細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能ppt課件(已修改)
2025-05-17 04:10 本頁(yè)面
【正文】 生物膜的結(jié)構(gòu)與功能 目的與要求：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，要求掌握生物膜的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。生物膜在生命活動(dòng)中的功能是多方面的，本章重點(diǎn)討論膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能和能量轉(zhuǎn)換功能 。 生物膜的結(jié)構(gòu)與功能 第一節(jié) 生物膜的結(jié)構(gòu)與功能概述 第二節(jié) 生物膜與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 第三節(jié) 生物膜與能量轉(zhuǎn)換 第一節(jié) 生物膜的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 一、生物膜功能概述 細(xì)胞全部生命活動(dòng)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(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能。生物膜與生命科學(xué)中許多基本理論問(wèn)題和一些亟待解決的實(shí)際問(wèn)題密切相關(guān)，如細(xì)胞起源、形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞分裂分化、細(xì)胞識(shí)別、免疫、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、代謝調(diào)控、能量轉(zhuǎn)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(xué)功能可以概括為以下幾個(gè)方面。 區(qū)域化或房室化（ partmemtalization） 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸（ transport） 能量轉(zhuǎn)換（ energy conversion） 細(xì)胞識(shí)別 （ cell recognition） 細(xì)胞識(shí)別的基本類型 對(duì)游離的大、小分子的識(shí)別 細(xì)胞 — 細(xì)胞間的識(shí)別 細(xì)胞 — 基質(zhì)的識(shí)別 神經(jīng)遞質(zhì) 激素、細(xì)胞因子 抗原 藥物 有害物質(zhì) 其它 異種 (異體 )同類細(xì)胞間的識(shí)別 輸血 器官移植 異種異類細(xì)胞間的識(shí)別 細(xì)胞感染和真菌感染 固氮菌對(duì)寄生植物的感染 各種共生寄生過(guò)程 同種異類細(xì)胞間的識(shí)別 單細(xì)胞生物的結(jié)合 動(dòng)物的受精過(guò)程 植物的受精、受粉過(guò)程 免疫細(xì)胞的作用 同種同類細(xì)胞間的識(shí)別 低等生物細(xì)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(diǎn)： 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(xì)胞表面天線 三、 生物膜的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 生物膜分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的主要特征 膜組分的 不對(duì)稱分布 、 膜脂和膜蛋白的 流動(dòng)性 X 甘油 磷脂結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 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(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)及其連接的三個(gè)烴鏈與磷脂疏水尾巴平行排列。 在動(dòng)物細(xì)胞膜中 膽固醇分子既有與磷脂分子相結(jié)合限制其運(yùn)動(dòng)的作用，也有將磷脂分子隔開(kāi)使其容易流動(dòng)的作用，即防止膜脂由液相變?yōu)楣滔嘁员ＷC膜脂處于流動(dòng)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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)形式 雙層微囊 水 空氣 微團(tuán) 單體 單層 磷脂類的雙層結(jié)構(gòu)和六角形相 H H2 雙層結(jié)構(gòu)（ 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(jié)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(jié)構(gòu)之中 ?錨定蛋白 ： 通過(guò)共價(jià)鍵與插入雙脂層的脂肪酸鏈結(jié)合 ?錨定蛋白 ： 通過(guò)寡糖鏈連到較小的磷脂、磷脂酰肌醇上 ??外周蛋白 ： 通過(guò)非共價(jià)鍵與膜蛋白相互作用結(jié)合在膜上 紅細(xì)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(diǎn)： ?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(dòng)性 。 ?膜蛋白 和膜脂分布具有不對(duì)稱性。 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 （外側(cè)） （內(nèi)側(cè)） 糖蛋白分子中的寡糖鏈 脂雙層 甾醇類 外周蛋白通過(guò)共價(jià)連系與脂類連接 有多個(gè)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(xì)胞外殼（糖萼）示意圖 膜脂（磷脂、糖脂、膽固醇） 生物膜脂不對(duì)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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