[教育]第一章 细胞膜的结构与功能.ppt

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 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））。 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） 第一节 植物细胞的基本结构 二、植物细胞的结构 第一节 植物细胞的基本结构 三、植物细胞的结构特点 第二节 细胞膜的结构与功能 细胞膜也称为生物膜，是细胞中所有膜的总称。 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。 一、细胞膜的研究历史 1. 细胞膜的发现 1855 年Carl Nagelli 发现色素进入完整细胞和受损伤细胞的速度不同，进入完整细胞的速度慢于受伤细胞。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。 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。 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。 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。 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。 第一个细胞结构模型的提出 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。 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。 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。 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： 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，有的贯穿脂类双层。 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