第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第四章

細(xì)胞的

物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例半透膜：小分子可以透過，超過一定質(zhì)量不能透過蔗糖分子水分子分子斥力動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水外界濃度低吸水膨脹外界濃度高失水皺縮外界濃度相同動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)物細(xì)胞的

相當(dāng)于半透膜細(xì)胞膜植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞壁細(xì)胞膜兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜質(zhì)壁分離原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁大細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓(E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)。

細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理1、對(duì)生物膜成分的探索——脂質(zhì)資料1假說：膜是由脂質(zhì)組成的發(fā)現(xiàn):第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型資料2時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，然后進(jìn)行化學(xué)分析?；瘜W(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)在膜中如何排列？小資料磷脂是組成細(xì)胞的主要脂質(zhì)，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個(gè)親水磷酸“頭”部，和一個(gè)疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？親水“頭部”水空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，嘗試推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？ABC

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。

膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層資料3結(jié)論：資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn)電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。

超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)（三明治模型）。2.對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（1）假說：

三明治模型標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的2.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（2）資料5.冰凍蝕刻電子顯微法不對(duì)稱鑲在、嵌入、橫跨變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)變形蟲在吞噬草履蟲/show/lueLPwdWnIOWVXA3.html用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對(duì)象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記技術(shù)37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？結(jié)論：蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的，說明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性時(shí)間：1970年人物：費(fèi)雷和埃迪登等實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。3.新技術(shù)帶來新模型在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容:1、生物膜的組成成分：2、生物膜的基本支架：3、蛋白質(zhì)分子位置：4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主要是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)磷脂雙分子層鑲嵌、覆蓋、貫穿流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的）細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（與組織潤(rùn)滑、細(xì)胞粘連、細(xì)胞識(shí)別有關(guān)）*糖被5、生物膜的功能特點(diǎn)：選擇透過性第3節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞奖粍?dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞胞吐自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散原理1、分子量極小的物質(zhì)可自由穿過磷脂分子間隙2、與脂質(zhì)相似相溶稍大的小分子有機(jī)物、帶電離子不能穿過磷脂分子間隙，需要蛋白質(zhì)的協(xié)助同協(xié)助擴(kuò)散，但需逆濃度運(yùn)輸大分子有機(jī)物不能穿過磷脂分子間隙，也不能通過與蛋白質(zhì)結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)磷脂雙分子層通道蛋白載體蛋白載體蛋白磷脂雙分子層體現(xiàn)特點(diǎn)流動(dòng)性○選擇透過性○流動(dòng)性○選擇透過性○流動(dòng)性○選擇透過性○流動(dòng)性○選擇透過性○運(yùn)輸物質(zhì)水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等特殊例子：葡萄糖進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為什么？帶電離子、葡萄糖、氨基酸順濃度運(yùn)輸帶電離子、葡萄糖、氨基酸逆濃度運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)等耗能耗能胞吞作用：

大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜上，經(jīng)識(shí)別后由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，這些物質(zhì)就被包入小囊內(nèi)，然后，小囊從細(xì)胞膜上脫離下來形成小囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫做胞吞作用。大分子物