细胞生物学 04 细胞膜与细胞表面.ppt

第四章 细胞质膜 本章主要内容 第一节 细胞膜的结构模型 第二节 生物膜的基本特征与功能 第三节 膜骨架 第一节 细胞膜的结构模型 1.细胞膜的流动镶嵌模型 细胞膜的流动镶嵌模型强调膜的流动性和不对称性 内容 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。 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的基本结构支架； 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。 生物膜可看成是在双层脂分子中嵌有蛋白质的二维溶液。 补充完善：液晶态模型、板块镶嵌模型、脂筏模型 2.细胞膜的脂筏模型 脂筏：在以甘油磷脂为主的生物膜上，由鞘脂和胆固醇等形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执行某些特定功能的各种膜蛋白 是生物膜在低温条件下不被非离子去垢剂溶解的部分，呈现液态有序相。 可将生物膜看成由很多脂质微区组成的体系。这些微区四周被流动的、液态无序相的脂分子包围，犹如很多小筏漂浮在流动的脂质海洋中。 3.脂筏模型的意义 脂质微区的发现使生物膜的结构更加完善。 在真实的细胞膜上，脂质双分子层不是一个完全均匀的二维流体，一些脂分子可以形成相对稳定的凝胶状态或液态有序状态。脂质微区就是这样一种有序的稳定结构。 二、细胞膜的结构组成 质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。 蛋白质约占30-40%，脂质约40-50%，糖约占5%。 1、膜脂 膜脂的种类：磷脂、糖脂和胆固醇。 膜脂的功能 磷脂是生物膜的基本结构支架，而且与膜蛋白相互作用，协助膜蛋白功能的实现。 膜脂在细胞信号传导中具有重要的作用：如磷脂酰肌醇的衍生物—PIP、PIP2、PIP3、DG、磷脂酸（PA）、神经酰胺等都是信号分子。而且膜脂还参与了膜的运输、离子通道的调节、膜的粘连等其他细胞重要的生命活动过程。 膜脂的共同特点 都是双亲性的两性分子 膜脂特点的应用研究 1、脂单分子层技术 2、平面脂双层膜(黑膜) 3、脂质体技术 2、膜蛋白 去垢剂 去垢剂是一端亲水一端疏水的双亲媒性分子， 是分离与研究膜蛋白的常用试剂 3、膜 糖 为短的分支寡聚糖，以糖脂或糖蛋白的形式存在。 提高膜的稳定性，帮助蛋白质的正确折叠和维持正确的构象，参与细胞识别、细胞粘着，决定细胞的抗原特异性等。 第二节 生物膜基本特征与功能 一、生物膜的基本特征 膜的流动性 膜脂的流动 膜蛋白的流动： 膜的不对称性： 二、细胞膜的基本功能 一、细胞膜的流动性1、膜脂的流动性（1）膜脂运动方式 侧向扩散运动 旋转运动 摆动运动 翻转运动 （2）影响膜脂流动性的因素 （3）胆固醇对膜流动性的调节 2、膜蛋白的流动性（1）实验证据 膜蛋白的流动性可用免疫标记细胞融合技术和光脱色恢复技术检测。 （2）膜蛋白流动性的限制因素 限制膜蛋白运动的影响因素：细胞骨架结构、细胞外基质、细胞间、膜蛋白间以及膜蛋白与膜脂间的相互作用。 3、膜流动性的生理意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果流动性过高，又会造成膜的溶解。 二、膜的不对称性 定义：质膜内外两层的组分和功能的差异，称为膜的不对称性。 表现： 膜蛋白的不对称性 复合糖的不对称性 膜脂的不对称性 三、细胞膜的功能 细胞屏障、物质运输、细胞识别、信号传导、酶的结合位点、形成细胞连接及细胞特化结构、与疾病及其治疗有关等。 脂筏、质膜微囊或胞膜窖 第三节 膜骨架 什么是膜骨架？ 是由质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构；参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。位于细胞质膜下约0.2μm厚的溶胶层。 研究膜骨架的材料 成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨架的理想材料。 红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保持原形的空壳，称为血影（ghost）。 血影分析 改变处理的离子强度：血影蛋白、肌动蛋白条带消失，血影形状变的不规则； 去垢剂处理：带3蛋白、血型蛋白条带消失，血影维持原状； RBC膜骨架蛋白：血影蛋白、肌动蛋白、锚蛋白和带4.1蛋白。 本章巩固练习 一、名词解释： 1、脂筏 2、膜的不对称性 3、膜骨架 二、填空题 1、用（）技术可以在电镜下观察膜蛋白的不对称性，（）技术可证明膜的流动性。 2、构成膜的脂肪酸链越长，膜的流动性越（），不饱和脂肪酸链越多，流动性越（）,卵磷脂/鞘磷脂的比例越高，流动性越（）。 3、细胞膜的流动镶嵌模型强调了膜的（）和（）。 三、简答题 1、脂筏及其特点 2、影响膜流动性的主要因素。 四、判断题 1、膜的不对称性是指膜蛋白在膜上的分布不对称。 2、胆固醇能够调节膜的流动性。 3、细菌和真核细胞质膜上都含