浙科版必修1第二章第一节细胞概述课件

浙科版必修浙科版必修1第二章第一第二章第一节细胞概述胞概述 1.1 1.1 细细胞的胞的发现发现与与细细胞理胞理论论的建立的建立 1.1.1 Discovery of Cells 1.1.1 Discovery of Cells 第一个第一个发现细发现细胞的是英国学者胡克胞的是英国学者胡克(Rorbert Hooke)(Rorbert Hooke)。16651665年年，胡胡克克发发表表了了 MicrographiaMicrographia一一书书,报报道道用用自自制制的的显显微微镜镜(30(30倍倍)观观察察栎栎树树软软木木塞切片塞切片时发现时发现“cellacella”。16741674年年，荷荷兰兰布布商商列列文文虎虎克克(Anton(Anton van van Leeuwenhoek)Leeuwenhoek)自自制制了了高高倍倍显显微微镜镜(300(300倍倍左左右右)观观察到池塘水滴中的原生察到池塘水滴中的原生动动物、人物、人类类和哺乳和哺乳类动类动物的精子。物的精子。2胡克自胡克自制的制的显显微微镜镜31.1.2 1.1.2 细细胞学理胞学理论论的建立的建立18381838年年,德国植物学家施来登德国植物学家施来登(Mathias(Mathias Schleiden)Schleiden)发发表表论论文指出文指出植物是由植物是由细细胞构成的胞构成的;18391839年年,德国德国动动物学家施旺物学家施旺(Theodor Schwan)(Theodor Schwan)提出了提出了细细胞学胞学说说的前两条原理的前两条原理所有的生物都是由一个或多个所有的生物都是由一个或多个细细胞胞组组成的；成的；细细胞是生命的基本胞是生命的基本单单位位;1858 1858年年,德国医生和病理学家魏德国医生和病理学家魏尔尔肖肖(Rudolf Virchow)(Rudolf Virchow)对细对细胞学胞学说进说进行了重要行了重要补补充并提出充并提出一切一切细细胞胞产产自自细细胞。胞。41.1.3 1.1.3 细细胞生物学胞生物学发发展展简简史史 细细胞的胞的发现发现及及细细胞学胞学说说的的创创立立 (1665-1858-1875)(1665-1858-1875)这这个个时时期的主要事件就是上面期的主要事件就是上面所述的所述的细细胞的胞的发现发现、细细胞学胞学说说的提的提出等。出等。5细细胞学的胞学的经经典典时时期期(1875-1900)(1875-1900)原生原生质质(protoplasm)(protoplasm)理理论论的提出的提出 在在动动物、植物中物、植物中发现发现“肉肉样质样质”的物的物质质,并命名并命名为为“原生原生质质”;”;18611861年年舒舒尔尔策策提提出出原原生生质质理理论论:有有机机体体的的组组织织单单位位是是一一小小团团原原生生质质,这这种种物物质质在在一一般般有有机机体体中是相似的中是相似的。并把并把细细胞明确地定胞明确地定义为义为:“细细胞是具有胞是具有细细胞核和胞核和细细胞膜的活物胞膜的活物质质”。6重要重要细细胞器的胞器的发现发现 18831883年范年范.贝贝内登和博内登和博费费里在里在动动、植物、植物 细细胞中胞中发现发现了了中心体中心体 18881888年沃年沃尔尔德耶提出德耶提出染色体染色体概念概念 18941894年范年范.阿阿尔尔特曼特曼发现发现了了线线粒体粒体 18981898年高年高尔尔基基(Golgi)(Golgi)发现发现了了高高尔尔基体基体。7 实验细实验细胞学胞学时时期期(1900-1953)(1900-1953)实验细实验细胞学胞学是指采用是指采用实验实验的手段研究的手段研究细细胞学的胞学的问题问题,即从形即从形态结态结构的构的观观察深入到察深入到生理功能、生物化学及生理功能、生物化学及遗传发遗传发育育机理的研究。机理的研究。8 细细胞胞遗传遗传学（学（cytogeneticscytogenetics）的研究的研究 细细胞胞细细胞生理学（胞生理学（cytophysiologycytophysiology）的研究）的研究 1912 1912年年,Carrel,Carrel研制成研制成CarrelCarrel培养瓶培养瓶,采用采用 严严格的格的组织组织培养技培养技术术,成功地培养了成功地培养了鸡鸡胚胚 胎成胎成纤维细纤维细胞持胞持续续了了3434年之久年之久(1912-1946);(1912-1946);细细胞化学（胞化学（cytochemistrycytochemistry）的研究）的研究9 细细胞生物学的胞生物学的诞诞生生 Molecular BiologyMolecular Biology 1953 1953年年WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA双螺旋双螺旋结结模模 型型标标志分子生物学的志分子生物学的诞诞生；生；Cell BiologyCell Biology 1965 1965年，年，D DP PDerobetisDerobetis将其普通将其普通细细胞胞 学改学改为为细细胞生物学，胞生物学，标标志着志着细细胞生物胞生物 学的学的诞诞生生101.2 1.2 细细胞的基本特性胞的基本特性1.2.1 1.2.1 都具有都具有细细胞膜胞膜质质膜（膜（ProtoplasmProtoplasm）：）：细细胞胞质质（Cell PlasmaCell Plasma）:是指是指细细胞内除核以外的原生胞内除核以外的原生质质,即即细细胞中胞中 细细胞核以外和胞核以外和细细胞膜以内的原生胞膜以内的原生质质部分部分,原生原生质质体（体（ProtoplastProtoplast）：）：1.2.2 1.2.2 细细胞都具有胞都具有遗传遗传物物质质及及遗传遗传程序程序111.2.3 1.2.3 细细胞都具有核糖体胞都具有核糖体 细细胞功能的体胞功能的体现现者是蛋白者是蛋白质质(包括包括 酶酶)，蛋白，蛋白质质是在核糖体上合成的。是在核糖体上合成的。1.2.4 1.2.4 都能都能进进行分裂行分裂 细细胞能胞能够够用一分用一分为为二的分裂方式二的分裂方式进进 行增殖，行增殖，动动、植物、植物细细胞、胞、细细菌菌细细胞胞 都是如此。都是如此。121.2.5 1.2.5 细细胞的其他特性胞的其他特性 形形态态大小与体大小与体积积 细细胞的形胞的形态态 细细胞的形胞的形态态与功能相适与功能相适应应 13个体中不同个体中不同组织组织的的细细胞形胞形态态14细细胞胞维维持体持体积积的相的相对对恒定恒定 典型的原核典型的原核细细胞直径平均在胞直径平均在1 110m10m之之间间，而真核，而真核细细 胞的直径平均胞的直径平均为为3 330m;30m;某些不同来源的某些不同来源的细细胞大小胞大小变变化很大化很大,如人的卵如人的卵细细胞直胞直 径只有径只有0.1mm,0.1mm,而而鸵鸟鸵鸟的卵的卵细细胞的直径胞的直径则则有有5cm;5cm;同同类类型型细细胞的体胞的体积积一般是相近的一般是相近的,不依生物个体的大不依生物个体的大 小而增大或小而增大或缩缩小。如人、牛、小。如人、牛、马马、鼠、象的、鼠、象的肾细肾细胞、肝胞、肝细细 胞的大小基本相同胞的大小基本相同;器官的大小主要决定于器官的大小主要决定于细细胞的数量胞的数量,与与细细胞的数量成正胞的数量成正 比比,而与而与细细胞的大小无关胞的大小无关,把把这这种种现现象象为为“细细胞体胞体积积的守恒的守恒 定律定律”。15细细胞胞维维持体持体积积相相对对恒定的两个因素是恒定的两个因素是:Relationship Between Cells Relationship Between Cells Volume(Volume(细细胞体胞体积积）And Cell Surface And Cell Surface Area Area（表面（表面积积）某些重要分子的某些重要分子的浓浓度度 真核真核细细胞如何解决胞如何解决细细胞内重要分子的胞内重要分子的浓浓度度问题问题?16细细胞不胞不仅对仅对其体其体积积的增大有限制，而且的增大有限制，而且对细对细胞胞变变小也有限制。小也有限制。为为什么？什么？一个生活一个生活细细胞要胞要维维持正常的独立生活功能，最低限度需要持正常的独立生活功能，最低限度需要50050010001000种不同种不同类类型的型的酶酶和蛋和蛋白白质质。17细细胞表面胞表面积积与与体体积积的关系的关系18Molecular Basis of Cells19 水的水的溶溶剂剂作作用用 201.3 Assembly of Cell Structure 1.3 Assembly of Cell Structure Systems Systems（细细胞胞结结构体系的装配）构体系的装配）四四级级装配装配 第一第一级级:小分子有机物的形成小分子有机物的形成;第二第二级级:小分子有机物小分子有机物组组装成生物大分子；装成生物大分子；第三第三级级:由生物大分子由生物大分子进进一步一步组组装成装成细细胞的胞的 高高级结级结构；构；第四第四级级:由生物大分子由生物大分子组组装成具有空装成具有空间结间结构构 和生物功能的和生物功能的细细胞器。胞器。21细细胞的胞的结结构水构水平平22装配模型装配模型Template assemblyTemplate assembly（模板（模板组组装）；装）；Enzymatic assemblyEnzymatic assembly（酶酶促促组组装）；装）；Self assemblySelf assembly（自（自组组装）。装）。231.4 1.4 原核原核细胞与真核胞与真核细胞胞 1.4.1 Prokaryotic Cells1.4.1 Prokaryotic Cells没有明没有明显显可可见见的的细细胞核胞核,同同时时也没有核膜和核仁也没有核膜和核仁,只有只有拟拟核，核，进进化地位化地位较较低。低。原核原核细细胞的基本特点胞的基本特点:遗传遗传信息量少信息量少;内部内部结结构构简单简单,特特别别是没有分化是没有分化为为以膜以膜为为基基础础的的专门结专门结构和功能的构和功能的细细胞器和胞器和细细胞核膜。胞核膜。24支原体支原体是最是最简单简单的原核的原核细细胞，直径胞，直径为为0.10.10.3 m;0.3 m;具有具有细细胞胞质质膜，但没有膜，但没有细细胞壁胞壁;环环状双螺旋状双螺旋DNADNA，没有，没有拟拟核核,能指能指导导合成合成750750多种蛋白多种蛋白质质;惟一的惟一的细细胞器是核糖体，每个胞器是核糖体，每个细细胞中胞中约约有有80080015001500个个;具感染性具感染性,可在培养基上培养可在培养基上培养;培养培养细细胞很容易被支原体胞很容易被支原体污污染染,污污染源主要是血清。染源主要是血清。25 支原体支原体细细胞胞26细细菌菌细细菌菌细细胞胞质质膜的多功能性膜的多功能性mesosomemesosome（中膜体）（中膜体）中膜体又称中膜体又称间间体或体或质质膜体膜体,每个每个细细胞有一个或数个胞有一个或数个;其中含有其中含有细细胞色素和琥珀酸脱胞色素和琥珀酸脱氢氢酶酶,为细为细胞提供呼吸胞提供呼吸酶酶;具有具有类类似似线线粒体的作用粒体的作用,故称故称为拟线为拟线粒体。粒体。27细细菌的菌的模式模式图图281.4.2 1.4.2 真核真核细细胞的胞的结结构体系构体系生物膜及其功能生物膜及其功能细细胞及膜胞及膜细细胞器的界膜胞器的界膜特殊的作用位点特殊的作用位点物物质质运运输输信号信号转导转导29动动物物细细胞胞30Plant Cell（植物（植物细细胞）胞）31 Gene Expression SystemGene Expression System （基因表达系（基因表达系统统）该该系系统统又称又称为颗为颗粒粒纤维结纤维结构系构系统统，该该系系统统包括包括细细胞核和核糖体。胞核和核糖体。32纤维结纤维结构构33颗颗粒粒结结构构34Cytoskeletal System （细细胞骨架系胞骨架系统统）细细胞骨架系胞骨架系统统首要作用是首要作用是维维持持细细胞的一定形胞的一定形态态；细细胞内物胞内物质质运运输输的的动动脉；脉；细细胞内基胞内基质质区域化；区域化；帮助帮助细细胞移胞移动动或行走；或行走；主要成分主要成分:微管、微微管、微丝丝和中和中间纤维间纤维。35细细胞骨架的功能胞骨架的功能36 2.细细胞胞质质膜与跨膜运膜与跨膜运输输 Plasma Membrane and Transport Across Membranes 37Typical plasma Membrane 38 细细胞胞质质膜膜 (Plasma Membrane)内膜系内膜系统统 （Endomembrane System)生物膜生物膜(Biomembrane)392.1 The Erythrocyte Membrane Skeleton (红细红细胞膜骨架）胞膜骨架）Red Blood Cells是是结结构最构最简单简单的的细细胞胞:成熟的成熟的红细红细胞没有胞没有细细胞器；胞器；质质膜是膜是红细红细胞惟一的膜胞惟一的膜结结构；构；红细红细胞胞质质膜易于提膜易于提纯纯和分离；和分离；40Erythrocyte Membrane Skeleton412.1.1 Erythrocyte Biology （红细红细胞的生物学）胞的生物学）红细红细胞的基本性胞的基本性质质成熟的成熟的红细红细胞呈双面凹或胞呈双面凹或单单面凹陷的面凹陷的盘盘状，直径状，直径约为约为7m,厚度厚度1.7m,表面表面积为积为145m2；红细红细胞的主要功能是携胞的主要功能是携带带O2和运和运输输CO2，红细红细胞的寿命胞的寿命约为约为120天，一生中要行走天，一生中要行走500，000米。米。42红细红细胞形胞形态态43 红细红细胞膜脂双胞膜脂双层结层结构的研究构的研究1925年两位荷年两位荷兰兰科学家科学家E.Gorter和和F.Grendel根据根据对红细对红细胞胞质质膜的研究首次提膜的研究首次提出出质质膜的基本膜的基本结结构是脂双构是脂双层层(lipid bilayer)。实验结实验结果果证证明明 红细红细胞膜脂与表面胞膜脂与表面积积之比之比约约为为1.82.2 1。44推推测测双脂双脂层层的的实验实验452.1.2 Erythrocyte Membrane Skeleton 问题问题提出的依据提出的依据 行程行程 500,000米米 要多次穿要多次穿过过小于自身直径一半的微小通小于自身直径一半的微小通 道道;要在脾要在脾脏脏内内经经受少氧、低受少氧、低pH值值的不利条的不利条 件件;又要又要经过经过心心脏脏内瓣膜内瓣膜涡涡流冲流冲击击，但始，但始终终 保持保持结结构的完整。构的完整。？46红细红细胞血影胞血影47红细红细胞膜骨架胞膜骨架组织组织48Erythrocyte Membrane Skeleton Proteins （红细红细胞膜骨架蛋白）胞膜骨架蛋白）膜骨架蛋白的主要成分包括膜骨架蛋白的主要成分包括:血影蛋白、肌血影蛋白、肌动动蛋白、蛋白、锚锚定蛋白、定蛋白、带带4.1蛋白等，蛋白等，这这些都是外周蛋白。些都是外周蛋白。492.2 膜的化学膜的化学组组成成2.2.1 Membrane Lipids（膜脂）（膜脂）磷脂磷脂(phospholipids)动动、植物、植物细细胞膜上磷脂胞膜上磷脂约约占膜脂的占膜脂的50%以上；以上；磷脂分子的磷脂分子的亲亲水端是磷酸基水端是磷酸基团团，称，称为头为头部；部；磷脂分子的疏水端是两条磷脂分子的疏水端是两条长长短不一的短不一的烃链烃链,称称为为尾部尾部,一般含有一般含有1424个偶数碳原子；个偶数碳原子；其中一其中一烃链烃链常含有一个或数个双常含有一个或数个双键键,双双键键的存在造成的存在造成这这条不条不饱饱和和链链有一定角度的扭有一定角度的扭转转。50Phospholipids51胆固醇胆固醇(Cholesterol)胆固醇存在于真核胆固醇存在于真核细细胞膜中：胞膜中：动动物物细细胞膜胆固醇的含量胞膜胆固醇的含量较较高高大多数植物大多数植物细细胞胞质质膜中没有胆固醇膜中没有胆固醇 胆固醇分子包括三部分胆固醇分子包括三部分:极性的极性的头头部：部：羟羟基基非极性的非极性的类类固醇固醇环结环结构构一个非极性的碳一个非极性的碳氢氢尾部。尾部。52Typical Cholesterol53糖脂糖脂(Glycolipid)糖脂普遍存在于原核和真核糖脂普遍存在于原核和真核细细胞膜上胞膜上,含量含量约约占膜脂的占膜脂的5%以下以下;最最简单简单的糖脂是半乳糖的糖脂是半乳糖脑脑苷脂苷脂,它它仅仅有一个半乳糖作有一个半乳糖作为为极性极性头头部部;变变化最多、最复化最多、最复杂杂的是神的是神经节经节苷脂苷脂,它是神它是神经经元元质质膜具的特征性成分膜具的特征性成分;糖脂是整合膜蛋白。糖脂是整合膜蛋白。54脂具有自我装配的能力脂具有自我装配的能力55膜脂的功能膜脂的功能构成膜的基本骨架构成膜的基本骨架,去除膜脂，去除膜脂，则则使膜解体使膜解体;是是膜膜蛋蛋白白的的溶溶剂剂，一一些些蛋蛋白白通通过过疏疏水水端端同同膜膜脂脂作作用用，使使蛋蛋白白镶镶嵌嵌在在膜膜上上，得得以以执执行行特特殊殊的的功能功能;膜膜脂脂为为某某些些膜膜蛋蛋白白(酶酶)维维持持构构象象、表表现现活活性性提提供供环环境境,一一般般膜膜脂脂本本身身不不参参与与反反应应(细细菌菌的的膜膜脂参与反脂参与反应应);膜膜上上有有很很多多酶酶的的活活性性依依赖赖于于膜膜脂脂的的存存在在。有有些些膜膜蛋蛋白白只只有有在在特特异异的的磷磷脂脂头头部部基基团团存存在在时时才才有功能。有功能。56脂脂质质体体(Liposome)磷脂分子自我装配形成脂双磷脂分子自我装配形成脂双层层的球形的球形颗颗粒，称粒，称为为脂脂质质体体脂脂质质体可用作生物膜的研究模型，并可作体可用作生物膜的研究模型，并可作为为生物大分子与生物大分子与药药物的运物的运载载体，因此脂体，因此脂质质体不体不仅仅是研究是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性膜脂与膜蛋白及其生物学性质质的极好材料，同的极好材料，同时时在基因在基因转转移移药药物治物治疗疗方面有着方面有着诱诱人的人的应应用前用前景。景。57脂脂质质体的形成体的形成582.2.2 MEMBRANE PROTEINS （膜蛋白）（膜蛋白）生物膜的特定功能主要是由蛋白生物膜的特定功能主要是由蛋白质质完成的完成的;膜蛋白膜蛋白约约占膜的占膜的40%50%,有有50余种膜蛋白余种膜蛋白;在不同在不同细细胞中膜蛋白的种胞中膜蛋白的种类类及含量有很大差异。有的含量不到及含量有很大差异。有的含量不到25%,有的达到有的达到75%;一般来一般来说说,功能越复功能越复杂杂的膜的膜,其上的蛋白其上的蛋白质质含量越多。含量越多。59膜蛋白的分膜蛋白的分类类整合蛋白整合蛋白(Integral Proteins)部分或全部部分或全部镶镶嵌在嵌在细细胞膜中或内外两胞膜中或内外两侧侧的蛋白的蛋白质质；根据跨膜次数将跨膜蛋白分根据跨膜次数将跨膜蛋白分为单为单次跨膜、多次跨膜、多次跨膜、多次跨膜、多亚单亚单位跨膜等位跨膜等；整合蛋白整合蛋白约约占膜蛋白的占膜蛋白的70-80%。60Integral Proteins61膜周膜周边边蛋白蛋白质质(peripheral proteins)膜周膜周边边蛋白蛋白质为质为水溶性水溶性;占占膜膜蛋蛋白白总总量量的的20%30%,在在红红细细胞胞中中占占50%,如如红红细细胞胞的的血血影影蛋蛋白白和和锚锚定定蛋蛋白白都都是是膜膜周周边边蛋白蛋白质质。62Peripheral Proteins63脂脂锚锚定蛋白定蛋白(Lipid-anchored proteins)又称脂又称脂连连接蛋白接蛋白(lipid-linked proteins),同脂的同脂的结结合有两种方式：合有两种方式：一种方式是通一种方式是通过过一个糖分子一个糖分子间间接同脂双接同脂双层层中的脂中的脂结结合；合；一种是蛋白一种是蛋白质质直接与脂双直接与脂双层层中的脂中的脂结结合。合。64 Lipid-anchored proteins？65膜蛋白的功能膜蛋白的功能 运运输输蛋白：膜蛋白中有些是运蛋白：膜蛋白中有些是运输输蛋白蛋白,转转运特殊的分子和离子运特殊的分子和离子进进出出细细胞胞;酶酶：有些是：有些是酶酶，催化相关的代，催化相关的代谢谢反反应应;连连接蛋白：有些是接蛋白：有些是连连接蛋白接蛋白,起起连连接作用；接作用；受体：起信号接收和受体：起信号接收和传递传递作用。作用。66 FUNCTIONS OF MEMBRANE PROTEINS（膜蛋白的功能）（膜蛋白的功能）672.2.3 Membrane Carbohydrates（膜糖）（膜糖）根据根据细细胞胞类类型的不同，膜糖型的不同，膜糖约约占膜成分的占膜成分的210%；细细胞胞质质膜上的膜糖都位于膜上的膜糖都位于细细胞胞质质膜的外表面，内膜系膜的外表面，内膜系统统中的膜糖中的膜糖则则面向膜的面向膜的腔面。腔面。68 2.2.3 膜糖膜糖自自然然界界存存在在的的单单糖糖及及其其衍衍生生物物有有200多多种种,但但存存在在于于膜膜的的糖糖类类只只有有其其中中的的9种种,而而在在动动物物细细胞胞膜上的主要是膜上的主要是7种：种：D-葡萄糖（葡萄糖（D-Glucose)D-半乳糖半乳糖(D-galactose)D-甘露糖甘露糖(D-mannose)L-岩藻糖岩藻糖(L-fucose)N-乙乙酰酰半乳糖胺半乳糖胺(N-acetyl-D-galactosamine)N-乙乙酰酰基葡萄糖胺基葡萄糖胺(N-acetyl-glucosamine)唾液酸唾液酸(sialic acid)。69膜糖的存在方式膜糖的存在方式糖同氨基酸的糖同氨基酸的连连接主要有两种形式：接主要有两种形式：N-连连接：接：即糖即糖链链与与肽链肽链中天冬中天冬酰酰胺残基相胺残基相连连 O-连连接：接：则则是糖是糖链链与与肽链肽链中的中的丝丝氨酸或氨酸或苏苏氨酸残基相氨酸残基相连连70ABO 血型抗原血型抗原712.3 质质膜的分子膜的分子结结构构3.3.1 STRUCTURE MODELS（结结构模型）构模型）1890s,E.Overton 发现发现了脂溶性物了脂溶性物质质容易透容易透过细过细胞胞,提出了提出了脂肪脂肪栅栅的膜的膜结结构构设设想。想。1925年年,荷荷兰兰的两位科学家的两位科学家E.Gorter和和F.Grendel根据根据对红细对红细胞的研究，提出胞的研究，提出质质膜的膜的脂脂双双层层(lipid bilayer)结结构。构。72流流动镶动镶嵌模型嵌模型(fluid mosaic model)1972年，由年，由Singer Nicolson 所提出。所提出。膜的双分子膜的双分子层层具有液晶具有液晶态态的特性的特性,它既具有晶体的分子排列的有序性它既具有晶体的分子排列的有序性,又有液体的流又有液体的流动动性性球形膜蛋白分子以各种球形膜蛋白分子以各种镶镶嵌形式与脂双分子嵌形式与脂双分子层层相相结结合合,有的附在内外表面有的附在内外表面,有的全部或部有的全部或部分嵌入膜中分嵌入膜中,有的有的贯贯穿膜的全穿膜的全层层,这这些大多是功能蛋白。些大多是功能蛋白。糖糖类类附在膜的外表面附在膜的外表面,与膜与膜层层的脂的脂质质、蛋白、蛋白质质的的亲亲水端水端结结合合,构成糖脂和糖蛋白。构成糖脂和糖蛋白。73流流动镶动镶嵌模型嵌模型74膜膜不不对对称性的表称性的表现现The Asymmetry of Membrane Lipids脂双脂双层层两小叶（两小叶（leaflet）中分布的各）中分布的各类类脂的含量不同。例如在脂的含量不同。例如在红细红细胞膜中：胞膜中：外外层层含鞘磷脂、磷脂含鞘磷脂、磷脂酰酰胆碱胆碱较较多；多；内内层层含磷脂含磷脂酰酰乙醇胺、磷脂乙醇胺、磷脂酰丝酰丝氨酸氨酸较较多。多。2.3.2 Membrane asymmetry （膜不（膜不对对称性）称性）75膜脂的不膜脂的不对对称分布称分布76膜流膜流动动性的研究方法性的研究方法Mouse and human cells fusion （人、鼠（人、鼠细细胞融合）胞融合）1970年，年，Larry Frye和和Michael Edidin 进进行了鼠、人行了鼠、人细细胞融合胞融合实验实验，令人信服地，令人信服地证证明膜明膜的流的流动动性。性。77鼠人鼠人细细胞融合胞融合实验实验?78 光脱色光脱色荧荧光恢复技光恢复技术术79膜脂的运膜脂的运动动方式方式80 膜蛋白的运膜蛋白的运动动方式主要是方式主要是侧侧向向扩扩散和旋散和旋转扩转扩散散,没有翻没有翻转转活活动动。81 膜流膜流动动性的意性的意义义 酶酶活性活性 物物质质运运输输 信号信号转导转导 细细胞周期胞周期 在在M期期,膜的流膜的流动动性最大性最大,而而 在在G1期和期和S期期,膜流膜流动动性最低；性最低；能量能量转换转换82 影响流影响流动动性的因素性的因素 脂肪酸脂肪酸链链的影响的影响 膜脂肪酸膜脂肪酸链对链对流流动动性的影响主要是不性的影响主要是不饱饱和程度和和程度和链链的的长长短：短：83 胆固醇的影响胆固醇的影响在相在相变变温度以上温度以上,它可使磷脂分子它可使磷脂分子 的脂的脂酰链酰链末端的运末端的运动动减小减小,即限制即限制 膜的流膜的流动动性。性。在相在相变变温度以下温度以下,可增加脂可增加脂类类分子分子 脂脂酰链酰链的运的运动动,这样这样可以增可以增强强膜的膜的 流流动动性。性。84胆固醇胆固醇对对流流动动性的影响性的影响852.4 物物质质的被的被动动运运输输被被动动运运输输特点特点顺浓顺浓度梯度度梯度不消耗不消耗ATP根据需不需要膜蛋白的帮助根据需不需要膜蛋白的帮助,被被动动运运输输又可分又可分为为:自由自由扩扩散散帮助帮助扩扩散。散。862.4.1 扩扩散与渗透散与渗透872.4.2 自由自由扩扩散及限制因素散及限制因素 自由自由扩扩散散(Free diffusion)又又称称简简单单扩扩散散(simple diffusion)。它它不不要要膜膜蛋蛋白白的的帮帮助助,也也不不消消耗耗ATP,仅仅靠靠膜膜两两侧侧保保持持一一定定的的浓浓度差度差,通通过过通透通透发发生的物生的物质质运运输输。88限制因素限制因素脂溶性脂溶性 细细胞胞质质膜的通透性具有膜的通透性具有选择选择性。性。大小：大小：质质膜的通透性孔径不会大于膜的通透性孔径不会大于0.5-1.0nm，能，能够扩够扩散的最小分子是水分子。散的最小分子是水分子。极性极性 极极性性物物质质通通常常同同水水结结合合形形成成一一个个水水合合的的外外壳壳，这这不不仅仅增增加加了了它它们们的的分分子子体体积积，同同时时也也大大大降低了脂溶性。大降低了脂溶性。89水水分分子子不不溶溶于于脂脂,并并具具有有极极性性,理理应应不不能能自自由由通通过过质质膜膜,但但实实际际却却是是很很容容易易通通过过膜膜。原因是原因是:具有水孔蛋白（具有水孔蛋白（aquaporins）902.4.3 易化易化扩扩散及特点散及特点易化易化扩扩散散(Facilitated diffusion)又称又称:促促进扩进扩散散易化易化扩扩散的特点散的特点速度快，要比自由速度快，要比自由扩扩散快几个数量散快几个数量级级；自由自由扩扩散的速率与溶散的速率与溶质质的的浓浓度成正比，度成正比，而膜蛋白促而膜蛋白促进进的运的运输输可以达到最大可以达到最大值值；具有特异性具有特异性;运运输输作用受抑制作用受抑制剂剂的抑制。的抑制。912.4.4 Transport proteins （运（运输输蛋白）蛋白）通道蛋白通道蛋白(Channel proteins)目前目前发现发现的通道蛋白已有的通道蛋白已有50多种，主要是离子通道多种，主要是离子通道(ion channels)。通道蛋白又叫通道蛋白又叫门门控通道控通道(gated channels)，是通道蛋白，是通道蛋白进进行的行的间间断开放通道。断开放通道。92Typical gated channels 93载载体蛋白体蛋白(Carrier proteins)概念概念:特点特点:特异性特异性 载载体蛋白既参与被体蛋白既参与被动动的物的物质质运运输输，也参与主，也参与主动动的物的物质质运运输输。94Carrier proteins95谢谢观赏谢谢观赏