高中生物競(jìng)賽課件 -組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)課時(shí)7-生物膜與膜蛋白

生物膜磷脂雙分子層（脂雙層）構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架甘油磷脂脂分子極性頭對(duì)脂雙層曲度的影響卵磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰膽堿/卵磷脂，PC磷脂酰絲氨酸，PS磷脂酰肌醇，PI磷脂酰乙醇胺，PE二磷脂酰甘油/心磷脂腦磷脂甘油磷脂在生物膜磷脂成分中含量較高鞘磷脂形成的脂雙層厚度較甘油磷脂的厚度大鞘磷脂與甘油磷脂相比，由神經(jīng)鞘氨醇代替了甘油X基團(tuán)通常為膽堿或乙醇胺膽堿乙醇胺強(qiáng)噬熱古菌的細(xì)胞膜在某些區(qū)域?yàn)橹瑔螌咏Y(jié)構(gòu)，構(gòu)成這一部分的磷脂為二甘油四醚，其厚度相當(dāng)于兩層的甘油二醚醚磷脂——一種特殊的甘油磷脂原1號(hào)位和（或）2號(hào)位的酯鍵變成了醚鍵（—C—O—C）一些能生活在惡劣或極端環(huán)境中的古菌，其細(xì)胞膜主要由醚磷脂組成，如強(qiáng)噬熱古菌能生活在70—125℃的溫度下，因?yàn)槊焰I比酯鍵更穩(wěn)定。醚鍵其脂醚基為含有分支的長(zhǎng)碳?xì)滏渻蓚€(gè)含有分支的長(zhǎng)碳?xì)滏溤趦啥烁髋c一個(gè)甘油分子以醚鍵相連膜脂的兩性性質(zhì)使它們?cè)谒嘀心茏园l(fā)地形成4種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)2結(jié)構(gòu)3將疏水的尾隱藏得最好結(jié)構(gòu)4：平面脂單層膜脂分子的疏水尾部通過(guò)疏水鍵和范德華力緊密結(jié)合在一起，以盡量避免與水分子接觸，而親水的頭則暴露在水相之中疏水鍵：疏水基團(tuán)或疏水分子在水溶液里為了避開(kāi)水相而互相聚集在一起相乘的作用力，也成疏水作用力。范德華力：在兩個(gè)相鄰的不帶電荷的非成鍵和原子之間的作用力范德華力范德華引力（吸引力）范德華斥力（排斥力）誘導(dǎo)力色散力取向力不帶電荷的非成鍵原子靠得太近，并沒(méi)有誘導(dǎo)偶極，因電子云的重疊引發(fā)電子-電子間的排斥極性分子/基團(tuán)間：三種形式的力都存在極性與非極性分子/基團(tuán)間：存在誘導(dǎo)力和色散力非極性分子/基團(tuán)間：只存在色散力脂質(zhì)體的應(yīng)用將藥物與磷脂溶液放在一起，脂質(zhì)體在形成的過(guò)程中可以把藥物包被在里面在脂質(zhì)體表面引入親水性分子，可增加它們?cè)谘褐写媪舻臅r(shí)間在脂質(zhì)體的表面引入導(dǎo)向性分子，如對(duì)特定癌細(xì)胞特異性的抗體，可將藥物定向輸送到特定細(xì)胞，避免誤傷正常健康的細(xì)胞將維生素包裝到脂質(zhì)體中，脂質(zhì)體很容易通過(guò)皮膚角質(zhì)層，與內(nèi)層活的皮膚細(xì)胞融合，從而將有效成分輸送到皮膚細(xì)胞內(nèi)生物膜資料四：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)研究細(xì)胞膜張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂表面如果附有蛋白質(zhì)成分，則表面張力會(huì)降低。根據(jù)以上材料你能得出什么推測(cè)？如何證明這個(gè)推測(cè)成立？蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌（鑲、部分或全部嵌入、貫穿）在磷脂雙分子層中生物膜膜蛋白生物膜膜蛋白①外在蛋白/外周蛋白：使用高鹽或高pH溶液很容易將它們從膜上除去。②內(nèi)在蛋白/整合蛋白：兩性分子，與膜脂緊密結(jié)合，只有使用對(duì)膜具有破壞性的試劑，如有機(jī)溶劑去污劑，才能將其與膜脂分開(kāi)③脂錨定蛋白：以共價(jià)鍵與脂質(zhì)結(jié)合，并通過(guò)脂質(zhì)的疏水部分插入磷脂雙分子層中，錨定在細(xì)胞膜上，水溶性部分位于磷脂雙分子層外。甘氨酸通過(guò)N端Gly殘基的氨基與脂肪酸的羧基形成酰胺鍵通過(guò)疏水的脂?；c膜脂疏水核心的結(jié)合而錨定在細(xì)胞膜上半胱氨酸Cys的巰基或Ser/Thr的羥基與脂肪酸的羧基縮合，形成硫酯鍵或酯鍵通過(guò)硫醚鍵（-C-S-C）相連的異戊二烯蛋白C端的氨基酸殘基與磷酸化的乙醇胺相連肌醇糖基化糖基化的磷脂酰肌醇糖基磷脂酰肌醇錨定（GPI）蛋白沒(méi)有GPI蛋白，精卵不能融合疏水尾的脂肪酸一般是含有14個(gè)C的豆蔻酸疏水尾的脂肪酸一般是含有16個(gè)C的軟脂酸N-豆蔻?；疭-軟脂?；さ鞍着c膜脂雙分子層之間的主要作用力是疏水作用力蛋白質(zhì)40%糖類2%-10%脂質(zhì)50%細(xì)胞膜的化學(xué)成分脂質(zhì)磷脂蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖類膽固醇

第一章

組成細(xì)胞的分子基礎(chǔ)

鄭州七中

生物競(jìng)賽教練團(tuán)隊(duì)周二、周四18：30—19：30

周六16：50—19：00生物膜的結(jié)構(gòu)1972年，辛格和尼科爾森提出“細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型”生物膜的結(jié)構(gòu)（1）磷脂雙分子層（脂雙層）構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架；（2）蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌（鑲、嵌入、貫穿）在磷脂雙分子層中；（3）糖類分子（也叫糖被）分別和蛋白質(zhì)分子或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂。生物膜的結(jié)構(gòu)（1）磷脂：（2）蛋白質(zhì)：（3）糖類(糖被)：構(gòu)成雙分子層，為細(xì)胞膜的基本支架；具有屏障作用。在信息交流、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。功能越復(fù)雜的生物膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多生物膜的性質(zhì)1.不對(duì)稱性生物膜的不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性功能的不對(duì)稱性決定膜脂的不對(duì)稱膜蛋白的不對(duì)稱生物膜的性質(zhì)1.不對(duì)稱性①膜脂的不對(duì)稱性:同一種膜脂分子在膜的脂雙層中呈不均勻分布多分布在膜外小葉多分布在質(zhì)膜內(nèi)小葉膽固醇在生物膜內(nèi)外小葉的分布一般比較均勻（也會(huì)有外層含量高于內(nèi)層的情況）糖脂表現(xiàn)出完全不對(duì)稱性當(dāng)細(xì)胞發(fā)生調(diào)往時(shí)，磷脂酰絲氨酸（PS）就會(huì)開(kāi)始從膜的內(nèi)層遷移到膜外層細(xì)胞收縮被吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞腫脹細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞解體對(duì)機(jī)體有害對(duì)機(jī)體有利細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡：是指___________________________的過(guò)程。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種__________。細(xì)胞壞死：是指在不利因素（極端的物理化學(xué)因素、嚴(yán)重的病理性刺激）的影響下，由細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡?；驔Q定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命程序性死亡細(xì)胞凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式生物膜的性質(zhì)關(guān)于膜脂不對(duì)稱性形成的機(jī)制尚不清楚，翻轉(zhuǎn)酶可能起到一定的作用類型一：被動(dòng)地作用，不需要能量類型二：主動(dòng)地作用，需要ATP水解功能導(dǎo)致膜脂的不對(duì)稱性熒光素+氧氣+能量物質(zhì)氧化熒光素?zé)晒馑孛赴l(fā)出熒光葡萄糖是生命活動(dòng)的重要能源物質(zhì)，它能直接為生命活動(dòng)提供能量嗎？ATP能為生命活動(dòng)直接供能腺苷（A)腺苷一磷酸（AMP)腺嘌呤核糖核苷酸腺苷二磷酸（ADP)腺苷三磷酸（ATP)問(wèn)：如何理解特殊的化學(xué)鍵？ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：普通化學(xué)鍵特殊化學(xué)鍵A—P～P～P問(wèn)：如何理解特殊的化學(xué)鍵？化學(xué)鍵不穩(wěn)定

相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷相互排斥1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ/mol水解時(shí)釋放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物ATP一種高能磷酸化合物ATP結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易于水解ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖商品生產(chǎn)→貨幣→商品消費(fèi)能量貨幣ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。能量能量放能反應(yīng)光合作用呼吸作用發(fā)光發(fā)電主動(dòng)運(yùn)輸肌肉收縮大腦思考物質(zhì)合成......吸能反應(yīng)合成水解生物膜的性質(zhì)1.不對(duì)稱性①膜蛋白的不對(duì)稱性生物膜的性質(zhì)2.流動(dòng)性有人將膽固醇稱為動(dòng)物細(xì)胞膜流動(dòng)性的緩沖劑原核細(xì)胞