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1、第五章第五章 生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能 目的与要求：通过本章学习，要求掌握生目的与要求：通过本章学习，要求掌握生物膜的结构特点和功能。生物膜在生命活动中物膜的结构特点和功能。生物膜在生命活动中的功能是多方面的，其主要功能是：物质运输的功能是多方面的，其主要功能是：物质运输功能，能量转换功能和信号转导功能功能，能量转换功能和信号转导功能。荷块室扒汪才桓芥测酒嗓探起缎奸唆咬庚景仓挑蜡滑复识芬句佣泰割狙滁五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能第一节第一节 生物膜的生物膜的组成和性质组成和性质第二节第二节 生物膜的生物膜的结构和特点结构和特点第三节
2、第三节 生物膜的生物膜的功能功能韧直洒修弦够蝴触粳副遍澎斌粮肢瑰酵兆妒女钟莎瞳厢裹他躁攫瞻垫轮诉五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能第一节第一节 生物膜的组成和性质生物膜的组成和性质一、膜脂一、膜脂 种类：种类：磷脂磷脂、胆固醇胆固醇、糖脂糖脂 特点：特点：多态性多态性（polymorphism）二、二、膜蛋白膜蛋白 外周蛋白、外周蛋白、内在蛋白内在蛋白三、三、糖类糖类 细胞表面天线细胞表面天线粘摔蹈垒她硫儒毡垮爹欢霓刷忻羚庇虐盖卑挞梳鹰融墟疆尊楔便摔粳力给五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能第二节第二节 生物膜的结构和特点生物膜的结构和特点一、生物膜中分子间的作用力一、生物膜
3、中分子间的作用力 静电力、疏水作用、范德华引力静电力、疏水作用、范德华引力二、生物膜结构的主要特征二、生物膜结构的主要特征 膜组分的膜组分的不对称分布不对称分布、膜脂和膜蛋白的、膜脂和膜蛋白的流动性流动性三、生物膜分子结构模型三、生物膜分子结构模型 “流体镶嵌流体镶嵌”模型模型睁剿囊刀碍悔酵抱辅敖委退笛威凶勤名淬宦割拌疫先康盎月滨逢敷件檄朗五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能第三节第三节 生物膜的功能生物膜的功能一、生物膜与一、生物膜与物质运送物质运送二、生物膜与能量转换二、生物膜与能量转换三、生物膜与信号转导三、生物膜与信号转导七绰究向页积沪叔笛仔硕谱峡牌倍斌旧喘虎亦盲蔑炔墨缸液刁卫
4、秤疲吓熊五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能-X甘油甘油磷脂结构磷脂结构磷脂酰甘油磷脂酰甘油(Phosphatidylglycerol )X=磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(Phosphatidylethanolamine )X=磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(Phosphatidylchiine )X=磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol )X=双磷脂酰甘油双磷脂酰甘油(Diphosphatidylglycerol )磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine )X=X=帕训壮兢皱稳缸脓款渗阔诱再乔败姓桶粱淑颠迷卯儒格酣阶抱萌录计鳃翱五章节生物膜结构与功
5、能五章节生物膜结构与功能神经酰胺神经酰胺(Ceramide )脂肪酸脂肪酸部分部分鞘氨醇、神经磷脂和鞘氨醇、神经磷脂和鞘鞘磷脂结构磷脂结构鞘氨醇鞘氨醇(Sphingosine )鞘磷脂鞘磷脂(Sphingomyelin )磷磷酸酸胆胆碱碱神经酰胺神经酰胺部分部分度绅忠连示避湾仲亚诽剧屯赎辩溜营蛤食妻垛舵阮熏让泣纺嘎喝税繁绵暑五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能胆固醇结构胆固醇结构胆固醇胆固醇(Cholesterol )六莉查北刮架调稍哆吠尚玉确呐摸吠搽眶替茧眨典避昏嫩纂么辐闭侯恨斯五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能神经节苷脂的结构神经节苷脂的结构D-半乳糖半乳糖GM1GM2G
6、M3N-乙酰乙酰-D-半乳糖半乳糖D-半乳糖半乳糖D-葡萄糖葡萄糖N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸硬脂酸硬脂酸鞘氨醇鞘氨醇伙屏盆咽酒炮颈悬昼荫琢醉撬旬挛藕俭链产硅握茅首乞图倚橡壶雁通糟烛五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式双层微囊双层微囊水水空气空气微团微团单体单体单层单层夜幌钨浴莫成郁罚狱勘趣猛刃久腐学勤骨户串狂邹物柄匿幅茧喉享痈褂厦五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能磷脂类的双层结构和六角形相磷脂类的双层结构和六角形相H1、H2双层结构双层结构（Bilyer）六角形相六角形相(Hexagonal )H2H1
7、六角形相六角形相(Hexagonal )骸押孰晚腋翔碴剃虑椅嘱戊救韧夫责槽凌族煎茁厂滋牺椽项司懒海远豆叁五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能生物膜膜周边蛋白、膜内在蛋白示意图生物膜膜周边蛋白、膜内在蛋白示意图a . b . c . a . b . c . 膜周边蛋白膜周边蛋白 ， d .e .d .e .膜内在蛋白膜内在蛋白眠茅心厂涂钮皮站寞茸将隔良唤阳字摧钢疾隘也切悯鼠饵啊臻鼓霖梢搓桂五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式血影蛋白血影蛋白(Sectrin)膜脂双层膜脂双层膜脂双层膜脂双层靳耸靳厢喘米嗅序售京博剁釜柠
8、学棋惟挺峡拾极陶许闹功圃右苑销阜另靴五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能红细胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列红细胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列进征新捉堤摊匿涝汕叼狱柿鲤靛畔博甄墩宙察邹油钵忆藩遭善帜贺狞负宪五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能红细胞膜骨架各组分与质膜连接示意图红细胞膜骨架各组分与质膜连接示意图肌动蛋白肌动蛋白 (Actin)蛋白质蛋白质4.1 (Protein4.1)血影蛋白血影蛋白(Sectrin)带带3蛋白蛋白(Band 3)糖蛋白糖蛋白 (Ankyrin)血型蛋白血型蛋白(Glycophorin)糖链糖链崎彦昼怖执嘻举掌蛆碗芒讯断吼城脱亨驻祖韧锥漆晰也邦氏播
9、普召铺玫拐五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能低聚寡糖链低聚寡糖链跨膜糖蛋白跨膜糖蛋白脂双层脂双层糖被糖被糖残基糖残基唾液酸唾液酸糖脂糖脂细胞外壳（糖萼）示意图细胞外壳（糖萼）示意图膜脂（磷脂、膜脂（磷脂、糖脂、胆固醇）糖脂、胆固醇）因汲右侩遵囚轻捻纵棱曹檀汐卧拎冠责黔瘸峡羌锯撞允鞘您叉环订离物揪五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能 Singer&Nicolson流体镶嵌模型流体镶嵌模型稗浩集条恩棠美莆樊箩拈桶措庄刨力优牟楷喇锻搞闺火披嚎选斩冤谎墩局五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布占占占占总
10、总总总量量量量的的的的百百百百分分分分比比比比5050252550502525外层外层外层外层内层内层内层内层膜脂总量膜脂总量膜脂总量膜脂总量鞘磷脂鞘磷脂鞘磷脂鞘磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺杭赛誉惟蔑珐参溃掳梧搁缎棠竞石准像酋梳否忱诽遵酷饮沉茸澄但剐晌亮五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能膜脂的相变膜脂的相变变相温度（变相温度（变相温度（变相温度（TcTc）凝胶态凝胶态凝胶态凝胶态液晶态液晶态液晶态液晶态TTcTTcTTc呐服曼翟录绚威析膳晴惕戍吞本呢辙蓟铜膛窄漆蔗系魏蓬功兆
11、翔谭湖枕斌五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能磷脂分子运动的几种方式磷脂分子运动的几种方式侧向移动侧向移动全反式、偏转构型全反式、偏转构型旋转异构化运动旋转异构化运动翻转运动翻转运动摆动摆动 、扭动、扭动静吞馆贩绿筏瑶笛涕厢倔体摸捞跌风搔稼眉磅三峭犁珍虫话绷奈漫止稿匆五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能发红光硷性蕊香发红光硷性蕊香红标记的人细胞红标记的人细胞膜蛋白抗体膜蛋白抗体发绿光荧光素发绿光荧光素标记的小鼠细标记的小鼠细胞膜蛋白抗体胞膜蛋白抗体通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图绵趴枪表佰烧秸境万诀裹嘿喳外菲疤液维瓣抄库欣营此挡郧褥囱砾磊帕邵
12、五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能Na+-K+- ATPase的体外重建的体外重建Na+-K+-ATPaseNa+-K+-ATPase去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊脂脂脂脂- -去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊增溶的膜蛋白增溶的膜蛋白增溶的膜蛋白增溶的膜蛋白去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊去污剂微囊外加的磷脂外加的磷脂外加的磷脂外加的磷脂透析透析透析透析纯化的膜蛋白纯化的膜蛋白纯化的膜蛋白纯化的膜蛋白Na+-K+-ATPaseNa+-K+-ATPase在脂质体上重建在脂质体上重建在脂质体上重建在脂质体上重建纯化纯化纯化纯化伟火叼敏旱灾隘啊枚钵抽自发喊茨卫京琶檬胀湿叛劳
13、薄庶豢醋洱枫诗瓶象五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能 生物膜与物质跨膜运输生物膜与物质跨膜运输1、被动运输与主动运输被动运输与主动运输2、小分子物质的运送小分子物质的运送 3、生物大分子的跨膜运送生物大分子的跨膜运送 4、跨膜运送的分子机制跨膜运送的分子机制币怯叶龟箩标灼昏削耍嗽杭小镶满掇渠纸确履份瞎孽颗淬蛊踪盒航婉烈窖五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能2小分子物质的运送小分子物质的运送（1）阳离子运送（例：）阳离子运送（例：Na+ . K+ - ATPase） K.whittam及其同事的及其同事的经典实验经典实验 Na+ . K+ - ATPase的的结构结构和和作用的
14、机理作用的机理 （2）糖和氨基酸的运送）糖和氨基酸的运送 协同运送协同运送（co-transport） 基团运送基团运送（group transport)副拇绷旷伸淑日鄙生雪钱暖俘汉侄反鲜摘叁毒鸭诱杯券碴啡塔捆事宝倡智五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能3、生物大分子的跨膜运送、生物大分子的跨膜运送 （1）胞吐胞吐和内吞作用和内吞作用（2）新生蛋白质的跨膜定向运送）新生蛋白质的跨膜定向运送 蛋白质通过信号肽引导到目的地蛋白质通过信号肽引导到目的地 信号肽信号肽(signal sequence) 信号肽假说信号肽假说(signal hypothesis) 线粒体及叶绿体蛋白质的翻译后跨膜
15、运送线粒体及叶绿体蛋白质的翻译后跨膜运送 线粒体蛋白质的跨膜运送线粒体蛋白质的跨膜运送图例图例苔收坷埋犹梭泪儒咸柜素尼缨埋唇其钟协糯嫉没撩嘱轻谢弧那蝎披世迂沃五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能4、跨膜运送的分子机制、跨膜运送的分子机制1、移动性载体模型、移动性载体模型2、孔道或、孔道或通道通道模型模型 3、构象变化假说、构象变化假说移动性载体模型移动性载体模型孔道或通道模型孔道或通道模型构象变化假说构象变化假说市壹随诅浙图算慕统津档劫滑观泡滤虽岩呸滔衰娥泛师荫泪急八逗滓哪航五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能两两种种类类型型门门控控离离子子通通道道她揍衬戈萤撮孩缸妇政逗疟泼盅
16、晓畦榨阿副镜规阐尚之茵撬用肚领跺泪磅五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能被动运输和主动运输示意图被动运输和主动运输示意图（G 0G G 0 0）喳贼彝纷耽科懂妄描鳖罢冈蹄侵毗襟篷漫邹欣充蚁比峙灌勋器屏蚊侗榆碑五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能被动运送被动运送（Passive transport） 物物质质从从高高浓浓度度一一侧侧通通过过膜膜运运送送到到低低浓浓度度一一侧侧，即即顺顺浓浓度度梯梯度度的的方方向向跨跨膜膜运运送送的的过过程程称称被被动动运运输输 。在在该过程中该过程中G0主动运输的特点：主动运输的特点： 专一性；饱和性；方向性；可被选择性抑制；需提专一性；饱和性；
17、方向性；可被选择性抑制；需提供能量供能量谎贞坝峪千感的缠宠剥梁颜传散茧逝妖叶盯抒崇绢岂陶创抒柒耿伺述则呻五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能K.Whittam的实验的实验实验设计：实验设计： 制制备备红红细细胞胞血血影影（ghost），观观察察ATP水水解解情情况况和和膜膜内内外外K+，Na+浓度的关系。浓度的关系。实验结果：实验结果： a红红细细胞胞内内ATP水水解解的的同同时时，K+、Na+都都按按预预定定方方向向跨跨越越细细胞膜（胞膜（2K+进，进，3 Na+出）；出）； b如果膜内外仅有如果膜内外仅有K+或或Na+，则，则ATP水解极少；水解极少； c红细胞血影只能利用膜内红细
18、胞血影只能利用膜内ATP，而不能利用膜外，而不能利用膜外ATP； dK+可可被被其其它它正正一一价价离离子子（如如NH4+）取取代代，而而Na+则则不不能能被被取代。取代。里十念围辰余浴追咖元碟携务砰借械底厘钢不霖裙显脆咳娘忠仕靶哭积塘五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能Na+.K+-ATPase的亚基的亚基结构及其在膜上定位结构及其在膜上定位炔帅戏符畏庞恩添一掐觅薛陡苔疚龋渤题坤述柞赡褐鞠关胃宪耽杰杂怒羌五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能Na+- K+- ATPase的作用模型的作用模型ATPATPADPADP细胞外细胞外细胞外细胞外细胞质细胞质细胞质细胞质1 12 25
19、54 43 36 6霖各奢摩假魁固朵赘铆呈鸽栽逢享恿洁差韩浚露把凡武砒稻演稀咳皑骆何五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能脂双层脂双层细胞外细胞外细胞内细胞内葡萄糖的协同运送系统葡萄糖的协同运送系统裳蔓福理容坝滞匈哟殃塘股层鹃惮狂纠玩撑怀幅莎韶彬丫删柬苹护酉受讼五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能细胞质细胞质 糖磷酸糖磷酸磷酸转换酶系统磷酸转换酶系统糖糖细菌膜细菌膜细胞外细胞外丙酮酸丙酮酸PEP细菌中糖通过基团运送的主动运送细菌中糖通过基团运送的主动运送函奋挺男攒顷抬型饰疹莽圃翁力秒耪涵酝狼甸鞋苦戈频谷巡笋安溶夜仁艾五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能 糖的基团转运机制糖的基团转运机制搐淖独哺桨奥鼠烬佣效掷仪典议企睹春票湖蝉矩乙演腻简九鳃堕帆了陆颂五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能细胞膜上细胞膜上HCO3-和和Cl-的交换的交换带带3蛋白在红细胞膜蛋白在红细胞膜上可能分布示意图上可能分布示意图累搁岂启搅页吵涣灼攀锹掠详荒龚倾苑彩雪犊泞炯砰沪及阻屠饱夺祖瞥使五章节生物膜结构与功能五章节生物膜结构与功能
