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第四章 细胞膜与物质的跨膜运输

第四章 细胞膜与物质的跨膜运输. 细胞膜不是一种机械屏障，它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，维持细胞的形态，还参与细胞的物质运输、能量转换、信息传递、免疫、癌变等。. 基本概念. 质膜（ plasma membrane ） ：是包围在细胞质表面的一层薄膜，所以又称细胞膜。 细胞内膜 ：除质膜外，细胞内还有丰富的膜结构，形成了细胞内各种膜性细胞器，称为细胞内膜。 生物膜 ：质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（ biomembrane ）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。. 细胞膜. 细胞质.

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第四章 细胞膜与物质的跨膜运输

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Presentation Transcript

  1. 第四章 细胞膜与物质的跨膜运输 山东大学医学院细胞生物学研究所

  2. 细胞膜不是一种机械屏障，它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，维持细胞的形态，还参与细胞的物质运输、能量转换、信息传递、免疫、癌变等。细胞膜不是一种机械屏障，它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，维持细胞的形态，还参与细胞的物质运输、能量转换、信息传递、免疫、癌变等。

  3. 基本概念 • 质膜（plasma membrane）：是包围在细胞质表面的一层薄膜，所以又称细胞膜。 • 细胞内膜：除质膜外，细胞内还有丰富的膜结构，形成了细胞内各种膜性细胞器，称为细胞内膜。 • 生物膜：质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。

  4. 细胞膜 细胞质 单位膜：透射电镜下生物膜呈现为“两暗夹一明”的三层式结构，即内外两个电子密度高的暗线，中间夹一个电子密度低的明线，厚度约7.5nm，这种“两暗夹一明”的结构称为“单位膜”。 单位膜是生物膜的共同形态特征。

  5. 细胞外被：质膜表面寡糖链形成细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）。

  6. 膜骨架：质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。膜骨架：质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。

  7. 胆 碱 磷 酸 甘 油 脂 肪 酸 脂 肪 酸 磷 脂 头部 （极性） 尾部 （非极性）

  8. （2）鞘磷脂的化学结构 • 鞘磷脂以鞘氨醇代替甘油，长链的不饱和脂肪酸结合在鞘氨醇的氨基上。 • 鞘氨醇及其代谢产物参与各种细胞活动，如细胞分化、凋亡和增殖等。 • 鞘磷脂在脑和神经细胞膜中特别丰富 • 原核细胞和植物中没有鞘磷脂。 鞘氨醇

  9. 如：在缺少胆固醇培养基中，不能合成 胆固醇的突变细胞株很快发生自溶。

  10. 跨膜蛋白

  11. 膜不对称性的生物学意义 • 膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性。 • 细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。这些方向性的维持就是靠分布不对称的膜蛋白、膜脂和膜糖来提供。

  12. 生物膜流动性的意义 • 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。 • 酶活性与流动性有很大关系，流动性大活性高。 • 没有膜的流动性，细胞就要停止新陈代谢而死亡。 • 膜流动性与信息传递有着极大的关系。 • 如果没有流动性，能量转换是不可能的。 • 膜的流动性与发育和衰老过程都有相当大的关系。

  13. 19世纪中叶K.W.Mageli发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，提示膜结构的存在.19世纪中叶K.W.Mageli发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，提示膜结构的存在. • 1899年E.Overton发现脂溶性大的物质易入胞，推想应为脂类屏障. • 1925年荷兰人E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞膜结构，计算出红细胞膜平铺面积约为其表面积的两倍，提出脂质双分子层模型.

  14. 不足：无法解释细胞的跨膜运输和通透性

  15. 不足：无法说明膜的动态变化、厚度不同、和各种功能不足：无法说明膜的动态变化、厚度不同、和各种功能

  16. 不足：无法解释膜的相对完整性、稳定性和流动的不均匀性不足：无法解释膜的相对完整性、稳定性和流动的不均匀性

  17. 细胞膜的功能 • 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境 • 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出 • 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递 • 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行 • 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接 • 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构

  18. 简单扩散（simple diffusion）:也叫自由扩散(free diffusion ）是小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输。属于最简单的一种物质运输方式，不需要消耗细胞的代谢能量，也不需要专一的载体。 • 特点是： • ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； • ②不需要提供能量； • ③没有膜蛋白的协助。

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