精讲03 第3章 细胞质膜-【竞赛帮】全国高中生物竞赛之《细胞生物学》名师精讲课件

高中生物竞赛 《细胞生物学》第5版 丁明孝、王喜忠、张传茂、陈建国 3/16，细胞质膜 3/16.细胞质膜 细胞质膜 （plasma membrane ）：细胞与其外部环境之间的生物膜，构成细胞的界膜和选择性渗透屏障。质膜在物质运输、能量转换和信息传递过程中起着重要作用。 生物膜（biomembrane）：细胞质膜和细胞内的膜系统统称为生物膜。 质膜表面寡糖链形成细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）。 质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。 细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 3.1.1 细胞质膜的结构模型 1.发现历程 （1）摄于20世纪50年代末 By Robertson 血影（ghost） 哺乳动物的血红细胞 红细胞质膜 体外培养的肌细胞 示质膜和肌质网膜 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 （2）E.Overton 1895年发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测：细胞膜由连续的脂类物质组成。 3.1.1 细胞质膜的结构模型 （3）1925 年，E. Gorter 和F. Grendel 用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测细胞膜由双层脂分子组成。 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 5 三明治模型 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 （4）J.Danielli & H.Davson 1935发现质膜的表面张力比油一水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质。1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 （5）J.D.Robertson 1959用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm。 单位膜提出了生物膜的共性。 单位膜无法解释： 膜结构不断的发生动态变化； 各种膜没有一成不变的统一性； 各种膜均具有各自的特定厚度（5-10nm）； 提取膜蛋白的难易程度不同； 各种膜的蛋白质与脂类的成分比率不同等。 （6）1972年，Singer 和Nicolson 流动镶嵌模型 A：流动镶嵌模型示意图 B：生物膜结构示意图 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 （6）1972年，Singer 和Nicolson 流动镶嵌模型 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 ①细胞膜由流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质组成。 ②磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架。 ③蛋白质或嵌在脂双层表面，或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，表现出分布的不对称性。 （7）1988年，Simons 脂筏模型 ①胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏” ②载着执行特定生物学功能膜蛋白 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 1.发现历程 3.1.1 细胞质膜的结构模型 磷脂酰胆碱筏（橙色）从二羟基磷脂酰胆碱背景（黑色）突出云母支撑的脂质双层。 细胞质膜的脂筏模型示意图 10 变形虫吞噬草履虫 磷脂分子在水相中具有自发封闭的性质； 蛋白质分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面； 生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液； 细胞生命活动中，生物膜处于不断的动态变化中。 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 2.目前对生物膜结构的认识 3.1.1 细胞质膜的结构模型 三明治模型 单位膜模型 流动镶嵌模型 脂筏模型 3/16.细胞质膜 3.1.细胞质膜的结构模型与基本成分 2.目前对生物膜结构的认识 3.1.1 细胞质膜的结构模型 图3-5 病毒出芽过程中细胞质膜的动态变化 电镜图片显示了凸凹不平的脂双层细胞质膜以及SbV以出芽的方式在宿主细胞质膜上的组装和释放的过程。（梁凤霞博士惠赠） 图3-4 扫描电镜显示豚鼠耳蜗毛细胞表面的纤毛 细胞质膜弯曲、延伸构成的纤毛