当前课程知识点:普通生物学 >  第一章 细胞生物学基础 >  第二节 细胞膜与物质的跨膜运输 >  1.2.2 质膜的基本特征及功能

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1.2.2 质膜的基本特征及功能在线视频

1.2.2 质膜的基本特征及功能

下一节:1.2.3 膜转运蛋白

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1.2.2 质膜的基本特征及功能课程教案、知识点、字幕

按照流动镶嵌模型的理论

生物膜有两个特点

第一是流动性

第二是不对称性

如何理解生物膜的流动性呢

我们可以从膜脂和膜蛋白

两个方面进行分析

先来看膜脂的流动性

所谓膜脂的流动性主要是指

膜脂分子的侧向运动

也就是一个磷脂分子

与相邻的磷脂分子

不断地交换位置

从而实现侧向扩散

那么膜脂的流动性

与哪些因素有关呢

第一与脂肪酸链的长度有关

如果脂肪酸链比较长

相互之间就容易缠绕在一起

不容易流动

所以脂肪酸链越短

流动性越好

第二与不饱和脂肪酸的含量有关

不包含程度越高

膜脂的流动性越大

第三个影响因素是温度

不同膜脂的变相温度是不同的

第四个影响因素是胆固醇

它对动物细胞膜的流动性

起双向的调节作用

第五膜脂之间

膜脂与膜蛋白之间的相互作用

也会影响膜脂的流动性

我们再来看看膜蛋白的流动性

我们如何知道

膜蛋白具有流动性呢

已经通过多项实验证实了

例如荧光抗体免疫标记实验

就是一个典型的例子

用两种带荧光标记的抗体

一种是抗鼠的细胞质膜蛋白的

荧光抗体 显示为绿色

另一种是抗人的细胞质膜蛋白的

荧光抗体 显示为红色

分别标记小鼠和人的细胞表面

然后介导两种细胞融合

刚开始

在新形成的杂交细胞质膜表面

绿色荧光和红色荧光各占一半以上

10min后不同颜色的荧光

在融合细胞的表面开始扩散

40min后两种颜色的荧光

已经均匀分布

这一实验可以清晰地显示

结合了抗体的膜蛋白

在质膜上具有流动性

既然是流动的

那么膜蛋白或膜脂的扩散速率

是否有方法来测量呢

可以利用荧光漂白恢复技术来进行测算

用荧光素标记膜蛋白或膜脂

然后用激光束

照射细胞表面某一个区域

使被照射的区域的荧光淬灭变暗

由于膜存在的流动性

结果呢这个淬灭区域的亮度

会逐渐增强

最后恢复到与周围荧光强度相同的状态

根据荧光恢复的速率

我们就可以测算出膜蛋白或膜脂的扩散速度

经过测算

膜蛋白的扩散速率可以达到 5 × 10-11~5 × 10-9cm2/s

事实上

机体内的膜蛋白并非都能自由运动

在极性细胞中

比如小肠的上皮组织细胞

由于相邻的细胞间

有紧密连接等特殊结构的存在

因此细胞游离端的膜蛋白

和基底面的膜蛋白就被分隔开来

它们只能在一定区域内流动

现在我们再来分析

细胞质膜的另一个特点

膜的不对称性

同样从膜脂和膜蛋白

两个方面来分析

先分析膜脂的不对称性

膜脂的不对称性

是指膜脂分子在膜的脂双层两侧

呈不均匀分布

多数磷脂存在于脂双层的内外两侧

但在内外侧的种类和数量

并非均匀分布

请看这张示意图

如果用6种不同颜色

代表不同的磷脂分子

那么可以看到

脂双层两侧的颜色不同

也就意味着磷脂分子的

种类和数量不同

例如红色代表的磷脂酰胆碱

也就是卵磷脂

主要分布在脂双层的外侧

绿色代表的磷脂酰丝氨酸

黄色代表的磷脂酰乙醇胺

和墨绿色代表的磷脂酰肌醇

主要分布在脂双层的内侧

另外蓝色的六边形结构代表糖链

通常位于细胞的外侧

那么膜脂为什么呈不对称分布呢

这是有生物学意义的

例如刚才我们讲过

磷脂酰肌醇主要分布在脂双层的内侧

也就是面向细胞质的一侧

它的羟基被磷酸化后

就成为磷脂酰肌醇-4.5-二磷酸简称PIP2

这个磷酸化的头部基团面向细胞质一侧

随后PIP2就被磷脂酶C水解成

IP3和DAG两种第二信使

分别激活两条不同的信号通路

这也从另一个侧面说明了

结构与功能相适应的原理

这一过程很复杂不要求大家掌握

这里只是为了举例说明

膜脂不对称性的生物学意义

现在我们来分析膜蛋白的不对称性

膜蛋白的不对称性是指

膜蛋白分子在质膜上有明确的方向性

细胞表面的受体是接受来自胞外的信号

并将胞外的信号传递给胞内

引起胞内的化学反应

例如肝细胞表面的肾上腺素受体

与肾上腺素结合之后

激活腺苷酸环化酶

后者催化ATP转变成为cAMP

引起细胞内发生一系列的代谢反应

另外膜上的载体蛋白

以主动或被动运输方式

将物质运入或运出细胞

也是有明确的方向性

例如协同转运蛋白

借助钠离子的驱动力

同时逆浓度梯度运送葡萄糖分子

这部分内容在下一节会详细介绍

总之受体和载体蛋白

都是按一定的方向来传递信号和转运物质的

另外膜蛋白的这种不对称性

是与其功能相适应的

是生物膜

执行各种复杂的生理功能的保证

下面我们简单介绍一下细胞质膜的功能

它的功能主要是由膜蛋白决定的

主要体现在五方面

第一为细胞提供了相对稳定的内环境

第二可以选择性的跨膜运送物质

第三提供细胞之间识别的位点

第四为多种酶提供结合位点

第五介导细胞与细胞

细胞与胞外基质之间的连接

这些功能在后续的课程中

都会分别介绍,大家先有一个总体的认识

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.2.2 质膜的基本特征及功能笔记与讨论

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