第4章细胞膜优质PPT.ppt

1、n n3了解膜出现的意义及在细胞生命活动了解膜出现的意义及在细胞生命活动的重要的重要性。性。细胞质膜模式图细胞质膜模式图 质膜膜是是细胞胞与与周周围环境境以以及及细胞胞与与细胞胞之之间进行行物物质交交换和和信信息息传递的的重重要要通通道道（一道可一道可调控的控的动态屏障屏障）。细胞膜胞膜（cellmembrane）：又称）：又称质膜膜（plasmamembrane）是指）是指围绕在在细胞最胞最外外层，由脂，由脂质和蛋白和蛋白质组成的膜成的膜结构。构。生生物膜物膜（biomembrane）：）：围绕各种各种细胞器的膜，胞器的膜，称称为细胞内膜胞内膜。质膜和内膜在起源、膜和内膜在起源、结构和化学构

2、和化学组成的等方面具有相似性，故成的等方面具有相似性，故总称称生物膜生物膜。生生物物膜膜是是细细胞胞进进行行生生命命活活动动的的重重要要结结构构基基础础，能能量量转转换换、蛋蛋白白质质合合成成、物物质质运运输输、信信息息传传递递、细细胞胞运运动动等等活活动动都都与与膜膜的的作作用用有有着着密切的关系。密切的关系。细胞内主要的胞质膜细胞内主要的胞质膜 细胞的生物膜结构细胞的生物膜结构 思考题：比较质膜、内膜和生物膜在概念上的思考题：比较质膜、内膜和生物膜在概念上的异同异同?第一节 细胞膜的结构模型研究材料研究材料电子显微镜下的红细胞电子显微镜下的红细胞 一、细胞膜结构研究历史一、细胞膜结构研究历

3、史一、细胞膜结构研究历史一、细胞膜结构研究历史1.E.Overton18951.E.Overton1895发现发现凡是凡是凡是凡是溶于脂肪的物溶于脂肪的物溶于脂肪的物溶于脂肪的物质质很容易很容易很容易很容易透透透透过过植物的植物的植物的植物的细细胞膜胞膜胞膜胞膜，而，而，而，而不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物质质不易透不易透不易透不易透过细过细胞胞胞胞膜膜膜膜，因此推，因此推，因此推，因此推测细测细胞膜由胞膜由胞膜由胞膜由连续连续的脂的脂的脂的脂类类物物物物质组质组成成成成。2.E.Gorter&F.Grendel1925推推测细胞膜由双胞膜由双层脂分子脂分子组成。成。

4、3.J.Danielli&H.Davson1935提出了提出了”蛋白蛋白质-脂脂类-蛋白蛋白质”的三明治模型。的三明治模型。认为质膜由双膜由双层脂脂类分子及分子及其内外表面附着的蛋白其内外表面附着的蛋白质构成的。构成的。1959年提出了修正年提出了修正模型，模型，认为膜上膜上还具有具有贯穿脂双穿脂双层的蛋白的蛋白质通道，供通道，供亲水物水物质通通过。plasmamembrane这就是所谓的这就是所谓的“单位膜单位膜”模型。模型。4.4.J.J.D.D.RobertsonRobertson19591959用用用用超超超超薄薄薄薄切切切切片片片片技技技技术术获获得得得得了了了了清清清清晰晰晰晰的的

5、的的红红细细胞胞胞胞细细胞胞胞胞膜膜膜膜照照照照片片片片，显显示示示示暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗三三三三层层结结构构构构，厚厚厚厚约约7.5nm7.5nm。单单位位位位膜膜膜膜：各各各各种种种种细细胞胞胞胞的的的的细细胞胞胞胞膜膜膜膜以以以以及及及及各各各各种种种种细细胞胞胞胞内内内内膜膜膜膜在在在在电镜电镜下都呈下都呈下都呈下都呈“暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗”的三的三的三的三层层式式式式结结构构构构：单单单单位位位位膜膜膜膜现现现现指指指指在在在在EMEMEMEM下下下下呈呈呈呈现现现现“暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗”三三三三层层层层式式式式结结结结构构构构、由脂蛋白构成的任何一层膜。由

6、脂蛋白构成的任何一层膜。蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂类脂类脂类脂类暗线暗线明线明线暗线暗线横横横横切切切切面面面面 单单位位膜膜模模型型的的不不足足之之处处在在于于把把膜膜的的动动态态结结构构描描写成写成静止的不变静止的不变的。的。认认认认为为为为：构构构构成成成成膜膜膜膜的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质和和和和脂脂脂脂类类类类分分分分子子子子具具具具有有有有镶镶镶镶嵌嵌嵌嵌关关关关系系系系，膜膜膜膜蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分布布布布的的的的不对称性不对称性不对称性不对称性，而且膜的结构处，而且膜的结构处，而且膜的结构处，而且膜的结构处于于于于流流流流动变化动变化动变化动变化之中之中之中之中。荣获

7、荣获19721972年诺贝尔奖！年诺贝尔奖！5.5.5.5.S.S.S.S.J.J.J.J.Singer Singer Singer Singer&G.G.G.G.Nicolson Nicolson Nicolson Nicolson 1972 1972 1972 1972 根根根根据据据据免免免免疫疫疫疫荧荧荧荧光光光光技技技技术术术术、冰冰冰冰冻冻冻冻蚀蚀蚀蚀刻刻刻刻技技技技术术术术的的的的研研研研究究究究结结结结果果果果，在在在在”单单单单位位位位膜膜膜膜”模型的基础上提出模型的基础上提出模型的基础上提出模型的基础上提出“流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。将免疫学方法（

8、抗原抗体特异结合）与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。冰冻蚀刻原理冰冻蚀刻原理n n冰冻蚀刻（冰冻蚀刻（freeze-etchingfreeze-etching）亦称冰冻断裂（）亦称冰冻断裂（freeze-freeze-fracturefracture）。）。n n标本置于标本置于-100C-100C的干冰或的干冰或-196C-196C的液氮中，进行冰冻。的液氮中，进行冰冻。然后用冷刀骤然将标本断开，升温后，冰在真空条然后用冷刀骤然将标本断开，升温后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻（etchingetching）。n

9、 n蚀刻后，向断面以蚀刻后，向断面以4545度角喷涂一层蒸汽铂，再以度角喷涂一层蒸汽铂，再以9090度角喷涂一层碳，加强反差和强度。然后用次氯酸度角喷涂一层碳，加强反差和强度。然后用次氯酸钠溶液消化样品，把碳和铂的膜剥下来，此膜即为钠溶液消化样品，把碳和铂的膜剥下来，此膜即为复膜（复膜（replicareplica）。n n复膜显示出了标本蚀刻面的形态，在电镜下得到的复膜显示出了标本蚀刻面的形态，在电镜下得到的影像即代表标本中影像即代表标本中细胞细胞断裂面处的结构。断裂面处的结构。流动镶嵌模型流动镶嵌模型磷磷脂脂分分子子（基基本本支支架架）蛋白质分子（贯穿，嵌插，覆盖）蛋白质分子（贯穿，嵌插，

10、覆盖）糖糖蛋蛋白白（糖糖被被）细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜模模模模型型型型的的的的研研研研究究究究历历历历史史史史1 1、双层脂类分子构成了质膜的基本结构骨架、双层脂类分子构成了质膜的基本结构骨架膜膜膜膜中中中中的的的的脂脂脂脂类类类类分分分分子子子子为为为为双双双双性性性性分分分分子子子子（双双双双亲亲亲亲媒媒媒媒性性性性）（分分分分为为为为亲亲亲亲水水水水头头头头端端端端和和和和疏疏疏疏水水水水尾尾尾尾端端端端）：头头头头端端端端朝朝朝朝向向向向水水水水相相相相，疏疏疏疏水水水水尾尾尾尾端端端端埋埋埋埋藏藏藏藏在在在在膜的内部膜的内部膜的内部膜的内部呈呈呈呈双分子层排列双分子层排列双分子层排列

11、双分子层排列，构成了膜的结构骨架。，构成了膜的结构骨架。亲水头端亲水头端亲水头端亲水头端疏水尾端疏水尾端疏水尾端疏水尾端亲水头端亲水头端亲水头端亲水头端疏水尾端疏水尾端疏水尾端疏水尾端亲水头端亲水头端亲水头端亲水头端二二、质膜流动、质膜流动镶嵌镶嵌模型模型（一一）膜的镶嵌性膜的镶嵌性2 2、膜的另一种主要成份是蛋白质、膜的另一种主要成份是蛋白质、膜的另一种主要成份是蛋白质、膜的另一种主要成份是蛋白质蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子或或或或嵌嵌嵌嵌插插插插在在在在脂脂脂脂双双双双层层层层网网网网架架架架中中中中，或或或或粘粘粘粘附附附附在在在在脂脂脂脂双双双双层层层层表表表表面面面面，根

12、根根根据据据据在在在在膜膜膜膜上上上上的的的的存存存存在在在在部部部部位位位位，膜膜膜膜蛋蛋蛋蛋白白白白可可可可分分分分为两类：为两类：示膜蛋白以不同深度嵌插在脂双层中示膜蛋白以不同深度嵌插在脂双层中示膜蛋白以不同深度嵌插在脂双层中示膜蛋白以不同深度嵌插在脂双层中另一类蛋白质附着于膜的表层另一类蛋白质附着于膜的表层另一类蛋白质附着于膜的表层另一类蛋白质附着于膜的表层，称为称为称为称为膜周边蛋白膜周边蛋白膜周边蛋白膜周边蛋白（peripheral（peripheral（peripheral（peripheral protein）protein）protein）protein）或或或或外在蛋白外在

13、蛋白外在蛋白外在蛋白（extrinsic（extrinsic（extrinsic（extrinsic protein）protein）protein）protein）。一一一一类类类类蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质以以以以不不不不同同同同深深深深度度度度嵌嵌嵌嵌插插插插在在在在脂脂脂脂双双双双层层层层中中中中，称称称称为为为为膜膜膜膜 整整整整 合合合合 蛋蛋蛋蛋 白白白白（integral（integral（integral（integral protein）protein）protein）protein）或或或或 膜膜膜膜 内内内内 在在在在 蛋蛋蛋蛋 白白白白（intrinsic protei

14、n）（intrinsic protein）（intrinsic protein）（intrinsic protein）。ESEFPSPF蛋白与膜的结合方式蛋白与膜的结合方式 细胞膜中含有一定量的糖类,在真核细胞中占细胞膜重量的2%10%左右。糖蛋白 糖脂3 3 3 3、膜糖类、膜糖类、膜糖类、膜糖类二、质膜流动镶嵌模型二、质膜流动镶嵌模型二、质膜流动镶嵌模型二、质膜流动镶嵌模型（二二二二）膜的流动性膜的流动性膜的流动性膜的流动性质膜的流动性质膜的流动性由由膜脂膜脂和和蛋白质蛋白质的的分子运动分子运动两个方面组成。两个方面组成。1 1膜脂分子的运动膜脂分子的运动侧向侧向侧向侧向 旋转旋转旋转旋转

15、 摆动摆动摆动摆动 伸缩伸缩伸缩伸缩 翻转翻转翻转翻转 旋转旋转旋转旋转扩散扩散扩散扩散 运动运动运动运动 运动运动运动运动 震荡震荡震荡震荡 运动运动运动运动 异构异构异构异构图示膜脂的几种主要流动方式图示膜脂的几种主要流动方式 膜脂分子的运动膜脂分子的运动膜脂分子的运动膜脂分子的运动1.1.侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置。侧向扩散：2.2.旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动：膜膜膜膜脂脂脂脂分分分分子子子子围围围围绕绕绕绕与与与与膜膜膜膜平平平平面面面面垂垂垂垂直直直直的的的的轴轴轴轴进进进进行快速旋转。行快速旋转。3.3.摆摆摆摆动动动动运运运运动动动动：膜膜膜膜脂脂脂脂分分分分子子子子围围围围绕绕绕绕与与与与膜膜膜膜平平平平面面面面垂垂垂垂直直直直的的的的轴轴轴轴进进进进行左右摆动。行左右摆动。4.4.伸伸伸伸缩缩缩缩震震震震荡荡荡荡：脂脂脂脂肪肪肪肪酸酸酸酸链链链链沿沿沿沿着着着着纵纵纵纵轴轴轴轴进进进进行行行行伸伸伸伸缩缩缩缩震震震震荡荡荡荡运运运运动。动。5.5.翻翻翻翻转转转转运运运