第三章细胞质膜思维导图

U285315076

2024-12-14

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生物质膜

特征功能

结构模型

细胞质膜的结构，成分，特征相关内容讲解

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思维导图大纲

第一节细胞质膜的结构模型与基本成分

一、细胞质膜的结构模型

1、细胞质膜：指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质、和糖类组成的生物膜

2、细胞内膜系统与细胞质膜系统统称为生物膜，它们具有共同的结构特征

3、三明治模型和生物膜的流动镶嵌模型

4、生物膜结构

磷脂分子是生物膜的主要结构组织者

蛋白质分子是生物膜功能的主要体现者

生物膜可以看成是蛋白质在脂双分子层中的二维溶液

在细胞的生命活动中，生物膜不断地发生着动态变化

二、细胞膜的化学组成

1、由脂类、蛋白质、糖类三种物质组成

脂类：构成膜的基本结构，形成水溶性分子相对不通透的屏障。

蛋白质：以不同形式与脂类结合，是膜的功能主体。

糖类：多分布于膜外表面，通过共价键与膜的某些脂类或蛋白质分子结合形成糖脂或糖蛋白。

2、膜脂构成细胞膜的细胞骨架

磷脂

甘油磷脂（主要在内质网合成）

磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine,PC）卵磷脂

磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine,PE）脑磷脂

磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine）,PS

磷脂酰肌醇（phosphatidylinosital），PI

鞘磷脂

是细胞膜上唯一不以甘油为框架的磷脂

在神经元细胞膜中含量较多，主要在高尔基复合体生成

鞘磷脂形成的脂双层的厚度较甘油磷脂的厚度更大

固醇

两亲性分子，分子小，散布在磷脂分子之间。

其亲水的头部为一个羟基，是一种分子刚性很强的两性化合物

对调节膜的流动性、加强膜的稳定性具有重要作用。

糖脂

亲水脂分子，由脂类和寡糖构成；含糖而不含磷酸，由一个或多个糖残基与鞘氨醇的羟基结合；普遍存在于原核和真核细胞膜表面

动物细胞膜的糖脂几乎都是鞘氨醇的衍生物，结构似鞘磷脂，称为鞘糖脂

糖脂结构变化复杂，神经节苷脂是神经元细胞膜中的特征性成分

膜蛋白赋予各种生物膜形式不同的生理功能

以多种方式与脂双分子层结合

细胞膜的不同特性和功能是由与细胞膜相结合的膜蛋白决定的；功能越复杂的膜其蛋白质含量越高

结合方式不同，可分为三种基本类型

内在膜蛋白或整合膜蛋白

非水溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，需用去垢剂才能从膜上洗涤下来

外在膜蛋白或周边蛋白

比较松散的不插入脂双层的蛋白质，分布于脂膜的胞质侧或胞外侧。水溶性蛋白，与膜非共价键形式结合，较弱

改变溶液的离子浓度或pH，干扰了蛋白质之间的作用，即可分离该类蛋白

脂锚定蛋白或脂连接蛋白

可位于膜的两侧，以共价键与膜双层内的脂分子结合

第二节生物质膜基本特征与功能

一、膜的流动性

膜脂的流动性

膜的流动性是生物膜的基本特征之一，也是细胞进行生命活动的必要条件。

主要是侧向运动：脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大

温度对膜脂的运动有明显的影响

膜脂的相变温度是由组成生物膜的各种脂分子的相变温度决定的。低于相变温度，膜脂的流动性会骤然降低

在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用

膜骨架对膜流动性同样具有影响作用

膜蛋白的流动性

二、膜的不对称性

细胞质膜各膜面的名称

ES：质膜的细胞外表面

PS：质膜的原生质表面

EF：质膜的细胞外小叶断裂面

PF：原生质小叶断裂面

膜脂的不对称性

糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础

无论在任何情况下，糖脂和糖蛋白只分布于细胞质膜的外表面，这些成分可能是细胞表面受体，并且与细胞的抗原性有关

脂质双分子层中，各层所含的磷脂种类有明显不同

膜蛋白的不对称性

膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性和分布的区域性；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证

跨膜蛋白跨越脂质双分子层有一定方向性

糖蛋白残基均分布在质膜的ES面

某些膜蛋白只有在特定膜脂存在时才能发挥其功能

三、细胞质膜相关的膜骨架

膜骨架

指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能

红细胞的生物学特性

血影

红细胞经低渗处理破裂后，释放出内容物，留下一个保持原型的空壳

膜骨架赋予红细胞质膜既有很好的弹性又具有较高强度

红细胞质膜蛋白及膜骨架

红细胞质膜蛋白

血影蛋白

有结构相似的α链、β链组成异二聚体，两个二聚体头与头相接连形成四聚体

带3蛋白

通过交换氯离子，使碳酸氢根进入红细胞，阴离子运输的载体。为二聚体，每个单体跨膜12-14次

锚蛋白

与血影蛋白和带3蛋白的胞质部相连，将血影蛋白网络连接到质膜上

血型糖蛋白

单次跨膜糖蛋白，功能尚不明确，与带4.1蛋白相连

膜骨架的构成

血影蛋白四聚体游离端与短肌动蛋白纤维（约13~15单体）相连，形成血影蛋白网络。通过两个锚定点固定在质膜下方

通过带4.1蛋白与血型糖蛋白连结

通过锚蛋白与带3蛋白连结

这一骨架系统赋予了红细胞质膜的刚性与韧性，得以几百万次地通过比它直径还小的微血管，动脉，静脉

细胞质膜的基本功能

为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境

选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递

提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传导

为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行

介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接

参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构

膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标

是膜脂的主要成分思维导图模板大纲

1、具有一个与磷酸基团相结合的极性头和两个非极性尾（以甘油为骨架，主要在内质网合成）

2、脂肪酸链为偶数，多数由16个或18个碳原子组成

3、除饱和脂肪酸外，还含有1-2个双链的不饱和脂肪酸

膜脂的运动形式思维导图模板大纲

1、侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置

2、自旋运动：脂膜分子围绕与膜平面垂直的轴快速旋转

3、摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动

4、翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。是在翻转酶的催化下完成

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