高中生物-细胞膜课件

1、任何细胞的外表都有一层极薄的膜包围，借此把细胞内的原生质和外界环境分隔开来，这层膜叫做细胞膜或质膜。 1细胞膜的化学组成 细胞膜主要是由脂类(30%-80%)和蛋白质(20%-70%)组成，此外含有少量的糖类，形成糖脂和糖蛋白。 1膜脂 细胞膜所包含的脂类主要有三种：磷脂、胆固醇和糖脂，构成膜的主要支架。 二、细胞膜第一页，编辑于星期五：十点 二十三分。三种脂类均具有亲水、脂性质。它们包括一个亲水的极性头和一个疏水的非极性末端，这种一头亲水一头疏水的分子称为双型性分子或称双亲媒性分子。磷脂在脂类中含量最为丰富，占脂类的50-75%。它具有一个极性头和两个由脂肪酸链形成的非极性尾。胆固醇广泛分布

2、在动物细胞膜中，细菌质膜不含，其存在能增加脂双层的稳定性。2膜蛋白 细胞膜中膜蛋白的种类相当多，细胞膜的主要功能是由膜蛋白来实现的，可分为两大根本类型：外在膜蛋白(或称外周膜蛋白)和内在膜蛋白(或称整合膜蛋白)。 第二页，编辑于星期五：十点 二十三分。外在膜蛋白：分布细胞膜的内外外表，为水溶性蛋白，结合松散用比较温和的方法即可从膜上别离。内在膜蛋白：分布于磷脂双层中，甚至横跨整个膜，结合紧密，只有采用较为剧烈的方式如去垢剂，才能别离。第三页，编辑于星期五：十点 二十三分。 3膜糖类 膜结构中的糖类主要是与膜脂、膜蛋白以共价键形成的糖脂、糖蛋白。膜糖只存在于质膜的外外表，它们与细胞识别有关。 2

3、细胞膜的分子结构模型 2流动镶嵌模型 1静态单位膜模型 蛋白质-脂双层-蛋白质暗-明-暗Singer和Nicolson于1972年通过对已有的模型进行修正而提出的第四页，编辑于星期五：十点 二十三分。脂双分子层是细胞膜的主要结构支架，磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相；膜蛋白为球蛋白，分布于脂双层外表或镶嵌脂分子中，有的甚至横跨整个脂双层；膜结构中蛋白质分子和脂类分子都能运动，具有流动性。 第五页，编辑于星期五：十点 二十三分。3.膜的流动性和不对称性膜的流动性是膜结构的根本特征，是指膜结构分子的运动性，包括膜脂和膜蛋白的运动，也是膜表现正常生理功能的条件1膜脂的流动性运动方式：侧向扩

4、散、旋转运动、旋转异构运动、左右摆动和翻转温度：脂分子从液晶状态转变为凝胶状态的温度称变相温度。变相温度越低，膜的流动性越大，反之越小。膜脂 的脂肪酸链：脂肪酸链的类型：饱和程度越高脂肪酸链，流动性越小。脂肪酸链的长度：脂肪酸链越长流动性越小。影响因素第六页，编辑于星期五：十点 二十三分。胆固醇：胆固醇对膜脂的流动性的调节随温度的不同而改变，在变相温度以上，使脂肪酸的运动性减弱，降低膜的流动性，在变相温度以下，阻止磷脂脂肪酸链的相互作用，缓解低温引起膜脂流动性剧烈下降。膜蛋白的流动性：细胞膜中蛋白质能以侧向扩散方式运动。如人鼠细胞膜融合实验。膜蛋白中与脂类的相互作用，内在蛋白与外在蛋白的相互作

5、用、膜蛋白复合体的形成、膜蛋白与细胞骨架的作用等都影响和限制蛋白质的流动。第七页，编辑于星期五：十点 二十三分。2不对称性蛋白质在脂双层中不对称的镶嵌分布膜结构成分的不对称性是膜结构的又一重要特征，主要表现在以下方面：脂分子的不对称性。一般卵磷脂、鞘磷脂多分布于脂双层的外层，而脑磷脂多分布于内层。糖类的不对称性分布。只存在于细胞膜的外外表，脂分子蛋白质构成糖脂糖蛋白。第八页，编辑于星期五：十点 二十三分。4细胞膜的生物学功能1细胞膜与物质的跨膜运输 被动运输由高浓度到低浓度，动力物质本身的浓度差，不需要细胞为其提供能量。自由扩散简单扩散：物质顺浓度梯度直接穿过脂双层进行运输。影响扩散速度的因素

6、：物质本身分子大小：分子越小，空间阻力越小物质极性大小：极性越小，脂溶性越大扩散速度越快浓度差：浓度差越大，扩散速度越快此外环境温度也影响扩散速度第九页，编辑于星期五：十点 二十三分。协助扩散协助扩散的蛋白称膜转运蛋白，有以下几种类型：通道蛋白：由膜蛋白的亲水区形成横跨细胞膜的水通道，允许大小适宜的分子或离子顺浓度梯度通过。门通道蛋白：有些膜转运蛋白形成的亲水通道不是连续开放，仅在特定条件刺激下瞬时开放，称门通道蛋白载体蛋白：具有高度的特异性，与特定物质结合后通过本身构象变化转运物质的一类蛋白。第十页，编辑于星期五：十点 二十三分。与自由扩散相比，协助扩散的特点：需要膜转运蛋白的协助对被转运物

7、质具有高度的选择性转运速度快具有饱和效应主动运输由ATP直接提供能量的主动运输由膜上一种特殊膜蛋白-泵参与完成，泵特异性识别并结合某一物质，利用ATP将物质逆浓度梯度运输。第十一页，编辑于星期五：十点 二十三分。协同运输伴随运输Na+K+泵：由AB两个亚基组成，A亚基为跨膜蛋白，既有Na+的结合位点，也要K的结合位点，又有ATP酶活性，称Na+K+ATP酶。B亚基为糖蛋白。一般认为Na+K+泵首先在膜内侧与Na+结合，ATP酶活性被激活后，由ATP供能使泵的构象改变，将Na+输出;与此同时，泵与细胞膜外侧K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，K+输入细胞。每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少3个

8、Na+增加2个K+第十二页，编辑于星期五：十点 二十三分。有些物质的运输并不需要ATP供能，而是以另一种物质的浓度梯度为动力称协同运输。如两种物质的运输方向一致称通向协同，相反称反向协同。如氨基酸和葡萄糖的主动运输，伴随着Na+的同向协同运输。该过程不直接需要ATP供能，但Na+浓度梯度的维持需要泵的工作，因此协同运输是一类靠ATP间接供能的主动运输。 内吞和外排 大分子物质或颗粒物质 内吞物质性质：较大固体颗粒物质为吞噬作用，内吞溶液或极细颗粒，称胞饮作用。吞噬泡胞饮泡 内吞和外排都需要细胞提供能量 第十三页，编辑于星期五：十点 二十三分。 通过细胞膜物质运输的五种形式1简单扩散；2协助扩散

9、；3伴随运输；4主动运输；5内吞外排作用第十四页，编辑于星期五：十点 二十三分。 封闭连接 紧密连接是封闭连接的主要形式，相邻细胞膜紧靠在一起，中间没有间隙，一般存在于上皮细胞及内皮细胞间，紧密连接可阻止物质在细胞间隙自由扩散，起封闭作用。细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。根据行使功能的不同，细胞连接可分为封闭连接、锚定连接、通讯连接。 2细胞膜与细胞连接 第十五页，编辑于星期五：十点 二十三分。锚定连接 锚定连接在机体组织内分布很广泛。通过锚定连接可将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连，形成一个坚挺、有序的细胞群。桥粒锚定连接具有两种不同形式：与

10、中间纤维相连接的锚定连接主要包括桥粒和半桥粒；与肌动蛋白纤维相连接的锚定连接主要包括粘着带与粘着斑。相邻细胞间纽扣样连接方式，连接处存在25 nm的间隙，间隙中央有一层高电子密度的物质，连接处细胞膜下方细胞质显著浓缩呈板状称胞质斑，其中存在一些中间纤维。桥粒主要存在于上皮细胞间，起机械支持作用，使组织具有较强的抗张与抗拉能力。第十六页，编辑于星期五：十点 二十三分。通讯连接 通讯连接包括间隙连接、植物细胞中的胞间连丝、神经细胞间的化学突触。 粘着带连接处相邻细胞膜存在15 nm20 nm的间隙，细胞膜下方细胞质增浓，肌动蛋白组成的环形微丝穿行其中。一般位于紧密连接下方，又称中间连接，具有机械支

11、持作用，主要存在于上皮组织细胞间。胞间连丝是植物细胞间特有的连接方式。如图1120所示，在胞间连丝连接处的细胞壁不连续，相邻细胞的细胞膜共同形成20 nm 40nm的管状结构，是物质从一个植物细胞进入到另一个植物细胞的通路，它在植物细胞间的物质运输和信息传递中具有重要作用。 第十七页，编辑于星期五：十点 二十三分。化学突触是存在于可兴奋细胞之间的连接方式，它通过释放神经递质来传导神经冲动。化学突触是相对于电突触而言的，它们共同完成可兴奋细胞之间的通讯。 第十八页，编辑于星期五：十点 二十三分。间隙连接 两个细胞的质膜之间有23 nm的间隙又称缝隙连接。构成间隙连接的根本单位称连接小体或连接子。

12、连接子是一种颗粒结构，由6个跨膜蛋白分子构成中央为1.52 nm的孔道，一些小分子可通过。相邻细胞膜连接子两两相对，形成一个间隙连接，为细胞间物质交换、信息传递提供直接通道。间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织细胞间。第十九页，编辑于星期五：十点 二十三分。间隙连接 两个细胞的质膜之间有23 nm的间隙又称缝隙连接。构成间隙连接的根本单位称连接小体或连接子。连接子是一种颗粒结构，由6个跨膜蛋白分子构成中央为1.52 nm的孔道，一些小分子可通过。相邻细胞膜连接子两两相对，形成一个间隙连接，为细胞间物质交换、信息传递提供直接通道。间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织细胞间。第二十页，

13、编辑于星期五：十点 二十三分。信号跨膜传递 体内激素、神经递质和药物对细胞代谢的调节作用都与细胞膜密切相关。各种含氮激素、神经递质和某些药物在影响它们靶细胞的机能活动时，并不直接进入这些细胞内，而只作用于细胞膜上的相应受体(是一种复杂的膜蛋白)，使受体发生构象的改变，从而激活了另一个膜蛋白(腺苷酸环化酶)的活性。腺苷酸环化酶被激活后，可催化细胞内的腺苷三磷酸(ATP)变为环腺苷酸(cAMP)，cAMP作为第二信使进一步催化细胞内一系列连锁反响，以调节细胞的代谢，产生一定的生理作用或药理作用。cAMP信号通路：细胞外化学信号分子与靶细胞膜上相应受体结合，通过调节靶细胞内cAMP的水平引起细胞反响的信号通路。第二十一页，编辑于星期五：十点 二十三分。cAMP信号通路由细胞膜5种成分组成：刺激型激素受体(Rs)、抑制型激素受体(Ri)、刺激型调节蛋白(Gs)、抑制型调节蛋白(Gi)、腺苷酸环化酶.刺激型激素受体(Rs)、抑制型激素受体(Ri):位于细胞膜外外表，既可特异性识别胞外化学信号分子并与之结合，又可与G蛋白作用。第二十二页，编辑于星期五：十点 二十三分。刺激型调节蛋白(Gs)、抑制型调节蛋白(Gi)：均为与GTP结合的调节蛋白，又称G蛋白。主要是将受体与腺苷酸环化酶偶联起来，将细胞外信号跨膜转化为细胞