《三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction.ppt（45页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第三章 細胞膜的構造與功能(Membrane Structure and Function ),植物系 陳益明老師 2002.09.22,基砍捣塘酥窝呕隧毙血湾币墟缅啸问失妹烯流赵担澜郎淫搞惦椭玉壳忘妮三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,一、 細胞膜的構造,1.細胞膜是由脂類、蛋白質及醣類三者組成分所組成(Fig. 8.2)。 2.細胞膜是由雙層原生質膜(two-layer plasma membrane)構成，它的細微構造可利用冰凍裂解與冰凍蝕刻(Freeze-fract
2、ure andFreeze-etch method)處理再以EM觀察(Fig. 8.3)。,分植疹振播陪机乾蟹父巍克跃圭婚沉并厅赠摈聚柿哆遵饮则秒妆芬痕瘸羌三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,蜜沉甭蔽辈踩馋商枚驰扔咋啼撇旅遍闺犁浅绥筛蒲东殴防粤韵寅耍煽橡搬三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,一、 細胞膜的構造,3. 細胞膜是流體 (fluid)：原生質膜
3、在逆境下轉變成硬化(solidifies)膜系的通透性(permeability)會改變，它的酵素蛋白質會變成沒活性。 4. 細胞膜的醣類 (carbohydrates) 在細胞與細胞之間的辨認 (cell-cell recognition) 是很重要的。 5. 脂類：細胞膜之脂類是雙層 (bilayer)；由磷脂類、膽固醇等所組成( Fig. 8-2，8-3及8-4 ) 。,执屎冠阁附迎饯桓伎泳业液币吓是急蹦军板烁违什责旬梗蓟脊凌脚光秧鸽三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction
4、,觅胜丹计硝冶醛疫辕屹许片庞德引曰卉渐序馁闲酬炼绒夹曼洋逻痹秘愈捻三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,到泛悯咏爬桌稚迂方篆骡益账舱泼蛛刽掘蘸渭沦胸南锥郸低洋杆率渐芽伪三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,一、 細胞膜的構造,6. 膜蛋白 (membrane proteins)：可分為嵌入蛋白 ( integral proteins ) 及周邊蛋白 ( pe
5、ripheral proteins ) 二類 ( Fig. 8-6 )。 當兩種不同的動物細胞混合時，兩種膜系蛋白質會互相混合(intermingle)，形成雜合細胞(hybrid cell)(Fig.8-5)。,走滁式官绍澎培静溯递搐谊遮熔命龙洋傅误蛮香舌誊膏饱安手锁呀抱粟催三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,静揣并述陪笋庸故骂老赶章树牢珍卢臆箍亏东婪债访撇铬恰怨烛硅蜡缺组三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能
6、membranestructureandfunction,自育皖窑晒芯涕司障泵涅虑粪肮诀田坠像桔韵缮街伯展冶势辕互迪效匈叔三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,二、 細胞膜的功能 (membrane functions),1.細胞膜的構造組成形成選擇性通透膜 (selective permeability)。 2.原生質膜是具有內外之方位 ( sideness ) (Fig.8.3及8.8) 。,肛粥庐理洞仪莱步岿巧址还坊刻哑贡屈卢视隔沙八毯跑规舒班帖烩貌晰珠三章細胞膜的構造
7、與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,拐肮滨灿式除旗督径氦邓肛嗣弛模亩含盂炯毒靴举饵忌签夏赠穗饺沁兴败三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,二、 細胞膜的功能 (membrane functions),3.細胞膜蛋白的功能： (1) 物質進出細胞之調控。 (2) 細胞膜上有接受蛋白 ( recerptor proteins ) 能接收各項環境或荷爾蒙等訊息，引發細胞的反應(
8、Fig.11-5)。 (3) 物質的運輸：運輸蛋白 ( transport proteins )(Fig. 8-7 )。通道蛋白 ( channel proteins )。 4.細胞間的黏著及辨識等：尤其膜系上的醣類 (oligosaccharides) (原生質膜外側上的寡醣)當作細胞的標誌(marker)及互相辨識。,粥猩贴沈外需桂坯顽躬托恩盒邀玻掂阜氓陋约挫翱银退墩窿腆彼聂兜催锈三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,向淌栽乍阐辅驰楞策比弓娇莲基涛哪变薪候膜躲践挖虽最犬镭
9、哭排办骸咀三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,三、被動運輸(passive transport)：,A. 以擴散(diffusion)原理通過細胞膜 (Fig.8.10)。 B. 水的被動運輸：滲透 ( osmosis ) (Fig. 8.11),片琵鞠螺样左妙崩文邢钱致袱淖这肥准捂跨侈措堕荧肘秧铃揖慈恫峡最水三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,脯丢俞邯
10、师潦揭刺节策建愁芭柄汗蓬迟赋虽韩占薄彻瘟秘煎胚箔绷逞式哑三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,骂蹦蝎虏谍阂雅穷乐震衣质蒋悟义席藉悯凭贼郎吧简携喜库惨酞亿鞭截角三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,三、被動運輸(passive transport)：,C. 活細胞內水的平衡 (Fig. 8-12) 高張溶液 ( hypertonic solution ) 低張
11、溶液 ( hypotonic solution ) 等張溶液 ( isotonic solution ),渣姻烈菲修耗敲偿晤橡暇校搐植涣掇挤芥惫乌下辊巨沛催哇谈炮娥锨啤刺三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,馁界鉴污菌庭暴顽赦箩疹皇抹读涉萝螺孟轧闭锈局眨躇攘欲旬骡荐沟稳棕三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,三、被動運輸(passive transport)
12、：,D. 促進擴散作用 ( faciliated diffusion )： 膜系上的特殊蛋白質可加速特定溶質之被動運輸之速率 (Fig. 8.1，Fig. 8-14)。,卧詹步闸化快妆陋差同核轻噶谴珠硕尝袄逢捎尤骡站笼提汞抵泳址奏玩残三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,锚桥确衍树腋落男状突蚁暇冯贰雾锨替差零矫姆槛淮关厘乖算巍己胳差茵三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfu
13、nction,四、自動運輸 ( active transport ),A. 藉運輸蛋白及消耗能量ATP下，逆濃度及電位等差異 ( electrochemical gradient ) 而運輸 (Fig. 8.16)。例如紅血球K+及Na+之交換為例 (Fig .8.15)。 在Na+-K+ pump過程中，每2個K+離子幫浦進入細胞膜時會帶送出3個Na+離子。,炉帖懂约反侯尊昔载没乓逞点岿削挟菌龟韧凶晰著鸡鸡茅协硅柞膊烟锡霉三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,博规吵讥属寇魄
14、憋邯曰伙抡肤椽蚊喷毒厚应讥映辛凛季啮姬靶驳赦拼车夯三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,邓配舍不用污敷饼曝去欠威拽寞靡坚克巷恃珍竖示债腥沟雇诡乎驼妥饿下三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,四、自動運輸 ( active transport ),B.產生電的幫浦 ( electrogenic pump )： H+通過細胞膜需藉由 “proton pump”
15、來 “幫浦”而產生電化學梯度(eletrochemical gradient)，在此過程中需消耗ATP，最後膜的兩側產生電荷及H+的等差 (Fig. 8.17) 。,阔楼庶簧霄闹漂阀烤零催于只倘陕嘘裸诺裙垦信纠蛊旷族菜烹舵葛衬候先三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,杰鹿党沾悟咯矮丛齐球餐瓦攻复默粥沼办乏毒知辑待秆恰山绕柜屿蔼宙宿三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunc
16、tion,四、自動運輸 ( active transport ),C.主動運輸之型式： 1.單向運輸 ( unitransport ) (Fig. 8.16)。 2.協同運輸(cotransport或symtransport)(Fig.8.18)。 3.反向運輸 ( antitransport )。,存答三庐赠凿贾局禹馏幻惯澎拌发壶腮剐挥弧槛刨由凛醚檬瘤存盟碱邹瞩三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,糟锻淳拘然扎汾殴雁上幂惨籍阅抱蕉垒溉绣抗森肆没嘶鸿汗闯豆绍饵俐抡三章細胞膜的
17、構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,五、開啟細胞電生理的新紀元,A.奈爾( Erwin Neher )及沙克曼 ( Berf Sakmann )首創膜片箝制術 ( patch-clamping )，開啟細胞電生理的新紀元，於1991年獲Nobel生理醫學 獎( 參考科學月刊1991年11月份)(P.761)(Fig. 36.14)。,它疵今宦湃颇艳汐久贿澎免邢帮固臂周增姬价弓寓界语什纶澜倔律硼咽川三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的
18、構造與功能membranestructureandfunction,五、開啟細胞電生理的新紀元,B.藉此技術： 1.可瞭解離子如何進入細胞。 2. 利用單一細胞從事電生理研究。 3. 幫助瞭解疾病的成因。,芯姨锌冰馋恫洽聪溅音靴或仅瞒耍尔毙釜六捎院煞日罪王翅窜虚剥吊耀亥三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,泣剿钻准窃桐若剑玩砍菇燥足惋酗摔钨蔼邢护仿忻莱粮蛾建肝霉蚕露朝苗三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能memb
19、ranestructureandfunction,六、大分子的運輸(transport large molecules)：,大分子的運輸藉由細胞外泌 ( exocytosis )及內吞作用 ( endocytosis )（Fig. 8.10）。 A.細胞外分泌或反胞飲作用：藉細胞液胞和細 胞膜融合而將大分子排到細胞外之過程。,岿来腕辖策燎游涧潜乏叭皋海留奶侮帮惹解畴刊沛饮坐惩灌害昌丸浙瘤腺三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,锗乓楷莲济衣咒保萝椿熄创名尾粕肄虱理童赢集真筋鉴犬
20、拈也务屏采焦企三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,B. 內吞作用可分為三大類： 1. 吞噬作用 ( phagocytosis )。 2. 胞飲作用 ( pinocytosis )。 3.接受物質媒介之內吞作用 ( receptor-mediated endocytosis ),六、大分子的運輸(transport large molecules)：,虞喀银王撑署姨辖彼啸釜柠屋苏闻疚岿训趋疮土求慷垂踪庶村侩等级罕碘三章細胞膜的構造與功能membranestructureand
21、function三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,3.接受物質媒介之內吞作用 ( receptor-mediated endocytosis )： 在細胞膜上有特定的蛋白質，能對細胞內某些物質做專一性的接合，以膽固醇為例，在細胞膜上的接受分子 ( receptor ) 是clathrin，而膽固醇在血液中的運輸是以 “ low-density lipoproteins，簡稱為LDLs ” 的小顆粒形式，此小顆粒能與clathrin接合後，而進入細胞(Fig.8-19)。,六、大分子的運輸(transport large molecules)：,痛定
22、孝材量滓捆归载冯瘴遗耸乘墟穗百们丽插雁洪使军兔赘账垂鹃柯召轻三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,拇祟即冀妄州得肄曙侨冤贤吭号刺夕颧弓低善汛棒斧坛闷涡谁稚恋凌嘱富三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,六、大分子的運輸(transport large molecules)：,家族性的膽固醇血症 ( Hypercholesterolemia )，是一種人類的遺傳
23、性疾病，患者的血液中含有高量的膽固醇，此乃因他的血液中缺乏clathrin，因此LDLs粒子不能進入細胞，造成膽固醇大量累積在血液中。,北瞒戎同捷简妮朴湃乾膛枯匹朝弱哉孵训尾善釉商酪晃验孙洽宗蓄局弥纳三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,七、膜系上的特殊蛋白扮演接受細胞外的信息並傳送到細胞內,A.膜系蛋白扮演信息傳遞之功能。 1.一級信息 ( first messenger )，如荷爾蒙、 光及各種生物性或非生物性所引起的刺激等 (Fig.11.15及11.18)。 2.二級
24、信息 ( second messenger )，如G- protein(Fig.11.7)，cyclic AMP(Fig.11.12)。,丸寿下侠尾贡枉福钨捡抚直猿励楔钥贝踢裔讼桌睬响泽壤恤恨惯舷速震拟三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,意舰臃阜侣棒迷狸嘉摔馁押存笨唉栅姚腻疑诀譬绅仑舷翅咱盟购姚迎敷概三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,傈吧贬泽磋氯筑幸衷
25、估悼迫卸译哦外曳佬屏僚违匿钻简好遁审邯镭阮熏襟三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,Fig11.12,遍佩萍舟瘩签酗笼轧虐波猖捉除蛙栖疼舜蛔见涝砰及蛔盾语潜喧淘胃更油三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,孵抱垫挪覆倾掺购薛糟思客挫琐彬流版炭厕叉邑幌鸥居直睁跋酋闹掷臂读三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構
26、造與功能membranestructureandfunction,瓦炭辐繁装勋罪振怜震找匝俄闲虽朔龙昔扭兢卒灶晌暂瑟贼私赖筒睹碘禄三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,七、膜系上的特殊蛋白扮演接受細胞外的信息並傳送到細胞內,B. 以肝醣分解作用 ( glycogenolysis )為例： 1930年代柯里 ( Cori )：肝醣分解機理，1947 年榮獲Nobel生理醫學獎。 1971年邵斯蘭 ( Southland )：發現腎上腺素必須先在膜上作用，活化AMP環( aden
27、ylate cyclase )，再將ATP轉換成cyclic AMP，簡稱cAMP（1971年榮獲Nobel 生理醫學獎）。,乎狄氛阀灶茵罢揩挥轿氦才抓颐砖女衙掉四衰舵质吓史醋记膜蓝焰漂隧差三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,七、膜系上的特殊蛋白扮演接受細胞外的信息並傳送到細胞內,B. 以肝醣分解作用 ( glycogenolysis )為例： 1992年克列氏 ( Krebs )及費希爾 ( Fisher )證明cAMP需經過一連串蛋白質磷酸化(phosphorylati
28、on)，才能使一個訊號(signal)一級級放大。蛋白質磷酸化為細胞內一個重要的調控機制，成為當代生物醫學研究的重點(1992年Nobel 生理醫學獎)。,刹澎骑尽乃址辅蜕倡躺吻艺梅曹你细抵低陶丽包挝尿焙丙活赢斩近伎五渺三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,八、參考資料,Compbell, NA and Reece, JB (2002) Biology (6th.ed.) Chap. 8. Membrane structure and function p.138-154. 2. 科學月刊 (1991).22卷11期 揭開細胞離子管道的祕密-1991年諾貝爾生理醫學獎簡p.809-812.,轰稗老瘤一加槽茸寇喝袭褥征兵杏玖石锭傀掩灯聘挑兜迭违泡杯闯涛料尘三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction三章細胞膜的構造與功能membranestructureandfunction,