細胞膜結構與功能ppt課件(已修改)
2025-05-17 04:10 本頁面
【正文】 生物膜的結構與功能 目的與要求：通過本章學習，要求掌握生物膜的結構和功能的關系。生物膜在生命活動中的功能是多方面的，本章重點討論膜的物質(zhì)運輸功能和能量轉換功能 。 生物膜的結構與功能 第一節(jié) 生物膜的結構與功能概述 第二節(jié) 生物膜與物質(zhì)跨膜運輸 第三節(jié) 生物膜與能量轉換 第一節(jié) 生物膜的結構與功能概述 一 、 生物膜 功能概述 二 、 生物膜的 組成 三 、 生物膜的 結構和特點 一、生物膜功能概述 細胞全部生命活動幾乎都與生物膜有某種聯(lián)系，各種不同的膜系統(tǒng)有著獨特的結構和功能。生物膜與生命科學中許多基本理論問題和一些亟待解決的實際問題密切相關，如細胞起源、形態(tài)發(fā)生、細胞分裂分化、細胞識別、免疫、物質(zhì)運輸、信息傳遞、代謝調(diào)控、能量轉換、腫瘤發(fā)生以及藥物和毒物的作用等等。盡管如此，生物膜的一般生物學功能可以概括為以下幾個方面。 區(qū)域化或房室化（ partmemtalization） 物質(zhì)的跨膜運輸（ transport） 能量轉換（ energy conversion） 細胞識別 （ cell recognition） 細胞識別的基本類型 對游離的大、小分子的識別 細胞 — 細胞間的識別 細胞 — 基質(zhì)的識別 神經(jīng)遞質(zhì) 激素、細胞因子 抗原 藥物 有害物質(zhì) 其它 異種 (異體 )同類細胞間的識別 輸血 器官移植 異種異類細胞間的識別 細胞感染和真菌感染 固氮菌對寄生植物的感染 各種共生寄生過程 同種異類細胞間的識別 單細胞生物的結合 動物的受精過程 植物的受精、受粉過程 免疫細胞的作用 同種同類細胞間的識別 低等生物細胞聚集 高等生物胚胎發(fā)育和分化 凝血中血小板的聚集 二、 生物膜的組成 膜脂 種類： 磷脂 、 類固醇 、 糖脂 特點： 多態(tài)性 （ polymorphism） 膜蛋白 外周蛋白 、 內(nèi)在蛋白 、 脂錨定蛋白 膜糖 — 細胞表面天線 三、 生物膜的結構和特點 生物膜分子結構模型 “ 流體鑲嵌 ” 模型 生物膜中分子間的主要作用力 靜電力 、 疏水作用 、 范德華引力 生物膜結構的主要特征 膜組分的 不對稱分布 、 膜脂和膜蛋白的 流動性 X 甘油 磷脂結構 磷脂酰乙醇胺 (Phosphatidylethanolamine ) X= 磷脂酰絲氨酸 (Phosphatidylserine ) X= 磷脂酰甘油 (Phosphatidylglycerol ) X= 雙磷脂酰甘油 (Diphosphatidylglycerol ) X= 磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol ) X= 磷脂酰膽堿 (Phosphatidylchiine ) X= 鞘氨醇 (Sphingosine ) 鞘磷脂 (Sphingomyelin ) 磷酸膽堿 神經(jīng)酰胺部分 鞘氨醇、神經(jīng)酰胺和 鞘 磷脂結構 神經(jīng)酰胺 (Ceramide ) 脂肪酸部分 鞘氨醇部分 膽固醇 (Cholesterol ) （環(huán)戊烷多氫菲） 膽固醇的羥基與磷脂極性頭相連系，環(huán)戊烷多氫菲的四個環(huán)狀結構及其連接的三個烴鏈與磷脂疏水尾巴平行排列。 在動物細胞膜中 膽固醇分子既有與磷脂分子相結合限制其運動的作用，也有將磷脂分子隔開使其容易流動的作用，即防止膜脂由液相變?yōu)楣滔嘁员ＷC膜脂處于流動狀態(tài)。 這種雙向調(diào)整和穩(wěn)定作用使生物膜在較寬溫度范圍 (30～ 400C)內(nèi)行使功能。 神經(jīng)節(jié)苷脂的結構 D半乳糖 GM1 GM2 GM3 N乙酰 D半乳糖 D半乳糖 D葡萄糖 N乙酰神經(jīng)氨酸 硬脂酸 鞘氨醇 磷脂分子在水溶液中存在的幾種結構形式 雙層微囊 水 空氣 微團 單體 單層 磷脂類的雙層結構和六角形相 H H2 雙層結構（ Bilyer） 六角形相 Ⅰ (HexagonalⅠ ) H2 H1 六角形相 Ⅱ (Hexagonal Ⅱ ) 膜蛋白與膜脂雙脂層結合的主要形式 膜脂雙層 胞液 ? ?內(nèi)在蛋白 ： ?螺旋 橫穿雙脂層，正合于脂雙層結構之中 ?錨定蛋白 ： 通過共價鍵與插入雙脂層的脂肪酸鏈結合 ?錨定蛋白 ： 通過寡糖鏈連到較小的磷脂、磷脂酰肌醇上 ??外周蛋白 ： 通過非共價鍵與膜蛋白相互作用結合在膜上 紅細胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列 Singer ＆ Nicolson流體鑲嵌模型 特點： ?生物膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子按二維排列的流體，突出了膜的流動性 。 ?膜蛋白 和膜脂分布具有不對稱性。 生物膜的流動鑲嵌模型 （外側） （內(nèi)側） 糖蛋白分子中的寡糖鏈 脂雙層 甾醇類 外周蛋白通過共價連系與脂類連接 有多個跨膜螺旋的內(nèi)嵌蛋白 有一跨膜螺旋 的內(nèi)嵌蛋白 外周蛋白 磷脂極性頭部 脂酰鏈 糖脂 低聚寡糖鏈 跨膜糖蛋白 脂雙層 糖被 糖殘基 唾液酸 糖脂 細胞外殼（糖萼）示意圖 膜脂（磷脂、糖脂、膽固醇） 生物膜脂不對稱分布 （ 1）膜內(nèi)層和外層所含脂質(zhì)分子的種類不同； （ 2）膜內(nèi)外磷脂層所帶電荷不同； （ 3）膜內(nèi)外層磷脂分子中脂肪酸的飽和度不同； （ 4）糖脂均分布在外層脂質(zhì)中。 占總量的百分比 50 25 50 25 外層
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