细胞膜结构和功能ppt课件.ppt
第四节 细胞膜,膜性结构：,细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、核膜、溶酶体和过氧化氢体。,非膜性结构：,核糖体、中心体、微管、微丝、核仁、染色质等。,真核细胞的内部结构,体验制备细胞膜的方法,1、原理：,吸水胀破,2、步骤：,（1）选材,人正常红细胞的光镜照片,人部分红细胞已涨破的光镜照片,光学显微镜下的照片,正常的红细胞,圆涨的红细胞,涨破的红细胞,电子显微镜下的照片,思考：,离心、过滤,如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜？,（提示：细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的物质质量不一样）,资料1：1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究，发现:凡是易溶于脂类的物质，也容易穿过膜；反之，不易溶于脂类的物质，也不容易穿过膜。资料2： 1897年，Crigins和Hedin用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。,结论：细胞膜中含有脂质,一、细胞膜的化学组成和分子结构,分析以上资料，可以得出什么结论?,磷脂分子,疏水性尾部,亲水性头部,单个磷脂分子在空气水界面上,空气,资料3：1925年荷兰科学家Gorter和Grendel从细胞膜中提取脂质，在空气-水界面上铺成单层分子， 发现其面积是细胞膜的2倍。 结论：,细胞膜中的磷脂是双层的,电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构图像,科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。,猜想：,细胞膜的组成成分中还含有其它物质,结论：细胞膜的成分中还含有蛋白质。,细胞膜的成分,脂质（磷脂最丰富） 大约占50%蛋白质 大约占40%糖类 大约占2%10%,蛋白质在细胞膜行使功能时起着重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。,生物膜的结构模型示意图,糖类,资料4：1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,绿色荧光染料标记的膜蛋白,细胞融合,红色荧光染料标记的膜蛋白,细胞膜具有流动性。,1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。,磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架,蛋白质分子,镶在磷脂双分子层表面,嵌入磷脂双分子层中,横跨磷脂双分子层,结构特点：具有流动性,二、细胞膜的功能,原始海洋景观,1.将细胞与外界分隔开,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。,细胞膜的特性：,一、膜中各种组分在膜上的分布是不对称的，具体表现在： (1) 膜脂分布的不对称性，脂质双层组成的不对称性。脂类双层的外层往往含有较多的磷脂酰胆碱（也称为卵磷脂），内层含磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）和磷脂酰丝氨酸较多。 在脂类双层的不同区域所含有的脂类种类不完全相同，脂类两个单分子层中所含有的脂类的数量也不相同。 (2) 膜蛋白分布的不对称性： (3) 膜糖分布的不对称性，在质膜上主要分布在膜的外侧。,二、细胞膜的流动性，在正常生理状态下，生物膜处于液晶状态，即半液体和半固体状态。液晶态既具有固体的一定形状，又具有液体的流动性，膜上的脂类和蛋白都可以移动。 (1) 膜蛋白的移动，膜蛋白可在膜上侧向移动，由于分子量较大，移动很慢，又由于膜蛋白受膜外在蛋白和细胞质的细胞骨架的影响，运动的区域有限。 (2) 膜脂的流动，大多数膜脂可在膜上自由的移动，而且移动速度很快，但与蛋白接触的界面脂不能自由移动。 (3) 板块运动（板块模型），具有特定功能的蛋白聚集在一个区域，运动时与周围所吸附的脂类物质一起运动。,细胞膜的流动性受很多因素的影响 脂肪酸种类的影响，含不饱和脂肪酸（亚油酸，亚麻酸）较多，流动性大，含饱和脂肪酸（软脂酸，硬脂酸）较多，流动性变小。 蛋白质含量大流动性变小 胆固醇含量高，流动性变小。 缺少a2+，流动性变大 外界的温度 温度降低温度升高 固态 液晶态 - 液态 流动性变小流动性变大,三、细胞膜的功能,细胞膜有6大功能: 1. 分室作用 把细胞内部与外界环境隔离开，保持细胞内部环境的相对稳定，如、电位、离子强度、物质种类及含量等。 把细胞内部分成许多微小的区域，形成具有特殊内部环境和功能的细胞器，细胞的生命活动才能按室分工，有条不紊的进行。,四、细胞膜的功能,1970年，Frye和Edidin的人-鼠细胞融合实验,2.控制物质进出细胞,营养物质,废物,分泌物,有害物质、病毒、病菌,（控制的相对性）,流感病毒入侵细胞,细胞膜的功能特点：具有选择透过性,2生化反应和能量转换的场所 细胞膜具有巨大的表面积，为细胞的生化反应和能量转换提供了场所。细胞内许多生化反应都在膜上进行的，如膜酶的催化反应、光合作用的能量吸收和转换，呼吸作用的电子传递反应等。,神经细胞之间的联系,高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,3.进行细胞间的信息交流,细胞膜的功能,将细胞与外界环境分开，保证细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞进行细胞之间的信息交流,细胞膜的结构,决定,细胞膜的功能特点：具有选择透过性,三.植物细胞的细胞壁： 成分：纤维素和果胶 功能：支持和保护,细菌细胞壁成分也是纤维素和果胶吗?,不是, 成分为肽聚糖,讨论：,哺乳动物成熟的红细胞,口腔上皮细胞,高等植物细胞,细菌,体验制备细胞膜的方法,请选出符合制备纯净细胞膜的细胞，并说明理由。,细胞核,细胞核,细胞壁,哺乳动物成熟的红细胞,胞吞,胞吐,
