细胞生物学基础 第二版课件 教学课件 ppt 作者 员冬梅 主编第3章 细胞膜与细胞表面.ppt

细胞生物学基础 第三章 细胞膜与细胞表面 第一节 细胞膜 第一节 细胞膜 第一节 细胞膜 二、细胞膜的结构 1.细胞膜结构的研究历史 2.流动镶嵌模型 第一节 细胞膜 三、细胞膜的特性 1.流动性 质膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断的运动状态。膜的流动性是生物膜的基本特征之一，也是细胞进行生命活动的必要条件。膜脂和膜蛋白是生物膜结构的基本组成成分，膜蛋白是生物膜功能的主要执行者，而膜脂是影响蛋白发挥功能的重要因素。生物膜脂双层的物理状态直接影响膜蛋白的活性，如腺苷酸环化酶（AC）的活性受脂双层内层磷脂分子组成的影响；跨膜Ca2+ 梯度差可通过改变膜脂的流动性调节腺苷酸环化酶（AC）和激活性G蛋白（Gs）的活性。 （1）膜脂的流动 膜脂的流动性主要指脂分子的侧向运动，在同一平面上相邻的脂分子交换位置。它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的，一般说来，脂肪链越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大。 第一节 细胞膜 膜脂运动方式还有以下几种方式（图3-4）。 ①旋转运动 膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 ②摆动运动 膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 ③伸缩震荡 脂肪酸链沿着纵轴进行伸缩震荡运动。 ④翻转运动 膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。 ⑤旋转异构 脂肪酸链围绕C-C键旋转，导致异构化运动。 第一节 细胞膜 （2）膜蛋白的流动性 分布在膜脂中的膜蛋白也有发生运动的特性，其运动方式主要是侧向运动和旋转运动，没有翻转运动。这两种运动方式，与膜脂分子相同，但移动速度较慢。旋转运动指膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动，膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动，不需要能量。实验证明，用药物抑制细胞能量转换，膜蛋白的运动不受影响。 第一节 细胞膜 2.不对称性 细胞质膜内外两个单层的组成、结构和功能有很大的差异，我们把这种差异称为膜的不对称性。膜脂、膜蛋白和复合糖在膜上均成不对称性分布，导致膜功能的不对称性和方向性，即膜内外两层的流动性不同，使物质传递有一定方向，信号的接受和传递也有一定的方向等。 第一节 细胞膜 （1）膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的分布表现出完全不对称性，其糖侧链部都在质膜的ES面上，所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中，糖脂的不对称分布是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的生理意义，有一些疾病，如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 （2）膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功能主要由膜蛋白决定的，膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。 第一节 细胞膜 四、细胞膜的功能 细胞膜将细胞与外界环境隔开，因此细胞和它周围环境发生的一切联系和反应，都必须通过细胞膜来完成。了解细胞膜的功能，对于理解细胞膜的结构和细胞的生命活动都很重要。 1.由于细胞膜的存在，使得遗传物质和其它参与生命活动的生物大分子相对集中在一个安全的微环境中，有利于细胞的物质和能量代谢。 2.细胞膜为两侧的分子交换提供了一个屏障，一方面可以让某些物质自由通透，另一方面阻碍某些物质出入细胞。 3.细胞通常用质膜中的受体蛋白从环境中接受化学信号和电信号。 4.通过膜结合细胞器，使细胞的功能定位在一定的细胞结构并形成相互协作的系统。 5.在多细胞的生物中，细胞通过质膜进行细胞间的多种相互作用，包括细胞识别、细胞连接等。 6.参与细胞的能量转换。 第二节 细胞表面结构 一、细胞外被 1. 细胞外被的构成 所有细胞膜外面的覆盖物都可看作是细胞外被，如植物细胞和大多数细菌的细胞壁、细菌的荚膜、一些动物的卵膜和透明带等。细胞外被伸展于质膜的外表面，不是细胞膜外面的独立结构，而是质膜中的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的，实质上细胞外被是质膜结构的一部分（图3-7）。 第二节 细胞表面结构 2.细胞外被的作用 （1）保护作用 细胞外被具有一定的保护作用。 （2）细胞识别 细胞识别与构成细胞外被的寡糖链密切相关。寡糖链由质膜糖蛋白和糖脂伸出，每种细胞寡糖链的单糖残基