只存在于细胞膜的外层核膜外表面有少量的膜糖其他膜结构中没有膜糖，如果有也只存在囊膜的内表面江汉油田广华中学膜糖的功能①提高膜的稳定性②特异性识别③帮助新和成的蛋白进行正确的运输和定位④某些膜糖链是哺乳动物红细胞膜上ABO血型和MN血型的凝集原P60江汉油田广华中学4、细胞膜的分子间作用力疏水力静电力范德华力江汉油田广华中学二、细胞膜的功能1、控制细胞与外界进行物质交换①跨膜运输②膜泡运输③胞间连丝2、信息交流的功能①传递信号：激素、生长因子、神经递质等②细胞识别③产生、传导兴奋3、动物细胞间的相互附着4、多种酶的结合位点江汉油田广华中学三、细胞外基质细胞合成并分泌到细胞间隙中的大分子物质所组成的细胞外网状结构动物细胞外基质植物细胞外基质：细胞壁（组织间起支持作用）江汉油田广华中学细胞壁的功能细胞间的相互粘连保护细胞表面调节细胞周围微环境江汉油田广华中学细胞壁的生长和特化初生壁的生长：增大面积的生长次生壁的生长：增加厚度的生长江汉油田广华中学细胞壁的层次1、胞间层：中胶层或果胶层细胞最外层或相邻细胞之间，本质是果胶质具有较强的亲水性和可塑性，连接相邻细胞细胞分裂过程中最早形成的，幼嫩时期只有果胶层江汉油田广华中学2、初生壁：胞间层内侧成分是纤维素，半纤维素和果胶质，蛋白质很少，具较大的可塑性，能随细胞的生长而扩大有许多薄壁细胞永远只有初生壁，如叶肉细胞江汉油田广华中学3、次生壁：位于初生壁内侧主要成分是纤维素和半纤维素；有的会有木质素、角质、栓质、矿质等渗入其中只存在部分细胞中，成熟的细胞其原生质体一般都会死亡。如纤维细胞、石细胞、导管细胞、木栓细胞等江汉油田广华中学4、初生纹孔场、纹孔和胞间连丝纹孔：次生壁不均匀加厚形成纹孔对：相邻两细胞的纹孔成对存在纹孔缘：次生壁在纹孔腔上面构成的一个拱形纹孔塞：纹孔对之间的初生壁加厚塞周缘：纹孔对之间的未加厚部分具缘纹孔：江汉油田广华中学初生纹孔场：初生壁加厚较薄的区域胞间连丝：原生质丝在初生纹孔场位置将两细胞相连