王镜岩生化第三版考研课件生物膜的组成与结构

1、第第1818章章 生物膜的组成与结构生物膜的组成与结构动物、植物、微生物细胞结构 一、细胞膜和胞内膜一、细胞膜和胞内膜 二、生物膜的化学组成和结构二、生物膜的化学组成和结构 三、生物膜的物质运送功能三、生物膜的物质运送功能（一）生物膜的概念 所有细胞原生质团的外面都有一层由脂类和蛋白质为主要成分组成的薄膜，它将内含物与外界环境隔开，这层膜称细胞膜，又称原生质膜或质膜。生物膜系统（二）细胞膜（二）细胞膜 细胞膜是把细胞质与外界环境隔开的一层半透膜，厚度为510nm。细胞膜在细胞的生命活动中担负着许多重要的生理功能，如细胞与环境间的物质交换、能量转化、信息传递、代谢调节、细胞识别、细胞免疫、细胞对

2、药物的反应、分泌作用等都与细胞膜的结构紧密联系。同时，细胞膜对细胞也起到一定的保护作用，使细胞不受或少受外界环境因素变化的影响。细胞膜结构 原核细胞：原核细胞：没有分化的细胞器，只有细胞膜内没有分化的细胞器，只有细胞膜内陷而形成的少量片层状或囊装结构，称陷而形成的少量片层状或囊装结构，称间体间体。间体在细胞的能量代谢、细胞分裂等活动中起间体在细胞的能量代谢、细胞分裂等活动中起重要作用重要作用。细胞的亚显微结构1 1、细胞核、细胞核 细胞核是真核细胞最重要的细胞器。一般为圆形或卵圆形，由两层质膜组成的核膜包围而成，每层厚约78nm，两层膜间隔约50nm，称为核腔。核膜上有的部位内膜和外膜相连，形

3、成穿过核膜的直径为50一70nm的孔隙，称核孔。2、内质网 内质网是广泛分布于细内质网是广泛分布于细胞质中的由膜围起的扁囊胞质中的由膜围起的扁囊形成的网状系统。这些扁形成的网状系统。这些扁囊、小管的内腔彼此相通，囊、小管的内腔彼此相通，与细胞核外膜相连，与高与细胞核外膜相连，与高尔基体相连。尔基体相连。一种是粗面内质网。另一种一种是粗面内质网。另一种是光面内质网，表面没有是光面内质网，表面没有核糖体附着。核糖体附着。细胞核外层膜与内质网细胞核外层膜与内质网相连，外面附着有核糖相连，外面附着有核糖体颗粒，可进行蛋白质体颗粒，可进行蛋白质的合成。的合成。3、线粒体 线粒体是普遍存在线粒体是普遍存在

4、于真核细胞中的细于真核细胞中的细胞器，呈球状或棒胞器，呈球状或棒状，双层膜。内膜状，双层膜。内膜内折叫嵴，增加了内折叫嵴，增加了内膜的面积。内室内膜的面积。内室中充满胶状的液体中充满胶状的液体称基质，基质中含称基质，基质中含丰富的蛋白质。丰富的蛋白质。4、叶绿体 叶绿体是绿色植物和叶绿体是绿色植物和藻类细胞内的亚细胞藻类细胞内的亚细胞结构，一般为盘状结结构，一般为盘状结构，有内膜和外膜，构，有内膜和外膜，内膜成片层，基质中内膜成片层，基质中含有与光合作用有关含有与光合作用有关的酶类。的酶类。5、高尔基体 高尔基体是由膜围成的高尔基体是由膜围成的扁囊状体，周边有小管扁囊状体，周边有小管和小囊泡组

5、成。高尔基和小囊泡组成。高尔基体是蛋白质合成后加工体是蛋白质合成后加工的地方。的地方。6、溶酶体 溶酶体是单层膜包被的细胞器，内含各种水解酶类。有溶解吞噬泡内容物的作用，也有细胞自溶的作用。（一）生物膜的组成和性质1、膜脂质包括磷脂、糖脂和固醇酯磷脂有：卵磷脂、脑磷脂、鞘脂类等。糖脂：细胞膜主要含有甘油糖脂和鞘氨醇糖脂。固醇酯：细胞膜中含有一定量的胆固醇对细胞膜的稳定性起调节作用。脂质特点： 磷酸及碱基属亲水性集团；而长脂磷酸及碱基属亲水性集团；而长脂肪酸烃链属于疏水基团肪酸烃链属于疏水基团. .所以磷脂亲水性基团所以磷脂亲水性基团朝向水面朝向水面. .疏水性基团朝向空气疏水性基团朝向空气,

6、,整齐排列单分整齐排列单分子层子层. .从热力学角度分析从热力学角度分析: :这样组成的系统包含这样组成的系统包含的自由能最低，最稳定，可以自动形成和维的自由能最低，最稳定，可以自动形成和维持持 。2、膜蛋白包括：外周蛋白占2030，易被水解下来。和内在蛋白占7080，不易被水解。蛋白质在脂膜中的结构3、糖类、糖类糖和膜蛋白结合形成糖蛋白或和酯结合形成糖脂，糖和膜蛋白结合形成糖蛋白或和酯结合形成糖脂，通常与细胞识别有关。通常与细胞识别有关。（二）膜脂和膜蛋白在脂双分子层两侧分布的不对称性1、膜蛋白分布的不对称性:在生物膜中，膜蛋白在膜两侧的分布因种类不同而不同，同一种膜也有很大差别。2、膜脂分

7、布的不对称性:膜脂在脂双分子层的两侧分布也不同保证了膜功能的方向性。（三）生物膜的流动性生物膜具有流动性，是正常生物膜的特征。1、膜脂的流动性: 正常生理条件下膜脂处于流动状态称为液晶态，温度降低处于凝胶态。称之为相变。膜脂的成分不同，流动性不同。温度、结构、成分影响膜的流动性。2、膜蛋白的运动性: 膜蛋白象浮在海上的冰山做侧向运动和旋转运动，蛋白质含量越高流动性越小。 （四）生物膜的结构模型生物膜的分子结构假说：生物膜的分子结构假说：Singer等等1972 年提出液态镶嵌模型年提出液态镶嵌模型 （1）以液态的脂质双分子层为基架；）以液态的脂质双分子层为基架； （2）其中镶嵌着具有不同分子结构，有）其中镶嵌着具有不同分子结构，有 不同生理功能的蛋不同生理功能的蛋白质。白质。 （3）膜蛋白在脂双分子层中自由扩散，但不能从一侧转但）膜蛋白在脂双分子层中自由扩散，但不能从一侧转但另一侧。另一侧。三、生物膜的物质运送功能（一）穿膜运送（二）膜泡运送 Na-K泵（二）膜泡运送1、外排作用 细胞内需排出的物质形成小泡融和细胞膜然后释放到细胞外。例腺细胞分泌的酶。神经未植在神经冲动达到时释放神经递质。2、内吞作用某些大分子物质、物质团块通过膜更为复杂的