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1、第四章 质膜第一页，本课件共有45页细胞膜又称质膜，围绕着整个细胞，是细胞结构上的边界使细胞拥有一个相对稳定的内环境。细胞膜作为细胞与外界的屏障，具有高度的选择通透性。细胞膜能够在物质运输、信息流动、能量传递、吸收分泌、免疫反应等生命活动中发挥重要作用。在生命的进化史上，正是细胞膜的出现，才有了细胞，使得生命物质向更高形式进化。第二页，本课件共有45页41岁的白人Timothy Doyle，面部苍白，有很明显的黄疸；心肺正常，腹部隆起，脐部周围有放射状的静脉突起，腹部有明显腹水，脾脏触诊似乎有正常人体积的2倍大。触摸肝脏边缘明显且有表面结节。在神经病学检查，能确定方向、方位、辨认人。闭上双眼，
2、双臂前举，手腕剧烈震颤。血红蛋白为6.8g，网织红细胞计数为19%，有明显的溶血性贫血；白细胞数为11000，血小板大约降为70000；多数红细胞膜形成的不规则刺状延伸。胆红素为8.7，碱性磷酸酶活性为50，天门冬氨酸转移酶活性为270，丙氨酸转移酶活性为115。凝血酶原时间国际标准化比值为3.7。Timothy Doyle患有难治性酗酒继发的Laennec肝硬化临床案例临床案例第三页，本课件共有45页胆固醇与鞘磷脂失衡造成的红细胞膜产生“刺突”Cell biologyCell biology第四页，本课件共有45页晚期肝病患者,门静脉压升高,凝血时间延长和血小板数量降低，胃肠道极易出血，。腹
3、部明显的“水母头状突起”表示升高的血压引起食道静脉血管的破裂，最终可导致了出血。肝细胞的细胞质和红细胞膜脂中的胆固醇都严重失衡，肝功能的失常。重症患者常死于肝细胞变化引起的肝功能的失常。Diagnosis Treatment第五页，本课件共有45页第四章 质膜第一节 质膜的结构第二节 小分子的穿膜运输第三节 离子通道与膜电位第四节 大分子膜泡运输第五节 质膜与疾病第六页，本课件共有45页一、质膜的化学组成质膜的化学成分主要有脂类、蛋白质、糖类、水、无机盐及金属离子等。脂类与蛋白质以非共价键结合，构成质膜的的主体。第七页，本课件共有45页膜脂质膜中的脂类以磷脂和胆固醇为主，有些膜还含有糖脂 第八
4、页，本课件共有45页磷脂（phospholipid）磷脂是构成膜的基本成分。磷脂主要有甘油磷脂和鞘磷脂两大类。常见的磷脂分子有磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱及鞘磷脂。磷脂酰胆碱第九页，本课件共有45页胆固醇及其与磷脂分子的结合方式调节细胞膜的流动性，增加细胞膜的稳定性，降低水溶性物质的通透性 第十页，本课件共有45页糖脂（glycolipid）糖脂存在于所有细胞膜外层膜脂中。膜脂都具有相同的特点，即都有一个极性头部（亲水）和两个非极性尾部（疏水）。这种一头亲水一头疏水的分子，称为兼性分子。第十一页，本课件共有45页脂质体用于基因转导单层脂分子微团双层脂分子的脂质体水空气医学应用用于药物
5、制备，可增加药物在病灶部位的浓度，减少了药物对正常组织细胞的伤害，又可以避免药物被机体酶系统或免疫系统降解，提高药物的稳定性。第十二页，本课件共有45页膜蛋白 分为膜整合蛋白和膜周边蛋白两种类型 12345膜周边蛋白3 通过寡糖链与膜脂分 子连接的周边蛋白4 通过离子键与周边蛋白连接的蛋白5 通过离子键与膜脂分子连接的周边蛋白膜整合蛋白1 单次穿膜糖蛋白2 多次穿膜糖蛋白第十三页，本课件共有45页膜糖 多数真核细胞的表面，富含糖类的周边被称为糖萼，也称细胞外被。包括与细胞膜连接的糖蛋白和糖脂的寡糖链以及膜蛋白上的多糖链。构成寡糖链的糖基在数量、种类、结合方式、排列顺序以及有无分支等方面存在差异
6、，因而使得寡糖链具有极端多样性。糖蛋白糖脂寡糖链磷脂膜整合蛋白膜周边蛋白第十四页，本课件共有45页二、质膜的分子结构片层结构模型单位膜模型液态镶嵌模型晶格镶嵌模型板块模型 第十五页，本课件共有45页片层结构模型 1935年，JFDanielli和HDavson提出 该模型认为，脂质双分子层构成细胞膜主体，质膜是蛋白质磷脂蛋白质形成的三夹板结构。该模型奠定了细胞膜分子结构模型研究的基础 球形蛋白质分子磷脂第十六页，本课件共有45页单位膜模型 1959年，JDRobertson在电镜下观察到细胞膜及细胞内膜都有两暗夹一明的三层结构，膜两侧为电子密度高的暗线，中间为电子密度低的明线，命名为单位膜。单
7、位膜总厚度为7.5nm。“两暗”是指细胞膜两侧为两条致密的蛋白质层，每层厚度为2nm；“一明”指细胞膜中间为脂双层分子，厚度为3.5nm。Robertson还认为膜两侧蛋白质是以折叠的形式存在，电镜下的细胞膜 蛋白质蛋白质脂质双层单位膜模型 第十七页，本课件共有45页液态镶嵌模型 液 态 镶 嵌 模 型 糖蛋白糖脂寡糖链磷脂膜整合蛋白膜周边蛋白第十八页，本课件共有45页三、质膜的特性（一）膜的流动性（二）膜的不对称性第十九页，本课件共有45页膜的流动性 膜脂分子的运动侧向扩散运动 旋转运动 弯曲运动 翻转运动 ABCD第二十页，本课件共有45页膜的流动性膜蛋白的运动侧向扩散 旋转扩散 荧光抗体
8、标记膜蛋白人细胞鼠细胞诱导融合40min激光照射光致漂白后的荧光恢复 人-鼠细胞融合过程中膜蛋白的扩散运动 第二十一页，本课件共有45页影响膜流动性的因素脂肪酸链的长度与不饱和程度 胆固醇的影响 卵磷脂与鞘磷脂的比值 蛋白质的影响 温度及其他因素 第二十二页，本课件共有45页膜的不对称性 膜脂的不对称分布 膜蛋白的不对称分布50%25%25%50%TPL SPHPCPEPS外层内层总 含 量 百 分 比人红细胞膜内外层磷脂的不对称分布 第二十三页，本课件共有45页小分子穿膜运输一、小分子物质穿膜运输的基本原则二、小分子物质穿膜运输的方式 第二十四页，本课件共有45页小分子物质穿膜运输的基本原则
9、通道蛋白载体蛋白第二十五页，本课件共有45页小分子物质穿膜运输的方式简单扩散 协助扩散主动运输 ATPADP+Pi电化学梯度高低简单扩散 协助扩散 主动运输第二十六页，本课件共有45页主动运输 由ATP直接供能的主动运输离子泵 间接消耗ATP的主动运输协同运输 第二十七页，本课件共有45页离子泵Na+-K+泵 Ca2+-泵动物细胞靠ATP水解供能驱动Na+-K+泵 工作，结果造成质膜两侧的Na+与K+泵分布不均匀，有助于维持动物细胞的渗透平衡。第二十八页，本课件共有45页协同运输（间接消耗能量）第二十九页，本课件共有45页Na+-K+泵维持的Na+浓度梯度驱动葡萄糖主动运输动物细胞中，驱动物质
10、主动运输的通常是Na+，植物细胞中驱动物质主动运输的通常是H+第三十页，本课件共有45页肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞吸收转运至血液 第三十一页，本课件共有45页 离子通道与膜电位一、离子通道的特点二、离子通道的类型三、膜电位的产生第三十二页，本课件共有45页离子通道的特点转运速率高 特异的选择性 受调节的开合 不消耗能量 第三十三页，本课件共有45页离子通道的类型 A 电压门控离子通道B 配体闸门通道 胞外配体 胞内配体C 机械门控通道受“闸门”来控制的开放的时间通常只有几毫秒离子通道的开放切换也是非常快的 速度较慢,受细胞内Ca2+和H+浓度的调节 D 缝隙连接 第三十四页，本课件共有45页
11、神经肌肉接头处的闸门通道 静息的神经肌肉连接第三十五页，本课件共有45页活性的神经肌肉连接引起的肌肉收缩第三十六页，本课件共有45页膜电位的产生 静息状态下，胞内K+的向外渗漏，造成胞外正离子过量，胞内负离子过量，从而产生了膜的静息电位。静息电位主要反映了K+在膜两侧运输产生的电化学梯度，Na+-K+泵对静息电位的相对稳定起着重要作用 极化 去极化 反极化 超极化动作电位第三十七页，本课件共有45页 大分子膜泡运输胞吞作用胞吐作用微丝依赖型的吞噬作用网格蛋白非依赖型的胞吞作用 网格蛋白依赖型的胞吞作用受体 介导的内吞 结构性分泌途径调节性分泌途径第三十八页，本课件共有45页受体介导的内吞 电镜
12、下有被小泡的产生 某些大分子进入细胞时，首先与细胞表面的特异性受体相结合，形成受体-大分子复合物，质膜在网格蛋白（clathrin）的参与下形成有被小窝（coated pit），逐渐加深直至脱离质膜，形成有被小泡（coated vesicle）。第三十九页，本课件共有45页有被小泡的组成单位-三腿蛋白复合物 电镜下有被小泡 第四十页，本课件共有45页有被小泡形成的形成初始第四十一页，本课件共有45页受体介导的内吞 LDL颗粒的结构 胆固醇与载脂蛋白、磷脂整合低密度脂蛋白被动物细胞摄取第四十二页，本课件共有45页有被小窝有被小泡脱衣被与内体融合受体分离再循环与溶酶体融合被消化第四十三页，本课件共有45页胞吐作用 结构性分泌途径调节性分泌途径第四十四页，本课件共有45页质膜与疾病载体蛋白异常与疾病通道蛋白异常与疾病受体蛋白异常与疾病 胱氨酸尿症 肾性糖尿病 囊性纤维化 家族性高胆固醇血症 重症肌无力 无丙种球蛋白和低丙种球蛋白 第四十五页，本课件共有45页