细胞膜结构及功能.ppt

细胞膜的结构 细胞膜的结构 流体镶嵌模型 以液态的脂质双分子层为基架 其中镶嵌着具有不同分子结构 因而也具有不同生理功能的蛋白质 化学组成 化学分析表明 细胞的各种膜均主要由脂质 蛋白质和糖类组成 一般情况下 以脂质和蛋白质为主 少量糖类 细胞膜脂质 磷脂类为主 70 胆固醇 一般低于30 还有少量鞘脂类的脂质 细胞膜蛋白质 膜蛋白质主要以两种方式存在于膜脂质层中 有些蛋白质附着在膜的表面 这称为表面蛋白质 有些蛋白质分子的肽链则可以一次或反复多次贯穿整个脂质双分子层 这称为结合蛋白质 细胞膜糖类 以共价键形成糖脂或糖蛋白 可作为抗原决定簇或膜受体的可识别部位 膜流动性的生理意义 膜的流动性由膜脂和蛋白质的分子运动两个方面组成 膜的流动性是保证其正常功能的必要条件 如跨膜物质运输 细胞信息传递 细胞识别 细胞免疫 细胞分化以及激素的作用等都与膜的流动性密切相关 当膜的流动性低于一定的阈值时 细胞膜固化 黏度增大到一定程度时 许多酶的活动和跨膜运输将停止 代谢终止 最终导致细胞死亡 反之如果流动性过高 又会造成膜的溶解 细胞膜的功能 细胞膜的功能 细胞膜的主要功能是进行物质的运输 穿膜运输有三种基本形式 单纯扩散 易化扩散和主动运输 膜中的特殊蛋白质则与物质交换 信息识别 跨膜信息传递和能量转换功能有关 膜中的脂质双分子层主要起了骨架 屏障作用 为细胞生命活动提供相对稳定的内环境 1 单纯扩散 单纯扩散 又称简单扩散 是指一些脂溶性的小分子物质 O2 CO2 能顺浓度梯度自由穿越脂质双层 既不消耗能量又不需要膜蛋白帮助的运输方式 其特点是 顺浓度梯度 或电化学梯度 扩散 不需要提供能量 没有膜蛋白的协助 2 易化扩散 易化扩散 又称协助扩散 是借助于载体蛋白或者通道的帮助顺浓度梯度运输物质 且不需要能量的扩散方式 一些水溶性的小分子物质 如葡萄糖 氨基酸 a 等 由顺浓度梯度移动时不能以单纯扩散的方式通过细胞膜 而必须借助于细胞膜上专一性很强的载体蛋白或者通道的帮助才能得以实现 所以易化扩散又分为载体蛋白介导的易化扩散和通道蛋白介导的易化扩散两种方式 1 以载体为中介的易化扩散 某些膜转运蛋白上具有特殊的结合位点 能特异地与某些物质进行暂时性的结合 然后通过其构象变化把该物质顺浓度梯度带入细胞或运出细胞的 称为载体蛋白介导的易化扩散 特性 由于载体蛋白较高的结构特异性 而具有高度选择性 由于载体蛋白数目有限 有 饱和现象 竞争性抑制 2 以通道为中介的易化扩散 通道蛋白介导的易化扩散通道蛋白是一类贯穿脂质双层的 中央带有亲水性孔道的膜蛋白 当孔道开放时 物质可经孔道从高浓度向低浓度一侧扩散 称为通道介导的易化扩散 通道分类 化学门控通道 电压门控通道 机械门控通道 开放状态关闭 失活 状态备用状态 3 主动运输 主动运输是指物质从低浓度一侧通过细胞膜向高浓度一侧转运 是逆着浓度梯度进行的 需要载体蛋白帮助和能量供应的运输方式 正常生活细胞内 的浓度比细胞外高 而 a 则比细胞外低 细胞内的氨基酸含量也比细胞外高得多 这些现象的持续维持都是细胞膜的主动运输造成的 这种转运过程是靠 泵 的作用完成的 泵 是细胞膜的一种特殊的镶嵌蛋白 泵 有多种 最常见的有钠钾泵 钙泵等 原发性的主动转运现在研究最清楚的是钠泵 是一种具有酶活性的Na K 依赖性的ATP酶的蛋白质 他所需的能量是由ATP直接提供的 这种主动转运过程称为原发性的主动转运 最常见的离子泵转运为细胞膜上的钠泵 Na K泵 其生理作用和特点如下 其作用是逆浓度差将细胞内的Na 移出膜外 同时将细胞外的K 移入膜内 造成的细胞内高钾 是许多代谢反应进行的必要条件 防止细胞内水肿的发生 可使神经 肌肉组织具有兴奋性的离子基础 建立离子势能贮备 分解的一个ATP将3个Na 移出膜外 同时将2个K 移入膜内 这样建立起离子势能贮备 参与多种生理功能和维持细胞电位稳定 继发性主动转运 钠泵活动所形成的势能贮备 还可用来完成一些其他物质的逆浓度差的跨膜转运 这主要见于小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄糖 氨基酸等营养物质的吸收现象 4 入胞和出胞 出胞 内吞 大分子物质或固态 液态的物质团块通过细胞膜移向细胞外的过程 内分泌细胞分泌激素 神经细胞分泌递质属于出胞作用 入胞 胞吐 大分子物质或固态 液态的物质团块通过细胞膜移向细胞内的过程 上皮细胞 免疫细胞吞噬异物属于入胞