1、第四章第四章 细胞膜及物质的跨膜运输细胞膜及物质的跨膜运输第一节第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性细胞膜的化学组成与生物学特性第二节第二节 小分子物质和离子的穿膜运输小分子物质和离子的穿膜运输第三节第三节 大分子和颗粒物质的跨膜运输大分子和颗粒物质的跨膜运输第四节第四节 细胞膜异常与疾病细胞膜异常与疾病本章主要内容本章主要内容本章总的目的要求本章总的目的要求v掌握掌握细胞膜的化学组成、生物学特性、分子细胞膜的化学组成、生物学特性、分子结构模型;小分子和离子穿膜运输的主要方结构模型;小分子和离子穿膜运输的主要方式与区别。式与区别。v理解理解大分子和颗粒物质的跨膜运输。大分子和颗粒物质的跨膜运输
2、。v了解了解细胞膜异常与疾病细胞膜异常与疾病细胞膜细胞膜(cell membranecell membrane):是包围在细胞质外):是包围在细胞质外 周的一层界膜,又称质膜。周的一层界膜,又称质膜。生物膜生物膜:细胞质膜和细胞内膜统称为生物膜。:细胞质膜和细胞内膜统称为生物膜。单位膜单位膜(unit membraneunit membrane):电镜下,生物膜呈):电镜下,生物膜呈 现的现的“暗暗-明明-暗暗”的三层结构,叫单位膜的三层结构,叫单位膜 第一节第一节细胞膜的化学组成与生物学特性细胞膜的化学组成与生物学特性v细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成v细胞膜的特性细胞膜的特性v细胞膜的分子
3、结构模型细胞膜的分子结构模型一、一、细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成磷脂磷脂脂类脂类50%50%胆固醇胆固醇糖脂糖脂蛋白质蛋白质40%-50%40%-50%外周蛋白外周蛋白(外在蛋白外在蛋白)镶嵌蛋白镶嵌蛋白(内在蛋白内在蛋白)糖类糖类1%-10%1%-10%包括:磷脂、胆固醇和糖脂包括:磷脂、胆固醇和糖脂双亲性分子双亲性分子:具有一个亲水的:具有一个亲水的头部和一个疏水的尾部。头部和一个疏水的尾部。(一一)膜脂膜脂甘油磷脂甘油磷脂:卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑:卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑磷脂(磷脂酰乙醇胺)、磷脂酰丝氨酸、磷脂(磷脂酰乙醇胺)、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂鞘磷脂:神经酰胺和鞘氨醇结合物:神
4、经酰胺和鞘氨醇结合物1、磷脂、磷脂磷脂分子的结构:磷脂分子的结构:头部为磷酸和胆碱组成,不同磷脂头部的大小、形状头部为磷酸和胆碱组成,不同磷脂头部的大小、形状和所带电荷不同,与其和蛋白质的结合有关;和所带电荷不同,与其和蛋白质的结合有关;尾部为长短不一的碳氢链(一般含尾部为长短不一的碳氢链(一般含14-2414-24个碳原子),个碳原子),烃链的长短和不饱和程度,可影响膜的流动性。烃链的长短和不饱和程度,可影响膜的流动性。膜质分子在水环膜质分子在水环境中,其特点决境中,其特点决定了它们聚拢成定了它们聚拢成双分子层后,其双分子层后,其游离端自动闭合游离端自动闭合形成自我封闭而形成自我封闭而稳定的
5、中空结构,稳定的中空结构,成为成为脂质体脂质体2 2、胆固醇:也是双亲性分、胆固醇:也是双亲性分子子在膜中的排列方式:在膜中的排列方式:3、糖脂:、糖脂:是含有一个或是含有一个或几个糖基的脂类,几个糖基的脂类,不同糖脂分子中的不同糖脂分子中的糖基数量不同,且糖基数量不同,且均位于膜的外叶,均位于膜的外叶,并将糖基暴露于细并将糖基暴露于细胞表面。胞表面。作用:可作为受体,作用:可作为受体,与细胞识别及信息与细胞识别及信息传导有关。传导有关。(二)膜蛋白:执行膜的多种重要功能(二)膜蛋白:执行膜的多种重要功能v内在膜蛋白内在膜蛋白(整合膜蛋白):(整合膜蛋白):70%-80%;主体穿过脂双层。主体
6、穿过脂双层。、v外周蛋白外周蛋白或外在蛋白:或外在蛋白:20%-30%,位于表面,位于表面,通过非共价键与膜内在蛋白亲水部相连。通过非共价键与膜内在蛋白亲水部相连。、v脂锚定蛋白脂锚定蛋白:以共价键与脂分子结合:以共价键与脂分子结合、图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合
7、方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋
8、白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白 图4-11 蛋白与膜的结合方式、整合蛋白;、脂锚定蛋白;、外周蛋白(三)膜糖类:(三)膜糖类:主要有半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖主要有半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖胺和唾液酸。胺、葡萄糖、葡萄糖胺和唾液酸。二、生物膜的特性二、生物膜的特性(一)生物膜的流动性(一)生物膜的流动性(fluidityfluidity)相变相变:温度变化使生物膜液晶态和晶态之间的变:温度变化使生物膜液晶态和晶态之间的变化;化;相变温度相变温度:引起相变的温度称为相变温度。:引起相变的温度称为相变温度。左右摆动左右摆动 旋转运动旋转运动 侧向运动
9、侧向运动 翻转运动翻转运动1 1、膜脂分子的运动(流动性):、膜脂分子的运动(流动性):2 2、膜蛋白的分子运动:侧向运动和旋转、膜蛋白的分子运动:侧向运动和旋转侧向运动侧向运动:人、鼠细胞人、鼠细胞融合实验融合实验膜蛋白流动的区域性膜蛋白流动的区域性温度温度磷脂的种类(碳氢链的不饱和程度、碳氢链的磷脂的种类(碳氢链的不饱和程度、碳氢链的 长度)长度)胆固醇胆固醇蛋白质:含量愈多,流动性愈小蛋白质:含量愈多,流动性愈小3 3、影响运动的因素、影响运动的因素胆固醇对膜流动性的作用:胆固醇对膜流动性的作用:降低了膜的流动性;降低了膜的流动性;相变温度降低,防止低温时膜流动性的相变温度降低,防止低温
10、时膜流动性的突然降低。突然降低。(二)(二)生物膜的不对称性生物膜的不对称性(1 1)膜脂分布的不对称性)膜脂分布的不对称性(2 2)膜蛋白分布的不对称性)膜蛋白分布的不对称性 SMSM:鞘磷脂;:鞘磷脂;PCPC卵磷脂;卵磷脂;PSPS磷脂酰丝氨酸;磷脂酰丝氨酸;PEPE:磷脂酰乙醇胺;:磷脂酰乙醇胺;PIPI:磷脂酰肌醇;:磷脂酰肌醇;CICI:胆固醇:胆固醇 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结
11、构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 图4-14 质膜的的结构模型 19251925年,荷兰的年,荷兰的GorterGorter和和GrendelGrendel,红细胞膜,红细胞膜的研究。结论:脂质分子排成双层的研究。结论:脂质分子排成双层
12、19351935,DanielliDanielli和和DavsonDavson提出夹层学说提出夹层学说三、细胞膜的分子结构模型三、细胞膜的分子结构模型(一)夹层学说(一)夹层学说(二)单位膜模型二)单位膜模型19591959年,年,RobertsonRobertson,电镜结构:暗电镜结构:暗-明明-暗三暗三层结构。层结构。(三)流动镶嵌模型(三)流动镶嵌模型 :19721972年,年,SingerSinger和和NicolsonNicolson建立建立该模型要点:该模型要点:以磷脂双分子层作为膜的基本结构骨架;以磷脂双分子层作为膜的基本结构骨架;蛋白质分子以不同程度镶嵌脂质中双层或附蛋白质分
13、子以不同程度镶嵌脂质中双层或附着于脂质双层表面;着于脂质双层表面;膜的内外侧是不对称的;膜的内外侧是不对称的;膜具有流动性膜具有流动性(四)晶格镶嵌模型(四)晶格镶嵌模型19751975,WallachWallach提出了晶格镶嵌模型;提出了晶格镶嵌模型;生物膜中的脂质在可逆的进行无序(液态)和有序生物膜中的脂质在可逆的进行无序(液态)和有序(晶态)的相变。(晶态)的相变。(五)板块模型(五)板块模型 19771977,JainJain和和WhiteWhite,在流动的脂类双分子层中在流动的脂类双分子层中存在着许多大小不同、能独立移动的脂质区(有存在着许多大小不同、能独立移动的脂质区(有序结构
14、的板块),在这些有序结构的板块之间有序结构的板块),在这些有序结构的板块之间有流动的脂质区(无序的结构板块)分布,二者处流动的脂质区(无序的结构板块)分布,二者处于一种连续的动态平衡之中。于一种连续的动态平衡之中。v据据估估计计细细胞胞膜膜上上与与物物质质转转运运有有关关的的蛋蛋白白占占核核基基因因编编码码蛋蛋白白的的1530%1530%,细细胞胞用用在在物物质质转转运运方方面面的的能能量量达达细细胞胞总总消消耗耗能能量量的的2/32/3。v细细胞胞膜膜上上存存在在两两类类主主要要的的转转运运蛋蛋白白,即即:载载体体蛋蛋白白(carrier carrier proteinprotein)和通道
15、蛋白()和通道蛋白(channel proteinchannel protein)。)。载载体体蛋蛋白白又又称称做做载载体体(carriercarrier)、通通透透酶酶(permeasepermease)和和转转运运器器(transportertransporter),有有的的需需要要能能量量驱驱动动,有有的的则则不需要能量。不需要能量。通通道道蛋蛋白白能能形形成成亲亲水水的的通通道道,允允许许特特定定的的溶溶质质通通过过,所所有有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。第二节小分子物质的跨膜运输第二节小分子物质的跨膜运输一、单纯扩散一、单纯扩散单单纯纯扩扩散
16、散:一一些些物物质质不不需需要要膜膜蛋蛋白白的的帮帮助助,能能顺顺浓浓度度梯梯度度自自由由扩扩散散,通通过过膜膜的的脂脂双双层层这这种种跨跨膜膜的的运运输输形形式式,称为单纯扩散。称为单纯扩散。分分子子量量小小的的脂脂溶溶性性强强的的非非极极性性分分子子能能迅迅速速的的通通过过脂脂双双层膜,如,层膜,如,COCO2 2、O O2 2 和乙醇、尿素、乙醚等。和乙醇、尿素、乙醚等。v人工膜对各类物质的通透率人工膜对各类物质的通透率:v脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;v非非极极性性分分子子比比极极性性容容易易透透过过,极极性性不不带带电电荷荷小
17、小分分子子,如如H H2 2O O、NH3NH3等可以透过人工脂双层,但速度较慢;等可以透过人工脂双层,但速度较慢;v小小分分子子比比大大分分子子容容易易透透过过;分分子子量量略略大大一一点点的的葡葡萄萄糖糖、蔗糖则很难透过;蔗糖则很难透过;v人工膜对带电荷的物质,如各类离子是高度不通透的。人工膜对带电荷的物质,如各类离子是高度不通透的。单纯扩散的物质单纯扩散的物质二、被动运输(二、被动运输(passive transportpassive transport)被动运输:也称易化扩散被动运输:也称易化扩散(facilitated diffutsion)(facilitated diffutsi
18、on),在介导蛋白的帮助下,使物质顺浓度或电化学梯度,在介导蛋白的帮助下,使物质顺浓度或电化学梯度跨膜运输,且不消耗能量,这种运输方式也称为协助跨膜运输,且不消耗能量,这种运输方式也称为协助扩散。扩散。载体蛋白载体蛋白载体蛋白(载体蛋白(carrier proteincarrier protein):能与特异性的):能与特异性的分子结合,然后通过其自身构象的变化而允许分子结合,然后通过其自身构象的变化而允许该分子进行跨膜运输的蛋白,叫载体蛋白。载该分子进行跨膜运输的蛋白,叫载体蛋白。载体蛋白既介导被动运输也介导主动运输。体蛋白既介导被动运输也介导主动运输。通道蛋白通道蛋白 通通道道蛋蛋白白(c
19、hannel channel proteinprotein):能能形形成成贯贯穿穿膜膜质质双双层层的的充充水水孔孔道道,使使一一些些特特异异的的物物质质经经过过它它完完成成跨跨膜膜运运输输的蛋白,叫通道蛋白。的蛋白,叫通道蛋白。通道蛋白只介导被动运输。通道蛋白只介导被动运输。通道蛋白运转离子的通道蛋白运转离子的特性特性:运输快;运输快;选择性高;选择性高;有闸门控制有闸门控制类型类型(1)电压闸门离子通道)电压闸门离子通道 (2)配体闸门离子通道)配体闸门离子通道 如:神经肌肉接头就有几种离子通道。如:神经肌肉接头就有几种离子通道。神经肌肉接点由神经肌肉接点由AchAch门控通道开放而出现终板
20、电位时,可使肌细门控通道开放而出现终板电位时,可使肌细胞膜中的电位门胞膜中的电位门Na+Na+通道和通道和K+K+通道相继激活,出现动作电位;引通道相继激活,出现动作电位;引起肌质网起肌质网 Ca2+Ca2+通道打开,通道打开,Ca2+Ca2+进入细胞质,引发肌肉收缩。进入细胞质,引发肌肉收缩。重症肌无力重症肌无力v体内产生了抗乙酰胆碱受体的抗体。体内产生了抗乙酰胆碱受体的抗体。主动运输(主动运输(active transportactive transport):在介导蛋白的帮):在介导蛋白的帮助下,使物质逆浓度梯度或电化学梯度跨膜运输,助下,使物质逆浓度梯度或电化学梯度跨膜运输,且消耗能量
21、,这种运输方式称为主动运输。且消耗能量,这种运输方式称为主动运输。3 3、主动运输(、主动运输(active active transporttransport)主动运输的特点主动运输的特点v逆浓度梯度;逆浓度梯度;v依赖于膜运输蛋白;依赖于膜运输蛋白;v需要代谢能;需要代谢能;v具有选择性和特异性具有选择性和特异性 主动运输的种类主动运输的种类 离子泵:离子泵:直接水解直接水解ATP进行主动运输进行主动运输 协同运输:协同运输:间接消耗间接消耗ATPATP,NaNa+K K+ATPATP酶,又称酶,又称NaNa+K K+泵泵,动物细胞中由,动物细胞中由ATPATP驱动的驱动的将将NaNa输出
22、到细胞外同时将输出到细胞外同时将K K输入到细胞内的运输泵。由输入到细胞内的运输泵。由2 2个大亚个大亚基(基()、)、2 2个小亚基(个小亚基()组成的)组成的4 4聚体。大亚基:多次穿膜的聚体。大亚基:多次穿膜的跨膜蛋白,胞质面具有一个跨膜蛋白,胞质面具有一个ATPATP结合位点、三个高亲和结合位点、三个高亲和Na+Na+接合位接合位点;膜的外表面有两个点;膜的外表面有两个K+K+的结合位点和一个哇巴因(乌本苷)的的结合位点和一个哇巴因(乌本苷)的结合位点。通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与结合位点。通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+Na+、K+K+的亲和力发
23、生变化。的亲和力发生变化。乌苯苷能抑制心肌细胞乌苯苷能抑制心肌细胞Na+-K+Na+-K+泵的活性;从而降低钠钙交换泵的活性;从而降低钠钙交换器效率,使内流钙离子增多,加强心肌收缩,因而具有强心作用。器效率,使内流钙离子增多,加强心肌收缩,因而具有强心作用。Na+K+泵泵v胞内胞内NaNa+低于胞外低于胞外10-2010-20倍倍v胞内胞内K K+高于胞外高于胞外10-2010-20倍倍Na+-K+泵的作用:维持低Na+高K+的细胞内环境;维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;物质吸收;细胞内高K是核糖体合成蛋白质和糖酵解过程中重要酶活动的必要条件;维持细胞的静息电位。H+ATP酶和钙泵酶和钙泵
24、在在质质膜膜或或某某些些细细胞胞器器膜膜上上存存在在的的能能水水解解ATP提提供供能能量量使使H+逆浓度梯度运转的膜蛋白,又称质子泵逆浓度梯度运转的膜蛋白,又称质子泵在溶酶体膜上的质子泵,则保持溶酶体内高酸度环境在溶酶体膜上的质子泵,则保持溶酶体内高酸度环境。胃壁细胞顶部膜上的胃壁细胞顶部膜上的H+ATP酶,能维持胃内容物的酸性。酶,能维持胃内容物的酸性。在线粒体和叶绿体中的质子泵能参与在线粒体和叶绿体中的质子泵能参与ADP合成合成ATP;同向协同运输:运输同向协同运输:运输H+的同时运输的同时运输Cl-,以达电平衡。,以达电平衡。钙泵主要存在于钙泵主要存在于质膜、肌浆网上。质膜、肌浆网上。A
25、cidification of the stomach lumen by parietal cells in the gastric lining.协同运输:协同运输:。一种物质的运输依赖于第二种物质的同时运输;一种物质的运输依赖于第二种物质的同时运输;或或:一一种种物物质质的的运运输输依依赖赖于于第第二二种种物物质质通通过过主主动动运运输输形形成成离子差后,再行顺离子梯度跨膜运输。离子差后,再行顺离子梯度跨膜运输。分为:同向协同运输和反向协同运输分为:同向协同运输和反向协同运输同向协同运输同向协同运输:如:如:Na+顺离子浓度运转的同时伴有葡萄糖顺离子浓度运转的同时伴有葡萄糖或氨基酸的逆浓度
26、梯度运转。或氨基酸的逆浓度梯度运转。逆向协同运输逆向协同运输:Na+Ca2+和和Na+H+(2)逆向协同运输:)逆向协同运输:Na+Ca2+和和Na+H+Na+与葡萄糖的协同运输与葡萄糖的协同运输主动运输与被动运输的比较主动运输与被动运输的比较第三节第三节 大分子和颗粒物质的跨膜运输大分子和颗粒物质的跨膜运输一一、内内吞吞作作用用(endocytosis):又又叫叫入入胞胞作作用用,是是通通过过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。(一一)吞吞 噬噬 作作 用用(phagocytosis):在在摄摄入入颗颗粒粒物物质质时时,细细胞胞部部分分
27、变变形形,使使质质膜膜凹凹陷陷或或形形成成伪伪足足将将颗颗粒粒物物质质包包裹裹摄摄入入细细胞胞。如如:原原生生生生物物的的变变形形虫虫、阿阿米米巴等。巴等。(二)(二)吞饮作用(吞饮作用(pinocytosis):细胞摄入溶质或液体细胞摄入溶质或液体的内吞作用。的内吞作用。溶质接触胞膜溶质接触胞膜 膜下陷膜下陷小窝小窝小泡小泡液相内吞:非特异性细胞吞入细胞外液的方式液相内吞:非特异性细胞吞入细胞外液的方式吸吸附附内内吞吞:先先吸吸附附到到细细胞胞表表面面,后后被被摄摄入入细细胞胞内内。该该方方式式有有一定的特异性,如:阳离子铁蛋白的摄入。一定的特异性,如:阳离子铁蛋白的摄入。(三三)受受 体体
28、 介介 导导 的的 内内 吞吞 作作 用用(receptermediatedendocytosis)概述概述:概念:细胞通过膜上的受体与被摄入的蛋白或化合物结概念:细胞通过膜上的受体与被摄入的蛋白或化合物结合进而将它们运输到细胞内的过程。合进而将它们运输到细胞内的过程。有被小窝(有被小窝(coatedpit):):有被小泡(有被小泡(coatedvesicle):):胎儿摄取抗体的过程胎儿摄取抗体的过程机体清除有害物质的过程机体清除有害物质的过程特异摄取胆固醇的过程特异摄取胆固醇的过程特异摄取胆固醇的过程特异摄取胆固醇的过程LDL的结构:的结构:(低密度脂蛋白,(低密度脂蛋白,lowdensi
29、tylipoprotein):是一种:是一种大的球形颗粒,分子量大的球形颗粒,分子量300万道尔顿。由胆固醇和蛋白质组成。万道尔顿。由胆固醇和蛋白质组成。LDL受体:是一种糖蛋白,由受体:是一种糖蛋白,由839个氨基酸组成,个氨基酸组成,5个结构域,个结构域,N-结构域可识别结构域可识别LDL并与之结合。并与之结合。衣被的化学基础:衣被的化学基础:三三腿腿蛋蛋白白复复合合物物由由三三个个网网格格蛋蛋白白(clathrin)和和三个较小的多肽,另有调节素;三个较小的多肽,另有调节素;有有许许多多三三腿腿复复合合物物构构成成五五边边形形或或六六边边形形的的网网格格样样结结构构,覆覆于于有有被被小小
30、泡泡或或有有被被小小窝窝的的胞胞质质面面,形形成成衣被。衣被。作作用用:提提供供钳钳制制脂脂膜膜的的机机械械粒粒,导导致致有有被被小小窝窝的的下下凹凹;也也有有助助于于捕捕获获膜膜上上的的特特异异受受体体及及与与之之结结合合的被转运分子。的被转运分子。Clathrin 衣被小泡的掐断过程衣被小泡的掐断过程过过程程家族型高胆固醇血症:家族型高胆固醇血症:LDL受体缺陷受体缺陷所致。膜受体引起的疾病所致。膜受体引起的疾病又叫受体病。又叫受体病。常染色体显性遗传疾病,人群发生比例为常染色体显性遗传疾病,人群发生比例为1:500,其特征为低,其特征为低密度脂蛋白(密度脂蛋白(LDL)-胆固醇水平明显升
31、高,常常超过胆固醇水平明显升高,常常超过61毫摩毫摩尔升,尔升,低密度脂蛋白胆固醇不能及时代谢,沉积在血管壁低密度脂蛋白胆固醇不能及时代谢,沉积在血管壁上,逐渐形成动脉硬化。然后,沉积又表现在皮肤上,形成上,逐渐形成动脉硬化。然后,沉积又表现在皮肤上,形成黄色瘤,部分患者关节处开始变形、增大。这使心脏、肝脏黄色瘤,部分患者关节处开始变形、增大。这使心脏、肝脏等各个器官不得不承受较大负荷,因此,引起的动脉硬化可等各个器官不得不承受较大负荷,因此,引起的动脉硬化可引发心绞痛、冠心病、脑梗塞等疾病。引发心绞痛、冠心病、脑梗塞等疾病。机体清除有害物质的过程机体清除有害物质的过程肝细胞肝细胞含半乳糖末端
32、的糖蛋白半乳糖受体含半乳糖末端的糖蛋白经过受体介导的入胞作用进入肝脏细胞被溶酶体清除胎儿血管胚胎卵黄囊衬细胞胎儿摄入抗体的过程胎儿摄入抗体的过程2、外吐作用、外吐作用 概概念念:又又称称出出胞胞作作用用,细细胞胞将将胞胞内内物物质质通通过过膜膜变变形形将将它它们运输到细胞外的过程,是一种内吞作用相反的过程。们运输到细胞外的过程,是一种内吞作用相反的过程。外外吐吐作作用用的的过过程程:形形成成;移移位位;入入坞坞;融融合合;外吐。外吐。细胞分泌的形式:细胞分泌的形式:固有分泌固有分泌 (constitutive pathway of constitutive pathway of secreti
33、onsecretion):指新合成的分子在高尔基复合体装入):指新合成的分子在高尔基复合体装入转运小泡,随即很快被带到质膜,并持续不断的被细转运小泡,随即很快被带到质膜,并持续不断的被细胞分泌出去的运输方式。胞分泌出去的运输方式。受调分泌受调分泌(regulated pathway of secretionregulated pathway of secretion):):指细胞内大分子合成后被储存在特殊的小泡如分泌颗指细胞内大分子合成后被储存在特殊的小泡如分泌颗粒,只有当细胞接受外界信号物质的作用时,引起细粒,只有当细胞接受外界信号物质的作用时,引起细胞内一系列生化改变,如胞内一系列生化改变
34、,如CaCa2+2+浓度升高等,分泌颗粒浓度升高等,分泌颗粒才与质膜融合,发生外吐的运输方式。才与质膜融合,发生外吐的运输方式。三、质膜的循环三、质膜的循环:一一定定数数量量的的质质膜膜经经内内吞吞被被减减少少,就就会会有有相相应应数数量量经经外外吐吐过过程程得得以以补补充充,以以保保持持细细胞胞质膜面积的恒定。质膜面积的恒定。四、质膜的运动四、质膜的运动:经内吞与外吐作用完成。经内吞与外吐作用完成。一、细胞连结一、细胞连结第四节质膜的特化结构和功能第四节质膜的特化结构和功能 存在于脊椎动物的上皮细胞间,长度约50-400nm,相邻细胞之间的质膜紧密结合,没有缝隙。在电镜下可以看到连接区域具有
35、蛋白质形成的焊接线网络,焊接线也称嵴线,封闭了细胞与细胞之间的空隙。上皮细胞层对小分子的透性与嵴线的数量有关,有些紧密连接甚至连水分子都不能透过。紧密连接的焊接线由跨膜蛋白构成,紧密连接的主要作用:是封闭相邻细胞间的接缝,防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内,从而保证了机体内环境的相对稳定如消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血管内皮。(一)紧密连接(一)紧密连接(二)锚定连接(桥粒)(三)缝隙连接二、细胞表面及其特化结构v细胞表面:包围在细胞质外层的一个复合的结构体系和功能体系。包括细胞膜、细胞外被、胞质溶胶、细胞连接及表面特化结构。v细胞表面的特化结构如:膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等等
36、,分别与细胞形态的维持、细胞运动、细胞的物质交换等功能有关。1、细胞外被v动动物物细细胞胞表表面面的的一一层层富富含含糖糖类类物物质质的的结结构构,称称为为细细胞胞外外被被或或糖糖萼萼。在在电电镜镜下下可可显显示示厚厚约约1020nm1020nm的的结结构构,边边界界不甚明确。不甚明确。v作用:保护,细胞通信,并与细胞表面的抗原性有关。作用:保护,细胞通信,并与细胞表面的抗原性有关。红红细细胞胞质质膜膜上上的的糖糖鞘鞘脂脂是是AB0AB0血血型型系系统统的的血血型型抗抗原原,糖糖链链结结构构基基本本相相同同,只只是是糖糖链链末末端端的的糖糖基基有有所所不不同同。A A型型血血的的糖糖链链末末端
37、端为为N-N-乙乙酰酰半半乳乳糖糖;B B型型血血为为半半乳乳糖糖;O O型血则缺少这两种糖基。型血则缺少这两种糖基。Simplified diagram of the cell coat(glycocalyx)2、胞质溶胶(膜骨架)、胞质溶胶(膜骨架)v膜骨架是质膜下纤维蛋白组成的网架结构;位于细胞质膜下约0.2m厚的溶胶层。v作用:维持质膜的形状和运动。v成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统,是研究膜骨架的理想材料。3、质膜的特化结构v质质膜膜常常带带有有许许多多特特化化的的附附属属结结构构。如如:微微绒绒毛毛、褶褶皱皱、纤纤毛毛、鞭鞭毛毛等等等等,这这些些特特化化结结构构在在细细胞胞执执行行特特定定功功能能方方面面具具有有重重要要作作用用。由由于于其其结结构构细细微微,多多数数只只能能在在电电镜镜下下观察到。观察到。微微绒绒毛毛小鼠肾曲管上皮细胞微绒毛,冰冻蚀刻小鼠肾曲管上皮细胞微绒毛,冰冻蚀刻皱褶皱褶(ruffle)细胞表面的扁形突起,也称为片足(lamellipodia)。在巨噬细胞的表面上,普遍存在着皱褶结构,与吞噬颗粒物质有关。纤纤毛和毛和鞭鞭毛毛