細胞膜及表面結構多媒體第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二細胞膜：圍在細胞質(zhì)表面的一層薄膜，又稱質(zhì)膜或原生質(zhì)膜。圖示光學顯微鏡下人肝細胞模式圖返回第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二細胞膜出現(xiàn)的意義及作用：原始生命進化的關鍵，細胞形成的前提；限定細胞范圍，保持細胞內(nèi)外的區(qū)別；物質(zhì)運輸（進行細胞內(nèi)外物質(zhì)的運輸）；可識別、接受外界信號，進行信息傳遞。即：保持細胞有相對獨立和穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，它是細胞膜內(nèi)外物質(zhì)流、信息流、能量流的出入門戶。返回第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二關于“膜”的幾個概念：生物膜：細胞中所有的膜結構統(tǒng)稱生物膜。生物膜=細胞膜+胞內(nèi)膜胞內(nèi)膜：細胞內(nèi)所有的膜結構。膜相結構：具有膜的一切細胞結構。內(nèi)膜系統(tǒng)：在結構、功能及發(fā)生上為連續(xù)統(tǒng)一體的細胞內(nèi)膜相結構。單位膜：生物膜的結構單位。電鏡下觀察生物膜，可見為“兩暗一明”的三層結構通常將這三層結構型式作為一個單位，稱為單位膜。返回第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二圖示示單位膜暗明暗“兩暗一明”返回第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二內(nèi)膜系統(tǒng)包括：

膜相結構包括：胞內(nèi)膜包括：

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復合體高爾基復合體高爾基復合體溶酶體溶酶體溶酶體過氧化酶體過氧化酶體過氧化酶體核膜核膜核膜小泡、液泡等小泡、液泡等小泡、液泡等線粒體線粒體細胞膜返回第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二細胞膜細胞膜的化學組成細胞膜的分子結構模型細胞膜的特性細胞膜的性質(zhì)動畫返回第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二細胞膜的化學組成

膜脂50%

膜蛋白40%

膜糖類10%左右第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

膜蛋白質(zhì)（％）脂類（％）糖類（％）蛋白質(zhì)／脂類髓鞘187930.23質(zhì)膜血小板33-4250-517.5人紅細胞494381.1變形蟲544241.3小鼠肝細胞46542-4

淋巴細胞60

405-10

1.5Hela細胞60402.41.5牛視網(wǎng)膜桿狀細胞514941.0革蘭氏陽性菌75253.0類菌質(zhì)體58371.51.6 表：各種生物膜組成近似值第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

（一）膜脂磷脂（主要）占50%以上糖脂膽固醇膜脂分子的種類：第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰絲氨酸鞘磷脂肌醇磷脂（含量少、在信息傳遞中起作用）第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二圖示

膜磷脂的分子結構模型第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二圖示四種磷脂分子結構模式圖第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

（頭部無磷酸）糖基（極性）+脂肪酸鏈（尾部）糖脂第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膽固醇羥基（極性頭部）+脂肪酸鏈（尾部）第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

膜脂的分子結構特點：膜脂分子都是兼性分子（雙親媒性分子）

即：有一個極性的“頭部”（含磷酸等極性基團，有親水性），兩條非極性的“尾部”（脂肪酸鏈、有疏水性）。

第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

膜脂分子在水溶液中可能有兩種形式：球狀的分子團

雙分子層(bilayer)膜脂分子的排列特性

實驗證明：膜脂分子在水溶液中能自動形成雙分子層結構，為了更進一步減少雙分子層兩端疏水部與水接觸的機會，脂質(zhì)分子在水中排成雙分子層后往往易于形成一種自我封閉的結構-脂質(zhì)體第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二（二）膜蛋白膜蛋白的類型：

膜內(nèi)在蛋白（integralprotein），占70---80%

鑲嵌蛋白跨膜蛋白膜外在蛋白（peripheralprotein），占20-30%第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜蛋白與脂雙層分子的結合方式第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜蛋白的功能

膜內(nèi)在蛋白的功能：受體（識別，傳遞信息）載體蛋白（物質(zhì)運輸）酶（催化、供能如ATP酶）通道蛋白抗原（鑲嵌在膜中的糖蛋白或糖脂如血型抗原）

G蛋白（介導信號轉(zhuǎn)導）第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜脂雙分子層構成膜的主體或骨架。膜蛋白插入脂雙分子層中或附于脂雙層表面。膜蛋白是膜功能的承擔者。如圖示：人紅細胞膜的血型糖蛋白為膜內(nèi)在蛋白（跨膜蛋白），決定血型。圖示血型糖蛋白的結構第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜周邊蛋白的功能：運動蛋白（有肌動蛋白、肌球蛋白的性質(zhì)）參入細胞胞吞作用參入細胞變形運動參入細胞質(zhì)分裂時胞膜的分隘作用調(diào)節(jié)鑲嵌蛋白的位置支持蛋白（橋粒蛋白）第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二（三）膜糖類分布：細胞膜表面（外側）內(nèi)膜系統(tǒng)的非質(zhì)側種類：半乳糖、甘露糖、巖藻糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖胺、唾液酶，共七種。（自然界中有100多種）存在形式：與膜蛋白或膜脂共價結合形成糖蛋白和糖脂，即以糖蛋白和糖脂的形式存在于細胞膜表面形成細胞被。

第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二

一個膜蛋白可結合多個糖鏈；一個膜脂分子只結合一個糖鏈ok細胞被（cellcoat）或糖萼細胞膜表面的糖蛋白和糖脂的糖鏈相互交織形成的一層絨毛狀的多糖物質(zhì)。細胞被第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二二、細胞膜的分子結構關于細胞膜的分子結構，提出的模型很多，但目前比較公認的是液態(tài)鑲嵌模型，所以在此主要介紹這一模型。動畫第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二液態(tài)鑲嵌模型內(nèi)容：把生物膜看成是嵌有球形蛋白質(zhì)的脂類二維排列的液態(tài)體，是一種動態(tài)的、不對稱性的具有流動性的結構。動畫第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二主要論點：

1、連續(xù)的脂質(zhì)雙分子構成膜的主體（骨架），它具有液晶態(tài)特性，不僅有固體分子排列的有序，且有液體分子的流動性。

2、球形蛋白質(zhì)分子嵌入，貫穿或附著于脂雙分子層中。

3、糖類附著在膜的外表面，與表層的脂類和蛋白質(zhì)結合形成糖蛋白和糖脂。故名液態(tài)鑲嵌模型此模型是現(xiàn)在公認的膜結構模型動畫第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二優(yōu)點：

1、能解釋許多膜功能現(xiàn)象，如物質(zhì)運輸、信號識別、能量轉(zhuǎn)換等。

2、說明了膜的動態(tài)性（流動性）。

3、說明了膜功能的不對稱性。動畫第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二缺點：

１、未說明膜蛋白分子對脂類分子流動性的控制作用。實際上特定的膜蛋白酶周圍需要有特定的磷脂才有活性，如鈉、鉀-ATP酶需要有磷脂酰絲氨酸、鈣-ATP酶需要有磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺。２、未說明膜各部分流動性的不均勻性。

所以又提出“晶格鑲嵌模型”和“板塊模型”作為補充。動畫第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二“晶格鑲嵌模型”中提出“界面脂（boundarylipid）”(晶格)可控制脂類分子的運動。

界面脂界面脂：鑲嵌蛋白周圍，一個分子厚的不移動的脂質(zhì)分子。動畫第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二“板塊模型”中提出膜的不同區(qū)域可形成大小、剛性不同的脂質(zhì)區(qū)（板塊）說明膜流動性的不均勻性。不同板塊ok動畫第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二三、細胞膜的特性不對稱性流動性動畫第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二不對稱性：膜脂分子分布不對稱膜蛋白分子分布不對稱膜糖類分子分布不對稱動畫第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜脂的不對稱性：內(nèi)外兩層的脂類分子不同。如紅細胞膜：鞘磷脂和大多數(shù)磷脂酰膽堿位于外層磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺位于內(nèi)層糖脂位于細胞膜脂雙層的外側(糖脂位于內(nèi)膜系統(tǒng)的非細胞質(zhì)側)動畫第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二膜蛋白的不對稱性跨膜蛋白的方向性酶結合點的不對稱性骨架蛋白結合的不對稱性糖蛋白的不對稱性動畫第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期二