细胞和生物膜.ppt

生物膜的流体镶嵌模型1.膜的基质为极性脂质双分子层；2.具有流动性（脂肪酸）3.内嵌蛋白的疏水氨基酸使之溶解于双分子层的疏水部分；4.外周蛋白通过静电吸引或范氏力与双分子层的极性头部相连；5.无共价结合；6.膜蛋白可做横向移动。第31页,共53页，星期六，2024年，5月2.2.2生物膜的功能保护功能转运功能能量转换功能信息传递运动功能免疫功能第32页,共53页，星期六，2024年，5月保护功能在细胞或细胞器中，生物膜第一个重要作用是将其内含物质与外界环境分隔开来，使之成为具有特殊功能的独立个体。生物膜能够保护细胞或细胞器不受或少受外界环境因素改变的影响，保持它们原有的形状和完整结构。第33页,共53页，星期六，2024年，5月转运功能细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。生物膜具有高度选择性的半透性阻障作用，膜上含有专一性的分子泵和门，细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。被动转运主动转运第34页,共53页，星期六，2024年，5月被动转运在浓度梯度的驱动下，向平衡态进行的跨膜扩散运动。简单扩散物质从浓度高的一侧到浓度低的一侧，不需能量，不需膜蛋白协助，依赖于物质种类、分子大小、两侧的浓度差。促进扩散顺浓度梯度，不需能量，需特异的膜膜蛋白促进转运，增加速率和特异性。如载体蛋白、通道蛋白。第35页,共53页，星期六，2024年，5月第36页,共53页，星期六，2024年，5月主动转运主动转运是在外加能量驱动下进行的物质跨膜转运过程。主动转运的物质，可以是离子、小分子化合物，也可以是复杂的大分子物质，如某些蛋白或酶等。需要载体蛋白的参与。主动运输具有专一性、饱和性、方向性、选择性抑制和需提供能量等特点。第37页,共53页，星期六，2024年，5月钠、钾离子泵钠、钾离子泵实际上就是膜结构中的一种特殊蛋白质——Na+-K+ATP酶，它本身具有催化ATP水解的活性，可以把ATP分子中的高能键切断而释放能量，并利用此能量进行Na+，K+的主动运送。因此钠泵就是这种被称为Na+-K+依赖式ATP酶的蛋白质。第38页,共53页，星期六，2024年，5月钙离子泵第39页,共53页，星期六，2024年，5月能量转换氧化磷酸化：通过生物氧化作用，将食物分子中存储的化学能转变成生物能，即将化学能转换成ATP分子的高能磷酸键。然后再通过ATP分子磷酸键的分解释放能量，为生物体提供所需的能量。光合磷酸化：通过光合作用，将光能（主要是太阳能）转换成ATP的高能磷酸键。再利用ATP的能量合成糖类物质。真核细胞的氧化磷酸化主要在线粒体膜上进行。原核细胞的氧化磷酸化则是在细胞质膜上进行。光合磷酸化主要在叶绿体膜上进行。第40页,共53页，星期六，2024年，5月信息传递生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。细胞膜上有接受不同信息的专一性受体，这些受体能识别和接受各种特殊信息，然后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传和其它生理活动。第41页,共53页，星期六，2024年，5月运动功能许多原生动物及单细胞动物主要是通过其细胞膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。第42页,共53页，星期六，2024年，5月运动功能淋巴细胞的吞噬作用和某些细胞利用质膜内折叠将外源物质包围入细胞的作用等都是靠细胞膜的运动实现的。第43页,共53页，星期六，2024年，5月免疫功能细胞的免疫性主要是由于细胞膜上有专一性的抗原受体，当抗原受体被抗原激活后，即产生相应的抗体。抗体能够识别及特异性地与外源性抗原（如细菌、病毒等）结合并吞噬消灭。另外，吞噬细胞和淋巴细胞的免疫功能，是由于它们能够识别外源物质（细菌或其它蛋白质等），并能将这些外源物质吞噬消灭。第44页,共53页，星期六，2024年，5月2.2.3生物膜的模拟——人工膜是指由双亲性分子高度有序排列形成的体系.是指由双亲性分子高度有序排列形成的体系，如胶束、微团、单分子层膜、双分子层膜和脂质体等。人工膜具有生物膜的基本结构特点和某些理化性质，是研究生物膜结构与功能关系的基本模型。最能代表生物膜结构特性的人工膜是单分子层膜、双分子层膜和脂质体。第45页,共53页，星期六，2024年，5月模拟生物膜功能（1）分离：模拟物质的运送和调控，用于分离、提取和浓缩所需物质，如污水处理，海