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1、光学显微镜下结构：细胞膜细胞膜 细胞质细胞质细胞细胞 细胞核细胞核 细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体高尔基复合体高尔基复合体中心体中心体核膜核膜染色质染色质核仁核仁细胞器细胞器2021/9/241细胞膜细胞膜内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体核膜核膜线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体小泡等小泡等核糖体核糖体 中心体中心体 微管微管 微丝微丝 中间纤维中间纤维 染色质染色质 核仁核仁 基质基质膜性结构膜性结构非膜性结构非膜性结构电子显微镜下结构电子显微镜下结构2021/9/242真核细胞结构模式真核细胞结构模式生物膜结构体系生物膜结构体系遗传信息表达结构体系遗传信息表达结构体系细胞骨
2、架结构体系细胞骨架结构体系2021/9/243生物膜结构体系l细胞内具有细胞内具有膜包被膜包被结构结构的总称的总称,包括细胞质膜、包括细胞质膜、核膜、内质网、高尔基核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、体、溶酶体、线粒体、囊泡等囊泡等l为为细胞提供保护细胞提供保护l为细胞提供较多的质膜为细胞提供较多的质膜表面，使细胞内部结构表面，使细胞内部结构区室化区室化l细胞内物质运输的通道细胞内物质运输的通道2021/9/244关于关于“膜膜”的几个概念：的几个概念：生物膜生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。：细胞中所有的膜结构统称生物膜。生物膜生物膜=细胞膜细胞膜+胞内膜胞内膜胞内膜：胞内膜：细胞内
3、所有的膜结构。细胞内所有的膜结构。膜相结构：膜相结构：具有膜的一切细胞结构。具有膜的一切细胞结构。内膜系统：内膜系统：在结构、功能及发生上有一定联系在结构、功能及发生上有一定联系的膜性结构。的膜性结构。2021/9/245遗传信息表达结构体系遗传信息表达结构体系l细胞核细胞核l核糖体核糖体2021/9/246细胞骨架结构体系细胞质骨架细胞质骨架和细胞核和细胞核骨架骨架l微管微管l微丝微丝l中等纤维中等纤维2021/9/247第四章第四章 细胞膜与物质的跨膜细胞膜与物质的跨膜运输运输最大分辨率最大分辨率0.2um暗线暗线横横横横切切切切面面面面明线明线暗线暗线2nm3.5nm2nm电镜电镜单位膜
4、：单位膜：生物膜的结构单生物膜的结构单位位,电镜下为电镜下为“两暗一明两暗一明”的三层结构的三层结构2021/9/2482021/9/249（一）一）.脂脂双层双层 （二二).).蛋蛋白质白质 (三三).).糖类糖类糖糖蛋白质蛋白质脂双层脂双层一、细胞膜的化学组成一、细胞膜的化学组成2021/9/2410(一).脂双层 组成：组成：磷脂、糖脂和胆固醇磷脂、糖脂和胆固醇 非极性尾部非极性尾部极性头部极性头部2021/9/2411三种主要的膜脂类A.甘油磷脂B.鞘磷脂C.胆固醇2021/9/2412l组成：亲水头组成：亲水头部和疏水尾部部和疏水尾部l特性：双亲性特性：双亲性分子分子(amphipa
5、thic(amphipathic molecule)molecule)1 1、磷脂、磷脂（PhospholipidsPhospholipids）的结构和特的结构和特性性2021/9/2413磷脂酰胆碱2021/9/2414磷脂的主要类型：四种不同磷脂l磷脂酰乙醇磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）胺（脑磷脂）l磷脂酰丝氨磷脂酰丝氨酸酸l磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱（卵磷脂）（卵磷脂）l鞘磷脂：不鞘磷脂：不以甘油为骨以甘油为骨架架2021/9/24152021/9/24162、膜胆固醇（Membrane Cholesterol）l 胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧l 疏水的尾部埋在脂双层的中央2021/9/2417 提高
6、膜的稳定性，提高膜的稳定性，调节流动性，降调节流动性，降低水溶性物质的低水溶性物质的通透性。通透性。胆固醇的结构特点决定了：胆固醇的结构特点决定了：2021/9/2418磷脂在水溶液中的三种存在方式l双分子层双分子层(bilayer)l微团微团(micells)l脂质体脂质体(liposome)2021/9/2419脂质体（脂质体（liposomeliposome）l电镜下未固定、未染色的磷脂小泡；l球形脂质体的切面观l功能：膜研究，基因转染2021/9/2420(二)膜蛋白质1.1.类型类型l外周蛋白外周蛋白:分布在膜的内外表面分布在膜的内外表面l内在蛋白内在蛋白:穿过脂双层穿过脂双层 l脂
7、锚定蛋白：嵌入脂双层中脂锚定蛋白：嵌入脂双层中 2021/9/2421膜蛋白与脂双层结合的几种方式l存在形式存在形式：内在膜蛋白（跨膜蛋白）内在膜蛋白（跨膜蛋白）l 外在膜蛋白（非共价键结合）外在膜蛋白（非共价键结合）l 脂锚定蛋白（共价结合）脂锚定蛋白（共价结合）2021/9/2422细胞膜上的各种蛋白细胞膜上的各种蛋白2021/9/2423人类血型糖蛋白人类血型糖蛋白(Glycophorin)(Glycophorin)：典型的单次跨膜蛋白典型的单次跨膜蛋白2021/9/2424人类红细胞膜蛋白人类红细胞膜蛋白2021/9/2425人类红细胞：研究膜蛋白的理想材料血影（血影（ghostgho
8、st）的制备）的制备2021/9/2426SDS-PAGESDS-PAGE电泳：电泳：人类红细胞膜蛋白人类红细胞膜蛋白2021/9/24271.运输蛋白运输蛋白 transportors2.黏附分子黏附分子 adhesive molecules3.受体受体 receptors4.抗原递呈分子抗原递呈分子 antigen-presenting molecules5.连接蛋白连接蛋白 junction proteins：加固质膜加固质膜6.6.酶酶enzymesenzymes 膜蛋白的功能膜蛋白的功能膜蛋白的存在方式与功能有关膜蛋白的存在方式与功能有关2021/9/2428例例1.结合蛋白和受体都
9、是跨膜糖蛋白结合蛋白和受体都是跨膜糖蛋白 精子膜表面的结合蛋白（凝集素）识别了卵精子膜表面的结合蛋白（凝集素）识别了卵子膜表面受体上的特殊糖基子膜表面受体上的特殊糖基1.保证了受精的种属特异性保证了受精的种属特异性2.是受精的启动步骤是受精的启动步骤精卵识别精卵识别2021/9/2429例例2.红细胞膜骨架红细胞膜骨架2021/9/2430电镜电镜（三）.膜糖类细胞被：细胞被：细胞膜表面的糖细胞膜表面的糖蛋白和糖脂的糖蛋白和糖脂的糖链相互交织形成链相互交织形成的一层绒毛状的的一层绒毛状的多糖物质多糖物质。一个膜蛋白可结合多一个膜蛋白可结合多个糖链；一个膜脂分个糖链；一个膜脂分子只结合一个糖链子
10、只结合一个糖链2021/9/2431二、细胞膜的特性二、细胞膜的特性1.1.膜的不对称性：膜的不对称性：脂质双层的不对称性脂质双层的不对称性膜蛋白分布的不对称性膜蛋白分布的不对称性膜糖的不对称膜糖的不对称2.2.膜的流动性：膜的流动性：膜脂的运动性膜脂的运动性；膜蛋白的运动性膜蛋白的运动性2021/9/2432脂双层的磷脂的种类不对称性脂双层的磷脂的种类不对称性糖脂糖脂（质膜外表面）（质膜外表面）1.1.膜的不对称性：膜的不对称性：（1 1）膜脂的不对称性）膜脂的不对称性2021/9/2433（2）膜蛋白分布的不对称性）膜蛋白分布的不对称性2021/9/2434（3）膜糖类的不对称性）膜糖类的
11、不对称性2021/9/2435一个脂质分子在一个脂质分子在1s内扩散约内扩散约2um2.膜的流动性膜的流动性（1）膜脂的流动性）膜脂的流动性2021/9/2436l脂肪酸的饱和程度脂肪酸的饱和程度l脂肪酸链的长度脂肪酸链的长度l胆固醇含量胆固醇含量l卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂的比值鞘磷脂的比值l其它因素，如温度、离子强度其它因素，如温度、离子强度.PH.PH值等值等 影响膜脂流动性的因素影响膜脂流动性的因素2021/9/2437（2)膜蛋白的流动性膜蛋白的流动性l侧向扩散侧向扩散l旋转扩散旋转扩散2021/9/2438侧向扩散侧向扩散；（一）免疫荧光（一）免疫荧光标记标记2021/9/2439证实膜
12、蛋白的侧向扩散（实验二）：萤光证实膜蛋白的侧向扩散（实验二）：萤光漂白后恢复技术漂白后恢复技术2021/9/24402021/9/24412021/9/24422021/9/24432021/9/2444二、细胞膜的分子结构二、细胞膜的分子结构l液态镶嵌模型。液态镶嵌模型。2021/9/2445（四）脂筏(lipid raft)模型1.富含胆固醇和鞘磷脂，富含胆固醇和鞘磷脂，载有蛋白质载有蛋白质2.脂筏流动性较低脂筏流动性较低3.脂筏是很多信号蛋白脂筏是很多信号蛋白的汇聚地的汇聚地脂筏中的胆固醇就像胶水一样，它对具脂筏中的胆固醇就像胶水一样，它对具有较长饱和脂肪酸链的鞘磷脂亲和力很有较长饱和脂肪酸链的鞘磷脂亲和力很高，而对不饱和脂肪酸链的亲和力低高，而对不饱和脂肪酸链的亲和力低 2021/9/2446思考题1 1、生物膜主要由哪些分子组成？生物膜主要由哪些分子组成？、膜蛋白有哪些类型？、膜蛋白有哪些类型？、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？、影响膜不对称性和流动性的因素。、影响膜不对称性和流动性的因素。5 5、解释并区别：、解释并区别：单位膜单位膜 生物膜生物膜 内膜系统内膜系统/胞内膜胞内膜细胞被细胞被2021/9/2447