第四章生物膜第一节生物膜的组成和结构第一节生物膜的组成和结构生物膜是细胞进行生命活动的重要结构基础，能量转换、蛋白质合成、物质运输、信息传递、细胞运动等活动都与膜的作用有着密切的关系。随着对膜研究的不断深入，形成了一门新学科─膜生物学(MembraneBiology)。实验四：荧光抗体免疫标记实验：用抗鼠细胞膜蛋白的荧光抗体（显绿色荧光）和抗人细胞膜蛋白的荧光抗体（显红色荧光）分别标记小鼠和人的细胞表面，然后使两种细胞融合。10分钟后不同颜色的荧光在融合细胞表面开始扩散，40分钟后已分辨不出融合细胞表面绿色荧光或红色荧光区域，如加上不同的滤光片则显示红色荧光或绿色荧光都均匀地分布在融合细胞表面。实验结论二、化学组成1.膜脂⑴磷脂R1CCH2鞘磷脂由磷脂形成的双层脂膜的示意图（2）糖脂（3）甾醇2.膜蛋白有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双层中，有的横跨全膜.主要靠疏水作用通过某些非极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。膜锚蛋白解析膜内在蛋白（受体、离子通道、离子泵、运载体和膜酶）的主要困难：膜内在蛋白的分离纯化难度很大，用较剧烈的条件（去垢剂、有机溶剂、超声波）才能把它们溶解下来，但一旦除去去垢剂和有机溶剂，则疏水性的膜内在蛋白又聚为不溶性的物质；大多数膜内在蛋白的含量都很低，即使应用基因工程的方法来大量表达膜内在蛋白亦很困难。目前所用的分析蛋白质三维结构的方法对非水溶性的膜内在蛋白的分析存在很大的局限性。膜内在蛋白与膜结合的主要形式：以单一螺旋跨膜以多段螺旋跨膜：发现于光合细菌中的细菌紫膜质（235AA）以蛋白质分子末端片段插膜（2）外周蛋白3.糖类糖类在膜上的分布三、生物膜的分子结构模型四、生物膜的特性㈠膜分子结构的不对称性（二）膜分子结构的流动性膜脂的流动性膜脂的几种运动方式：在膜内做侧向移动或侧向扩散在脂双层中的翻转（慢）或旋转脂烃链的旋转（C-C）导致异构化磷脂分子的摆动影响因素：脂酰链的不饱和度及链长、胆固醇含量、pH、温度、蛋白质、离子强度等膜脂的流动性的大小与磷脂分子中脂肪酸链的长短及不饱和程度密切相关，链越短,不饱和程度越高,流动性越大.哺乳动物中胆固醇对膜脂流动性也有一定的调控作用,在生理条件下增加胆固醇的含量会降低膜的流动性，因为胆固醇的闭合环状结构干扰了脂肪酸链的侧向运动。流动性还受环境温度影响,在一定限度内,温度升高,膜脂流动性增强;温度降低,流动性减弱.当温度降至一定值时,膜脂从流动的液晶态转变为类似晶体的凝胶态,这个温度称为相变温度.凝胶状态也可再熔解为液晶态.膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各膜脂的流动性也不完全相同，这种现象称为“分相”。膜蛋白的流动性膜蛋白的运动：侧向扩散（FryeandEdidin1970）旋转扩散第二节生物膜的功能一、物质运输㈠离子、小分子物质的运输（穿膜运输）1.被动运输简单扩散与协助扩散的区别简单扩散与协助扩散的区别红细胞依靠葡萄糖转运蛋白吸收葡萄糖物质逆浓度梯度的穿膜运输，需消耗代谢能，并需专一性的载体蛋白。（1）ATP驱动的主动运输Na+、K+的跨膜运输通过膜上的专一的载体——Na+、K+-泵被运输,Na+、K+-泵又称Na+、K+-ATP酶，它通过水解ATP提供的能量主动向外运输Na+，向内运输K+，每水解1分子ATP向膜外泵出3个Na+，向膜内泵入2个K+。Na+、K+-泵Na+、K+-泵维持胞内较高的K+浓度是很重要的。因为细胞内丙酮酸激酶的活性需要K+来维持，而该酶是糖酵解和蛋白质生物合成时必需的。膜外Na+高，内Na+低，本身有从外到内的趋势，贮存了能量。Na+顺浓度梯度流向膜内，葡萄糖利用Na+梯度提供的能量，通过专一的运送载体，伴随Na+一起进入细胞，称为协同运输。再由Na+、K+-泵将Na+泵出以保持膜两侧的Na+梯度。协同运输(co-transport):是靠ATP提供能量,由ATP酶转运离子,在膜两侧建立离子浓度梯度,形成电化学动力驱动其他分子转运的一种运输方式.质膜对大分子化合物或颗粒不能通透，他们在细胞内运转时都由膜包围，形成细胞质小泡，故称膜泡运输。1.胞吐（外排）—exocytosis2.胞吞（内吞）—endocytosis1.胞吐（exocytosis）2.胞吞（endocytosis）吞噬作用：凡以大的囊泡形式内吞较大的固体颗粒、直径达几微米的复合物、微生物及细胞碎片等的过程。如高等动物的免疫系统的巨噬细胞内吞内侵的细菌。胞饮作用：以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体（直径＜1微米）吞入细胞内的过程。受体介导的内吞作用：内吞物（配体，是蛋白质或小分子）与细胞表面的专一受体结合，并随即引发细胞膜的