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壳聚糖对细菌细胞膜及膜蛋白的作用

壳聚糖对细菌细胞膜及膜蛋白的作用
壳聚糖对细菌细胞膜及膜蛋白的作用

壳聚糖对细菌细胞膜及膜蛋白的作用

冯小强1,李小芳1,杨 声1,*,伏国庆2,王廷璞1,苏中兴3

(1. 天水师范学院生命科学与化学学院,甘肃 天水 741001;2. 天水市中医医院化验科,甘肃 天水 741001;

3. 兰州大学化学化工学院,甘肃 兰州 730000)

摘 要:研究壳聚糖对受试菌株大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(St. aureus)的抑制作用;通过测定壳聚糖作用前后菌液的相对电导率变化和以1-N-苯萘胺为荧光探针荧光强度的变化,分别考察壳聚糖对E.coli和St. aureus细胞膜和E.coli外膜渗透性的影响;运用荧光分光光度计研究壳聚糖对E.coli细胞膜中色氨酸(Trp)荧光强度的影响。结果表明,壳聚糖具有很好的抑菌性能,能改变细菌细胞膜的渗透性,从而破坏细胞膜。壳聚糖对细胞膜中Trp的荧光具有明显的猝灭作用,且对细胞膜蛋白的猝灭作用 属于静态猝灭。关键词:壳聚糖;细胞膜;膜蛋白

Effects of Chitosan on Bacterial Cell Membrane and Membrane Protein

FENG Xiao-qiang1,LI Xiao-fang1,YANG Sheng1,*,FU Guo-qing2,WANG Ting-pu1,SU Zhong-xing3

(1. College of Life Science and Chemistry, Tianshui Normal University, Tianshui 741001, China;

2. Traditional Medical Hospital of Tianshui, Tianshui 741001, China;3. College of Chemistry and Chemical Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)

Abstract :The optical density (OD) and agar plate methods were employed to measure the antibacterial activities and the MICsof chitosans with different molecular weights against Staphylococcus aureus (St. aureus) and Escherichia coli (E. coli), respectively.The membrane permeabilities of St. aureus and E. coli treated with 50-kD molecular weight chitosan were investigated bydetermining the relative conductivity and the permeability of outer membrane of E. coli treated with the chitosan by determiningthe fluorescence with 1-N-phenylnaphthylamine (NPN) as the fluorescent probe. In addition, the effect of the 50-kD molecularweight chitosan on fluorescence spectrum of membrane protein of E. coli was investigated to elucidate the antibacterial mechanismof the chitosan. Results showed that the 50-kD molecular weight chitosan increased the membrane permeability of St. aureus andE. coli and ultimately disrupted the bacterial cell membrane. Also, this chitosan quenched fluorescence activity of tryptophan (Trp)residues, and the quenching action performed in static state, suggesting that the action target of chitosan to bacteria is theirmembrane.

Key words:chitosan;cell membrane;membrane protein

中图分类号:R285;TS201. 3 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)13-0084-05

收稿日期:2008-10-06

基金项目:天水师范学院科学研究基金及物理无机化学重点学科资助项目

作者简介:冯小强(1980-),男,讲师,硕士,主要从事功能天然高分子生物活性研究。E-mail:fengxiaoq04@lzu.cn*通讯作者:杨声(1963-),男,教授,硕士,主要从事功能天然高分子生物活性研究。E-mail:ysh@mail.tsnc.edu.cn

壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱乙酰化的产物,其来源丰富,具有无毒、可吸收降解[1]、抗肿瘤[2]等生物活性。壳聚糖不仅具有天然抗菌性能而且抗菌谱广,它可抑制多种细菌和真菌等的生长[3-8]。然而壳聚糖抗菌作用机制目前尚不清楚。Helander等[9]通过电镜观察了壳聚糖处理后的大肠杆菌,发现壳聚糖以小囊状结构把细胞外膜包裹,导致整个细菌细胞表面改变,也就是说壳聚糖与细胞外膜结合,降低细菌外膜渗透性,从而起到杀菌作用;Tokura等[10]认为壳聚糖的抑菌作用归因于壳聚糖堵塞了细胞的营养供应而引起的;Papineau等[11]研究认为壳聚糖的抑菌作用,可能是由于它导致了细胞内物质的泄漏而引起的;Chung等[7]发现壳聚糖与大肠杆菌的细胞壁和细胞膜非同步地发生作用,首先与细胞壁作用,紧接着破坏了细胞膜;Liu等报道壳聚糖中的-NH3可以和DNA中带负电荷的磷酸基团结合,抑制mRNA的合成[12-13]。

普遍认为壳聚糖的抑菌机理主要有三种模型:(1)壳聚糖中质子化的-NH3+与带负电的细菌细胞膜反应,改

图1 不同分子量壳聚糖作用E. coli 后不同时间内的OD 610nm 值Fig.1 OD 610nm versus exposure duration curves for chitosans with

different molecular weights against

E. coli

0.9

0.80.70.60.50.40.30.2

OD610nm

时间(h)

变细胞膜的通透性[10],导致营养物质无法向细胞内运输或细胞的内容物渗出,导致细菌溶解而死亡[14-15]。(2)壳聚糖进入微生物细胞内,与细胞内带负电的物质(主要是蛋白质和核酸)结合,使细胞的正常生理功能(例如DNA的复制和蛋白质的合成等)受到影响,抑制细菌的繁殖,导致微生物的死亡[16-17]。(3)壳聚糖作为一种螯合剂,选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子,从而抑制微生物的生长和产毒[18]。

细胞膜是大多数抗生素作用的靶点,因此,研究壳聚糖对细菌细胞膜的作用就变得至关重要。本研究利用体外抑菌实验考察三种分子量壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用;测定壳聚糖作用前后菌液相对电导率的变化和以1-N-苯萘胺(NPN)为荧光探针荧光强度的变化,分别考察壳聚糖对细胞内膜和E.coli外膜渗透性的影响;通过荧光光谱研究壳聚糖对细胞膜中Trp荧光强度的影响,以初步揭示壳聚糖对细菌作用的机理,以期为壳聚糖的临床应用提供更加充分的实验依据。1材料与方法1.1材料与试剂1.1.1

供试菌种

大肠杆菌(E.coli,ATCC 35218)、金黄色葡萄球菌(St.aureus,ATCC 26113) 天水中医院。1.1.2

供试壳聚糖

平均分子量3、50、1000kD的壳聚糖(DD.98%) 浙江玉环壳聚糖有限公司。1.1.3

培养基

蛋白胨10g、牛肉膏3g、NaCl3 g、蒸馏水 1000ml、pH7.4。1.2

仪器与设备

LDZX 40CI型立式自动电热压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂;生化培养箱 国华电器;SNCJ1BU无菌操作台 苏净集团安泰公司;HZQ-C恒温空气浴振荡器 哈尔滨市东明医疗仪器厂;TG16-W微量高速离心机;UV-9200型紫外可见分光光度计 北京瑞利分析仪器公司;RF-5301PC荧光分光光度计;电导率仪上海雷磁仪器厂。

1.3方法

1.3.1

壳聚糖抑菌性能及其最低抑菌浓度(MIC)的测定受试菌种接种于固体琼脂培养基,37℃活化24h。活化后的受试菌种用接种环挑取菌苔于生理盐水中,制成OD610nm=0.7的菌悬液备用。将壳聚糖溶解于1.0%(V/V)的HAc溶液,壳聚糖浓度设置为5.0mg/ml作为母液备用。4ml壳聚糖和15ml液体培养基混合于试管中,加

1ml的菌悬液;以4ml 1.0 % HAc溶液代替壳聚糖作为空白对照,37℃下摇床振荡培养24h,测定不同时间内的OD

610nm

值。光密度越小,其壳聚糖的抑菌性能越强。

采用菌落平板记数法测定壳聚糖的最小抑菌浓度(MIC),使壳聚糖的最终浓度分别为 0.025、0.05、 0.1、0.15、0.20、0.25%,以肉眼观察不到菌落时对应的壳聚糖浓度为壳聚糖对E. coli和St. aureus的MIC。1.3.2

壳聚糖对E. coli外膜渗透性的影响

E.coli用生理盐水洗涤后配成菌悬液,使OD600nm=0.6。取1ml菌悬液和25μl NPN(最终浓度1 mmol/L)混合,加入壳聚糖后立即测定荧光强度,直到荧光值不再增加为止。在360~650nm范围内扫描荧光光谱,激发和发射狭缝宽度别为3nm和5nm,λex = 350nm,λex = 420nm。1.3.3

壳聚糖对细菌细胞膜渗透性的影响

E.coli和St. aureus用生理盐水洗涤后配成菌悬液,使OD600nm=0.35。取5ml配好的菌悬液,离心(10000×g,2min),取上清液2ml,加入已灭菌的蒸馏水8ml,测定电导率为L2;取5ml配好的菌悬液和5ml浓度为1mg/ml的壳聚糖(Mw=50kD)作用24h,离心(10000×g,2min),取上清液2ml,加入已灭菌的蒸馏水8ml,测定电导率为L3;取5ml浓度为1mg/ml的壳聚糖加入5ml 0.9% NaCl溶液混匀,取2ml,再加入已灭菌的蒸馏水8ml,测定电导率为L1。将E.coli和St.aureus沸水浴煮沸10min,冷却后设为对照,测定电导率为L0。相对电导率定义为∣(L3-L1-L2)/L0∣。1.3.4

壳聚糖对E. coli细胞膜中Trp荧光强度的影响将E. coli用生理盐水洗涤3次后配成菌悬液,使OD630 nm=0.5。取1.0ml 菌悬液加入到3.0ml不同浓度的壳聚糖溶液中,25℃培养1h。Trp的激发波长为297nm,在220~400nm范围内扫描发射光谱,激发和发射光狭缝宽度各为3nm[19-21]。2结果与分析

2.1

壳聚糖的抑菌性能及MIC的测定

表1 壳聚糖对受试菌的最小抑菌浓度(MIC)

Table 1 MICs of chitosans with different molecular weights

against E. coli and St. aureus

菌种MIC(%)

壳聚糖(3000)

壳聚糖((50000)

壳聚糖((1000000)

E. coli0.10.050.2S.aureus

0.15

0.05

0.2

图3 壳聚糖(50 kD)作用 E. coli 后1-N-苯萘胺荧光强度的变化Fig.3 Fluorescence intensity versus exposure duration curves for E. coli suspension exposed to different concentrations of 50-kD

molecular weight chitosan

1801501209060300

荧光强度

时间(min)

1~7.壳聚糖浓度分别为0、0.0075、0.01875、0.0375、0.05625、0.075、0.09375mg/ml。图5 壳聚糖(50kD)作用于E. coli 后Trp 荧光强度的变化Fig.5 Fluorescence spectra of E. coli suspension exposed to

chitosan solutions at different concentrations

1000

500

01

荧光强度

波长(nm)

300

375750

图2 不同分子量壳聚糖作用St. aureus 后不同时间内的OD 610nm 值Fig.2 OD 610nm versus exposure duration curves for chitosans with

different molecular weights against

St. aureus

1.41.21.00.80.60.40.20.0

OD610nm

时间(h)

图4 壳聚糖(50kD)作用于E.coli 和St. aureus 后相对电导率的变化Fig.4 Relative conductivity versus exposure duration curves for E.coli and St. aureus suspension exposed to 1 mg/ml 50-kD molecu

lar-weight chitosan solution

30252015105相对电导率(%)

时间(min)

图1、2分别表示不同分子量壳聚糖作用于E. coli和St. aureus后的OD610nm值的变化。壳聚糖抑菌性能随着其分子量的不同而有所不同。壳聚糖作用E. coli和St.aureus后,对应的光密度值均小于对照组,表明壳聚糖具有较好的抑菌性能,并且其抑菌性能与它的分子量有关。尤其是分子量为50kD的壳聚糖作用后,对应的OD610nm值远远低于空白对照,且随着时间的延长这种趋势比较稳定。因此,在以后的实验中,均选用分子量为50kD的壳聚糖。分子量为1000kD的壳聚糖加入到菌悬液后,在起始的培养时间里OD610nm值略高于空白对照,这可能是由于它的高黏度引起的。

不同分子量壳聚糖对不同细菌的最小抑菌浓度如表1所示。Seo等[22]研究认为壳聚糖对E. coli和St. aureus的MIC均为0.002%;Uchida等[23]报道了壳聚糖对E. coli和St. aureus的MIC分别是0.025%和0.05%;而Yun等[24]发现随着壳聚糖分子量的不同,对E. coli的MIC是0.05%~0.2%,对St. aureus的MIC是0.04%~0.1%;Jeon等

[25]

报道壳聚糖对革兰氏阳性菌和阴性菌的MIC小于或等于0.06%。这些MIC结果与本实验结论有一点偏差,可能是由于采用了不同的实验方法、壳聚糖的特征或体系pH值不同造成的。

2.2壳聚糖对E. coli外膜渗透性的影响

如图3所示,壳聚糖加入到含有 NPN的E. coli 悬

液中,其荧光强度随时间的延长而增强,10min荧光强度达到最大值,并且壳聚糖浓度越大,对应的荧光强度就越强,表明高浓度壳聚糖对外膜的渗透性影响越严重。

2.3壳聚糖作用于菌悬液后相对电导率的测定

壳聚糖对E.coli和St.aureus细胞膜渗透性的影响如图4所示。溶液的相对电导率随作用时间的延长而逐渐增大。壳聚糖与E.coli和St.aureus分别作用24h后,其相对电导率分别增大到30%和25%,表明细菌细胞膜的渗透性也相应增加[26]。

2.4壳聚糖对E. coli细胞膜中Trp荧光强度的影响

蛋白质中的Trp残基具有荧光,且发射波长为348nm[27]。图5为不同浓度的壳聚糖(50kD)作用于E. coli膜蛋白前后的Trp荧光强度。随着壳聚糖浓度的增大,Trp残基的荧光强度相应地依次减小,表明壳聚糖对Trp的荧光具有猝灭作用。激发峰的位置和图形基本没有变化,这表明壳聚糖改变了膜蛋白的结构,使位于细胞膜内的Trp残基暴露于细胞膜外。同样,壳聚糖对

图6 F0/F对不同浓度的壳聚糖作图

Fig.6 F 0/F versus concentration of 50-kD molecular weight

chitosan curve

50403020100

F0/F

壳聚糖浓度(×10-5mol/L)

St. aureus膜蛋白中Trp的荧光也具有猝灭作用,随着壳聚糖浓度的增大,Trp残基的荧光强度依次减小。2.5

壳聚糖对E. coli膜蛋白Trp荧光猝灭方式壳聚糖对E .coli细胞膜中Trp的荧光猝灭作用可能属于动态或静态猝灭。其中,动态猝灭是一种能量或电子转移的过程,不会影响蛋白质的结构和生理活性;而对于静态猝灭,猝灭剂会和细胞膜蛋白反应生成的鳌合物不发荧光,影响了蛋白质的结构和生理活性。无论动态猝灭或静态猝灭[28]

,猝灭剂壳聚糖和膜蛋白满足

Stern-Volmer方程[29]。

F0/F = 1 + (kqτ) [Q]

式中:F0和F分别表示没有和有壳聚糖时的荧光强度;kq表示壳聚糖的动力学表观猝灭常数;τ 表示壳聚糖内源荧光的持久性(大约10-8s)[28],[Q]表示壳聚糖的浓度;kq?τ定义为k;所以k是猝灭常数。

根据Stern-Volmer方程,对于单一的动态猝灭或静态猝灭过程,荧光强度的改变值F0/F和壳聚糖的浓度之间存在显著的线性关系,斜率表示猝灭常数。如图6所示,壳聚糖浓度在0.75×10-5

~2.625×10-5

mol/L范围内,

F0/F和壳聚糖的浓度存在线性关系,对Trp的线性相关性系数为0.99331。因此,壳聚糖对Trp的猝灭常数为3.25×105L/mol。结果表明壳聚糖和E. coli细胞膜蛋白之间具有很强的作用。

猝灭剂的最大表观猝灭常数kq为2×1010L/mol?s[30],故猝灭剂的最大猝灭常数为200L/mol (k= kqτ,τ=10-8s)。在该实验中,壳聚糖的猝灭常数k远远大于200L/mol,说明壳聚糖和细胞膜蛋白形成了复合物,对细胞膜蛋白的猝灭作用属于静态猝灭[19]。

3结 论

3.1

采用体外抑菌法研究了不同分子量的壳聚糖对E.

coli和St. aureus的抑制作用。结果表明,壳聚糖对两者都有较好的抑菌性能。随着壳聚糖分子量的不同而有所差异,分子量为50kD的壳聚糖对E. coli和St. aureus的抑菌活性最强,其MIC均是0.05%。

3.2

壳聚糖改变了E. coli和St. aureus细胞膜的渗透

性。壳聚糖分别与E.coli和St. aureus作用后,相对电导率分别增大到30%和25%。3.3

壳聚糖对E.coli细胞膜中Trp的荧光具有强猝灭作用,猝灭作用属于静态猝灭。

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细胞膜蛋白质

膜结构中含有蛋白质早已证实,但有兴趣的问题是膜中蛋白质究以何种形式存在。70年代以前,多数人主张蛋白质是平铺在脂质双分子层的内外两侧,后来证明,蛋白质分子是以а-螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的脂质双分子层中。膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合:有些蛋白质以其肽链中带电的氨基酸或基团,与两侧的脂质极性基团相互吸引,使蛋白质分子像是附着在膜的表面。这称为表面蛋白质;有些蛋白质分子的肽链则可以一次或反复多次贯穿整个脂质双分子层,两端露出在膜的两侧,这称为结合蛋白质。在用分子生物学技术确定了一个蛋白质分子或其中亚单位的一级结构、即肽链中不同氨基酸的排列顺序后,发现所有结合蛋白质的肽链中都有一个或数个主要由20-30个疏水性氨基酸组成的片段。这些氨基酸又由于所含基团之间的吸引而形成а-螺旋,即这段肽链沿一条轴线盘旋,形成每一圈约含3.6个氨基酸残基的螺旋,螺旋的长度大致相当于膜的厚度,因而推测这些疏水的а螺旋可能就是肽链贯穿膜的部分,它的疏水性正好同膜内疏水性烃基相吸引。这样,肽链中有几个疏水性а-螺旋,就可能几次贯穿膜结构;相邻的а-螺旋则以位于膜外侧和内侧的不同长度的直肽链连接。膜结构中的蛋白质,具有不同的分子结构和功能。生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定于膜所含的蛋白质;细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换,大都与细胞膜上的蛋白质分子有关。由于脂质分子层是液态的,镶嵌在脂质层中的蛋白质是可移动的,即蛋白质分子可以在膜脂分子间横向漂浮移位;不同细胞膜中的不同蛋白质分子的移动和所在位置,存在着精细的调控机制。例如,骨骼肌细胞膜中与神经肌肉间信息传递有关的通道蛋白质分子,通常都集中在肌细胞膜与神经未梢分布相对应的那些部分;而在肾小管和消化管上皮细胞,与管腔相对的膜和其余部分的膜中所含的蛋白质种类大不相同,说明各种功能蛋白质分子并不都能在所在的细胞膜中自由移动和随机分布,而实际存在着的有区域特性的分布,显然同蛋白质完成其特殊功能有关。膜内侧的细胞骨架可能对某种蛋白质分子局限在膜的某一特殊部分起着重要作用。

细胞膜

细胞膜 第3章第1节细胞膜――系统的边界【考点解读】1、细胞膜的结构和功能(B)2、细胞膜系统(B)【基础回顾】 1、细胞膜的组成成分:是由、和组成。细胞膜中的糖类是少量的,主要与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白质或糖脂,与细胞的识别有关,如红细胞膜上的即为糖蛋白。 2、细胞膜的结构:流动镶嵌模型。其中基本支架是:,蛋白质在其中的分布: 3、细胞膜结构的特点:。细胞膜中的蛋白质是膜功能的主要体现者,其中有的与物质的运输有关,如载体,有的是酶,有的是激素或其他有生物活性物质的受体。不同膜上的蛋白质的具体种类是不同的,所以其生理功能也不同,如叶绿体膜。线粒体膜、内质网膜等。细胞膜对物质的运输具有选择性是由决定的,载体蛋白具有专一性。 4、细胞膜的功能:(三点) 细胞膜的功能上的特点是:具有选择透过性【学海导航】知识点教师活动学生活动问题探讨讨论: 1、你怎样区分显微镜视野中的 气泡和细胞?光学显微镜下能看见细胞膜吗? 1、气泡的主要特点是_________________。而细胞是一个具有____________、____________和_________的复杂结构,而且是一个立体的结构,在显微镜下,通 过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下______ (能或不能)看见细胞膜。 一、细胞膜的制备体验制备细胞膜的方法:①为什么选择动物细胞? ②为什么选择哺乳动物成熟的红细胞做实验材料?③怎样才能获得 细胞膜?①因为动物细胞没有_________________。②因为哺乳动 物成熟的红细胞中没有_____和_______。③把细胞放在_____中,由于细胞内物质有一定浓度,水会进入细胞,把细胞涨破。(若实验在 试管内进行,要获得较纯的细胞膜可以借助_________法)二、细胞膜的成分 1、细胞膜的成分有哪些?各成分的比例关系如何? 2、细胞膜的功能主要和哪种成分有关? 1、细胞膜主要由__________和 ___________组成,此外,还有少量的_____________。其中_________约占细胞膜总量的50%,________约占40%,___________ 占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,___________ 最丰富。 2、功能越复杂的细

(完整word版)“细胞膜—系统的边界”练习题

2018年“细胞膜—系统的边界”专题 一、选择题(共20小题,每题2分,共40分) 1.最可能构成细胞膜的一组元素是() A.C、H、O、N B.C、H、O C.C、H、O、P D.C、H、O、N、P 2.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前,已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是() A.动物细胞有明确的边界B.植物细胞有明显的固定形态C.细胞能够分裂D.物质进出细胞受到控制3.组成细胞膜的主要成分是() A.磷脂、蛋白质、糖类B.糖脂、糖蛋白C.脂质、蛋白质、无机盐D.磷脂、蛋白质、核酸4.科学家常用哺乳动物的红细胞作为材料来研究细胞膜的组成,这是因为() A.哺乳动物的红细胞容易得到B.哺乳动物的红细胞在水中容易涨破 C.哺乳动物的成熟的红细胞内没有核膜和众多的细胞器 D.哺乳动物的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 5.细胞膜功能的复杂程度,主要取决于膜上的() A.磷脂含量B.蛋白质的种类和数量C.糖的种类D.水含量 6.作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。如图的模型主要表明了细胞膜的何种功能()A.将细胞与外界环境分开 B.控制物质进出细胞 C.进行细胞间信息交流 D.促进物质的运输 7.细胞膜可以控制物质进出细胞,下列叙述不正确的是() A.细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞B.细胞产生的代谢废物可以排出细胞 C.抗体、激素等物质在细胞内合成后,分泌到细胞外D.环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞8.细胞之间依靠细胞膜进行信息交流,下列具体事例与之不符的是() A.细胞膜将细胞与环境分隔开B.相邻细胞的细胞膜接触C.细胞分泌的化学物质通过血液循环与靶细胞膜表面受体结合,传递信息D.植物细胞的胞间连丝 9.将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中制成装片后,用显微镜观察,可以发现红细胞的状态变化是()A.不能判断 B.正常状态 C.胞膜破裂 D.细胞皱缩 10.“在原始海洋中,生命起源过程至关重要的阶段是膜的出现。”这一提法的重要依据是() A.细胞膜是细胞的结构组成部分B.细胞膜上有许多功能蛋白 C.细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,使其成为独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定 D.细胞膜能控制物质的进出11.癌细胞的增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。临床上检测癌症病人的相应指标是 A.谷丙转氨酶(GPT)超过正常指标B.甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)指标超过正常值 C.血糖(GLU)超标D.胆固醇(CHOL)超标 12.动物细胞和植物叶肉细胞的功能差异较大,其主要原因是构成细胞膜的成分中() A.脂质不同B.磷脂不同C.蛋白质不同D.水不同 13.据最新研究发现,内皮素在皮肤中分布不均是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用,这为美容院研究机构带来了福音。分析上述材料体现了细胞膜哪项功能() A.细胞膜中磷脂含量越高,功能越复杂B.细胞膜可控制物质进出细胞 C.细胞膜具有信息交流的功能D.细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质 14.在哺乳动物的受精过程中,精子能够与卵细胞相互识别,精子将其头部钻入卵细胞中,与卵细胞发生结合,当一个精子进入后,细胞发生变化,不再让其他精子进入。这一现象体现了细胞膜能够() A.保障细胞内部环境的相对稳定B.控制物质进出 C.卵细胞摄入所需要的精子D.控制细胞间的信息交流 15.科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色排除法”。例如,用台盼蓝染色,死的细胞会被染成蓝色,而活的细胞则不着色,从而判断细胞是否死亡。所利用的是细胞膜的哪种功能() A.保护细胞内部结构功能B.吸收功能C.控制物质进出功能D.免疫功能 16.下列关于植物细胞壁的说法不正确的是() A.植物细胞都有细胞壁 B.细胞壁可控制物质进出细胞 C.细胞壁对细胞有支持和保护作用 D.细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶 17.下列有关细胞膜的叙述,不正确的是() A.细胞膜的组成成分主要是脂质和蛋白质B.不同功能的细胞,其细胞膜蛋白质的种类和数量相同 C.组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关 18.下列哪一项不属于细胞膜的功能() A.作为系统的边界,维持细胞内环境的稳定B.提高细胞内化学反应的速率 C.将细胞内合成的抗体、激素等物质分泌到细胞外D.相邻的两个细胞的细胞膜会相互接触,进行信息交流19.多细胞生物体内实现各个细胞间的功能协调依赖于() ①细胞间的物质和能量交换②细胞壁的支持作用③细胞内的物质合成④细胞间的信息交流 A.①③ B.②④ C.①④ D.③④ 20.下列哪一项不是细胞间信息交流的方式() A.胰岛细胞形成的胰岛素通过血液运输作用于组织细胞B.精子和卵细胞相互接触完成受精作用 C.细胞膜将细胞与环境分隔开D.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接

高中生物知识点题库 细胞膜的成分和结构GZSW010

1.最能代表细胞膜基本化学成分的一组化学元素是() A、C.H.O.N B、C.H.O.N.P C、C.H.O.S.P D、C.H.O.Mg.Fe 答案:B 解析:细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂,所以组成元素除了C.H.O.外还有P。 题干评注: 问题评注: 2.组成细胞膜的主要成分是 A.磷脂、蛋白质、糖类 B.糖脂、糖蛋白 C.脂质、蛋白质、无机盐 D.磷脂、蛋白质、核酸 答案:A 解析:组成细胞膜的主要成分是(1)膜脂(2)膜蛋白(3)膜糖 题干评注: 问题评注: 3.下列关于细胞膜的叙述,不正确的是() A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B.不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同 C.组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富 D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关 答案:B 解析:不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量不同。 题干评注: 问题评注: 4.细胞膜的成分中起支架作用和细胞识别作用的物质分别是() A.淀粉和纤维素B.纤维素和果胶C.磷脂和糖蛋白D.蛋白质和磷脂 答案:C 解析:组成细胞膜的成分中,一般磷脂含量最多,起支架作用;蛋白质含量次之,与膜的功能密切相关;糖蛋白含量很少,分布于细胞的外表面,在细胞识别过程中起重要作用。 题干评注: 问题评注: 5.从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,若加双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林或班氏并加热,出现砖红色沉淀。该成分是() A.糖脂B.磷脂C.糖蛋白D.脂蛋白 答案:C 解析:糖蛋白是由糖类和蛋白质构成的,能与双缩脲和斐林试剂起显色反应。 题干评注: 问题评注: 6.具有细胞壁的选项是() A.花粉B.红细胞C.胰岛A细胞D.流感病毒 答案:A 解析:A是植物细胞,具有细胞壁;B、C项是动物细胞,D项是病毒,都没有细胞壁。题干评注: 问题评注:

细胞膜的结构和功能

学科:生物 教学内容:细胞膜的结构和功能 【学习目标】 1.理解细胞膜的化学成分、分子结构以及流动性的结构特点。 2.理解细胞膜的主要功能、物质出入膜的两种方式及功能特点。 3.建立细胞膜的结构模型,了解细胞膜的其他功能。 4.能用膜的流动性、选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象。 【学习障碍】 1.理解障碍 如何理解细胞膜的结构以及结构特点;如何理解膜的结构与功能之间的关系;如何理解膜的结构特点与功能特性之间的联系。 2.解题障碍 用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合、物质出入细胞(包括内吞与外排、主动运输等)等相关的生命现象。 【学习策略】 1.理解障碍的突破 (1)用“模型法”理解细胞膜的结构。 生命是物质的,生命活动需要一定的结构来保障,因此,学习过程中经常会遇到生物体的结构问题,尤其是更微观层次上的结构,这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题,而建立一个简单、直观的模型来辅助,为思维创建一些支点,是解决此类问题的有效方法之一。这就是所谓的“模型法”。如下图。 在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基,极性强,是亲水性的;尾部的碳氢链为非极性的,具疏水性。如通过实验将磷脂加入水中,在一定浓度下,磷脂分子相互聚集,亲水性的极性头部朝向水相,而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集,从而形成微小的球形

磷脂分子团。若继续用超声波处理,则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结构。因此,膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列。而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的膜结构具有重要意义。 从模型中还可以看出,磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架;膜蛋白为球蛋白,分布于磷脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中,有的甚至横跨整个磷脂双分子层;组成细胞膜的各种成分在膜中的分布是不均匀的,即具有不对称性。例如:膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地、不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面。同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同;另外,细胞膜上的糖被只存在于膜外表面,与外层蛋白质结合形成糖蛋白。所以,糖类在细胞膜中的分布具有显著的不对称性。这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义。 [例1]根据细胞膜的化学成分和结构特点,分析下列材料并回答有关问题: (1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________。 (2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂,并将它在空气、水界面上展开时,这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_______________组成。 解析:用“联想对照法”来解。 答案:(1)脂质分子(2)两层磷脂分子 点评:此题以考查细胞膜的结构和功能为线索,兼学科内综合及跨学科知识于一体。取材于书外,回答的内容却在书内,即“题在书外,理在书内”,是一道科技含量高,分析推理较强的试题。 (2)用“借比法”理解膜的结构特点。 “借比法”就是把难于想象或很抽象的生物学内容,通过借助我们所熟知的一些事例或现象进行比喻,以达到对问题真正理解的一种科学思维方法。 根据细胞膜的结构,巧妙地利用“借比法”帮助理解。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一,同时也是细胞膜表现其正常功能的必要条件。膜的流动性是指膜结构分子的运动性,它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动。我们可以联想细胞就好比地球,假设地球上没有陆地而全被大海所覆盖,那么磷脂双分子层就好比海水,蛋白质分子就好比海上的各种船只,它们都是可以运动的,这样就很容易理解细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。 (3)用“结构与功能相统一”的观点去理解细胞膜的结构与功能之间的关系、结构特点与功能特性之间的联系。 结构与功能相统一的观点包括两层意思:一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在;二是任何功能都需要有一定的结构来完成。 细胞膜的基本结构是:①由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在——脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过膜,其他不带电荷的小分子也可以以自由扩散的方式通过膜。②在磷脂双分子层中,镶嵌有蛋白质分子,这一结构的存在,也必然有与之相对应的功能存在——蛋白质可以作为物质运输的载体,从而使膜具有主动运输的功能;糖被的存在,与细胞保护、润滑、识别等功能有关。因此,细胞膜的结构使其具有保护、物质交换、识别、分泌、排泄、免疫等功能;而细胞膜的以上这些生理功能的实现必定有一定的结构来完成,这就是细胞膜磷脂双分子层。 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞膜的功能特性是具有选择透过性,这是两个不同而又有联系的概念。膜的流动性的存在,就既可使膜中各种成分按需要调整其组合分布而利于控制物质进出细胞,又能使细胞经受一定程度的变形不至破裂而具有了保护细胞内

构成细胞膜骨架的化学成分是A膜内在蛋白B膜周边蛋白C

(1)构成细胞膜骨架的化学成分是( )。 A.膜内在蛋白 B.膜周边蛋白 C.糖类 D.脂类 E.糖蛋白 (2)下列不属于“液态镶嵌模型”内容的是( )。 A.细胞膜由三层单位膜组成,内外两层染色深,中间一层染色浅 B.整个膜具有流动性 C.细胞膜是由类脂双分子层构成基本骨架 D.组成膜的蛋白质有的附着在类脂双分子层表面,有的嵌入在类脂双分子层中 E.细胞膜具有不对称性 (3)不需要专一的膜蛋白分子,不需要消耗能量,物质由高浓度一侧向低浓度一侧运输的方式是( )。 A.主动运输 B.易化扩散 C.简单扩散 D.膜泡运输 E.胞吐作用 (4)膜泡运输主要转运( )进出细胞。 A.小分子物质 B.大分子物质和颗粒物质 C.离子物质 D.磷脂分子 E.蛋白质 (5)主动运输与胞吞作用的相同点是( )。 A.都需要载体或导体 B.都需要消耗能量ATP C.都是转运大分子物质 D.都是由低浓度处向高浓度处运输 E.受体介导 (6)低密度脂蛋白颗粒进入细胞的过程是( )。 A.吞噬作用 B.胞饮作用 C.受体介导的胞吞作用 D.主动运输 E.膜泡运输 (7)与配体结合后直接行使酶功能的受体是( )。 A.酶偶联受体 B.离子通道受体 C.G蛋白偶联受体 D.膜受体 E.细胞内受体 (8)受损的组织碎片进入巨噬细胞内的过程叫( )。 A.吞噬作用 B.胞饮作用 C.简单扩散 D.受体介导的胞吞作用 E.胞吐作用 (9)家族性高胆固醇血症是由于( )异常所引起的。 A.线粒体 B.内质网 C.细胞膜受体 D.溶酶体 E.高尔基复合体 (10)Jain和White于1977年提出了() A.板块镶嵌模型B.fluid mosaic model C.单位膜模型 D.片层结构模型E.crystal mosaic model

P-糖蛋白与药物的体内过程

P-糖蛋白与药物的体内过程 来源:中华现代皮肤科学杂志作者:佘晓东陈沄2005-11-8 摘要: 【摘要】ATP结合盒转运载体蛋白作为影响药物体内过程的重要因素已被广泛研究,P-糖蛋白(P-gp)是其中最主要的一种转运子。P-gp的结构、特点及组织分布决定了其在药物的吸收、分布、代谢、排泄方面的重要作用。了解P-gp的这些作用有助于增加临床用药的合理性。经过近三十年的发展,虽然研究P-gp 的方法已经较为成熟。... ?专题推荐: ?临床快报 ?药市动态 ?违法广告 ?医保动态 ?药品价格 ?流感疫情 ?保健常识 ?妇科课堂 ?医改动态 【摘要】ATP结合盒转运载体蛋白作影响药物体内过程的重要因素已被广泛研究, P-糖蛋白(P-gp)是其中最主要的转运子P-gp的结构、特点及组织分布决定了其在药物的吸收、分布、代谢、排泄方面的重要作用。了解P-gp的些作用有助于增加临床用药的合理性。经过近三十年的发展,虽然研究P-gp的方法已经较为成熟;但是,目对转运子的研究仍有许争议存在,还有很多问题需要解决。本文主要阐述P-gp的特性及其对药物体内过程的影响。 【关键词】ATP结合盒转运载体蛋白;P-糖蛋白;药物体内过程 近年来,ATP结合盒转运载体蛋白对药物体内过程的影响已被广泛研究。P-糖蛋白 (P-glycoprotein,P-gp)是其中最的一亚系。研究发现,P-gp在许多组织有分布,是一种ATP依赖性膜转运体,作为药物转运子,其作用类似于排出泵,可将药物从细胞内外

排而使胞内药物浓度降低,从而降低药效[1]。因此,P-gp与底物及调节子之间的相互作用能影响药物的吸收、分布、代谢、排泄。目前主要用细胞内模型(caco-2细胞系)和 动物模型(mdr基因敲除小鼠)研究P-gp对其底物的药代动力学影响,常用的调节子有环孢素A(CsA)和维拉帕米。 1 认识ATP结合盒转运载体蛋白家族 ATP结合盒转运载体蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC)是细胞膜糖蛋白,这些蛋白包括调控性膜通道等,包含有一个ATP结合蛋白盒及一个转运膜区。哺乳类动物,活性ABC至少由四个这样的区域构成(两个转运膜区和两个ATP结合盒)。这些区域或呈现在一个多肽链里(完整转运子),或在两个分离的蛋白中(半转运子);后者是功能性ABC 特殊的转运子二聚体[2]。 已有49种人类ABC基因被命名[3]。基于种系分析,这些转运子已被分为7个亚科(ABCA~ABCG)。三种主要的多药耐药性ABC是MDR1、MRP1和ABCG2[2]。 ABC的主要功能是小分子物质及多肽分子跨膜转运[3]。转运膜区会通过改变形态允许某些分子通过。ATP结合盒结合或水解胞浆中的ATP,以此确保转运底物所需的足够能量。ATP结合盒及转运膜区的这些特殊反应能够使转运子与底物像齿轮一样吻合并通过水解ATP来转运底物[4]。 相同的转运子可存在于多种组织和细胞中。尽管底物的种类多种多样,但ABC家族显现出许多结构相似性。从原核生物系统到哺乳动物系统,ABC趋向于通过增加分子功能单位的量来增加结构的复杂性[5]。 2 P-gp的结构、生化特性及可能的转运机制 2.1 P-gp的结构P-gp是由1280个氨基酸组成的跨膜蛋白,分子量为170kD,由两个相似的部分构成。其中每一个部分包含六个转运膜区和一个ATP结合利用区。两部分被一个线性的易变区域隔开,如果线性区域缺失,虽然细胞表面的蛋白表达与原蛋白相似,但丧失了转运及药物刺激ATP酶活性的功能。如用一个有足够柔韧性二级结构的多肽链替换这个缺失的结构,分子的功能就会恢复。这些数据表明P-gp两个半球的相互作用是分子功能的关键[6]。 2.2 生物化学特性研究表明1mol P-gp可水解1mol的ATP。已证实人和仓鼠提纯的

高考生物关于细胞膜的考点归纳

2019年高考生物关于细胞膜的考点归纳 查字典生物网的小编为大家整理了2019年高考生物中关于细胞膜的知识点,希望对大家有所帮助。如果有其他最新的资讯,小编会在第一时间通知大家,请大家持续关注查字典生物网。 细胞膜的出现使细胞形成,从而出现了最基本的生命系统;通过制备出纯净的细胞膜,分析出细胞膜的组成成分,主要是蛋白质和脂质,另外还含有少量的糖类,脂质中主要是磷脂,还含有少量的胆固醇;细胞膜的功能除了将细胞和外界环境分开,使细胞成为一个独立的生命系统外,还具有控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流的作用,并且进行细胞间信息交流的方式有很多种。 常见考法:在平时的测试中可以以选择题或简答题的形式出现,考查细胞膜的结构组成、功能,细胞核的结构和功能,体验制备细胞膜的方法等等。在高考中,通常在选择题中考查,考查内容和平时考试类似,但是一般以综合题的形式出现,结合其他的知识来一起考查。【高考生物知识点】1、研究细胞膜的常用材料: 人或哺乳动物成熟红细胞。 【高考生物知识点】2、细胞膜主要成分: 脂质和蛋白质,还有少量糖类。 成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多。 【高考生物知识点】3、细胞膜功能: 将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定。

控制物质出入细胞。 进行细胞间信息交流。 还有分泌,排泄,和免疫等功能。 【高考生物知识点】4.制备细胞膜的方法(实验) 原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜) 选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞 原因:因为材料中没有细胞核和众多细胞器 提纯方法:差速离心法 细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水) 【高考生物知识点】5.与生活联系 细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA) 【高考生物知识点】6.细胞壁成分 植物:纤维素和果胶 原核生物:肽聚糖 作用:支持和保护 【高考生物知识点】7.细胞膜特性 结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌) 功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是

P0033 细胞膜蛋白与细胞浆蛋白提取试剂盒

细胞膜蛋白与细胞浆蛋白抽提试剂盒 产品简介: 碧云天的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白抽提试剂盒(Membrane and Cytosol Protein Extraction Kit)提供了一种比较简单、方便地从培养细胞或组织中抽提细胞膜蛋白和细胞浆蛋白的方法。抽提的膜蛋白不仅包括质膜上的膜蛋白,也包括线粒体膜、内质网膜和高尔基体膜等上的膜蛋白。 本试剂盒通过匀浆适度破碎细胞,经低速离心去除细胞核和少数未破碎的细胞产生的沉淀,随后取上清高速离心获得细胞膜沉淀和含有细胞浆蛋白的上清,然后通过优化的膜蛋白抽提试剂从沉淀中抽提获取膜蛋白。 约90分钟即可完成培养细胞或组织的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白的分离和抽提。抽提得到的蛋白可以用于SDS-PAGE,Western、酶活性测定等后续实验。 膜蛋白抽提试剂中含有蛋白酶抑制剂、磷酸酯酶抑制剂和EDTA等,后续不适合用于蛋白酶、磷酸酯酶等受这些抑制剂影响的酶的活性测定,但抽提获得的膜蛋白或细胞浆蛋白适合用于检测蛋白的磷酸化水平。 本试剂盒按照本说明书的操作步骤可以抽提100个细胞或组织样品。 保存条件: -20℃保存,一年有效。 注意事项: 需自备PMSF。PMSF一定要在抽提试剂加入到样品中前2-3分钟内加入,以免PMSF在水溶液中很快失效。 PMSF(ST506)可以向碧云天订购。 使用本试剂盒抽提到的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白均可直接用碧云天生产的BCA法蛋白浓度测定试剂盒(P0009/P0010/P0010S/P0011/P0012/P0012S)测定蛋白浓度。抽提获得的细胞膜蛋白不适合用Bradford法测定蛋白浓度。 为了您的安全和健康,请穿实验服并戴一次性手套操作。 使用说明: 1.准备试剂:室温融解并混匀膜蛋白抽提试剂A和B,融解后立即置于冰浴上。取适量的膜蛋白抽提试剂A和B备用,在 使用前数分钟内加入PMSF,使PMSF的最终浓度为1mM。 2.准备细胞或组织样品: a. 对于细胞 (1) 收集细胞 对于贴壁细胞:培养约2000-5000万细胞,用PBS洗一遍,用细胞刮子刮下细胞或用含有EDTA但不含胰酶的细胞消化液处理细胞使细胞不再贴壁很紧,并用移液器吹打下细胞。离心收集细胞,吸除上清,留下细胞沉淀备用。尽量避免用胰酶消化细胞,以免胰酶降解需抽提的目的膜蛋白。 对于悬浮细胞:培养约2000-5000万细胞,直接离心收集细胞,吸除上清,留下细胞沉淀备用。 (2) 洗涤细胞:用适量冰浴预冷的PBS轻轻重悬细胞沉淀,取少量细胞用于计数,剩余细胞4℃,600g离心5分钟沉淀 细胞。弃上清,随后4℃,600g离心1分钟,以沉淀离心管管壁上的残留液体并进一步沉淀细胞,尽最大努力吸尽残留液体。 (3) 细胞预处理:把1毫升临用前添加了PMSF的膜蛋白抽提试剂A加入至2000-5000万细胞中,轻轻并充分悬浮细胞, 冰浴放置10-15分钟。 b. 对于组织: 取约100毫克组织,用剪刀尽量小心剪切成细小的组织碎片。加入1毫升临用前添加了PMSF的膜蛋白抽提试剂A,轻轻悬浮组织碎片,冰浴放置10-15分钟。注:如果组织样品比较少,也可以使用更少的组织量,例如30-50mg,后续试剂的用量及操作步骤不变;组织用量较少时,最后获得的膜蛋白也较少。

细胞膜的结构

细胞膜的结构 教学目标]: 1、知识目标 (1)简述细胞膜的成分。 (2)构建细胞膜结构模型。 2、能力目标 培养学生的归纳、总结、动手的能力 3、情感目标 1、认同液态镶嵌模型。 2、体会技术对科学的推动,科学探究的艰辛。 教学重点:构建细胞膜结构模型。 教学难点:构建细胞膜结构模型。 课时;1 教学过程: 一引入 同学们知道细胞都是很小的,要通过显微镜才能观察。回忆一下动物细胞的结构,包括细胞膜、细胞质、细胞核。但是在光学显微镜下我们能否看清楚细胞膜的结构?由于显微镜的限制,在1855年以前人们对细胞膜都不是太清楚,直到1855年瑞典科学家奈利通过实验感知了细胞膜。今天老师带来一个鸡蛋,我们用鸡蛋来模拟一个动物细胞,体会奈利的实验。请你用食指轻轻触摸蛋黄的表面,能看到表面出现了什么吗?同时感觉到阻力没有?再用铅笔尖刺破鸡蛋,阻力还存在吗?表明在鸡蛋的表面存在什么?(膜)这就相当于细胞的什么?那么细胞膜的结构究竟包含哪些成分?具有什么样的结构呢?让我们沿着科学家的足迹来构建细胞膜的结构模型。 二、新课 讨论一、小组讨论细胞膜的分子组成。 资料一:19世纪末欧文顿(E.Overton)用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透 性实验,发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更易通过细胞膜。得出的结论是:细胞膜中可能含_______________。 资料二科兆学家在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂类的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解。(提示:化学中溶质溶剂有相似相溶的特点)。得出的结论是:_________________________________ 资料三1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人红细胞膜中提取脂质,在空气-水界面上铺成单层分子,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。得出的结论是: 。 讨论二、科学家通过用红细胞等动物细胞作为研究材料对细胞膜的化学成分进行分析得知细胞膜的化学成分:脂质(磷脂最丰富)大约占50%,蛋白质大约占40%,糖类大约占2%—10%。那么磷脂分子是如何排列的呢?

细胞膜的结构和功能

一、细胞膜的结构和功能 (一)基础扫描 1、生物体结构和功能的基本单位是,阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断:细胞是生物体结构和功能的基本单位() 细胞是一切生物体结构和功能的基本单位()细胞是一切动植物结构和功能的基本单位()2、细胞的原核细胞:没有,如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞:有,如绝大多数生物(酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫)判断:①成熟的哺乳动物的红细胞,因为没有细胞核,所以是原核细胞() ②生物界可能存在这样的生物:体内既有原核细胞,又有真核细胞() 3、细胞膜的成分:含有、和,其中,和是主要成分 4、细胞膜的分子结构:层磷脂分子形成磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架(磷脂分子的头部是的,因此在表面;尾部是的,因此在中间);蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5、细胞膜的膜外结构:糖被(由组成),消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用;糖被还与有关。(请课后试绘:细胞膜结构模式图)结构特点是:构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的,而是流动的6、细胞膜生理特性是:即水分子能自由通过(自由扩散)、细胞要选择吸收的离 的特点子(主动运输)、小分子(O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散,葡萄糖除 进入红细胞以外是主动运输,氨基酸是主动运输)也可以通过,而其他的 离子、小分子、大分子则不能通过(指细胞膜总量不变的情况下) 7、细胞壁:在植物细胞外表面有一层细胞壁,主要成分是和,起支持和保护作用,是全透性结构;一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁,主要成分是。 判断:在由细胞构成的生物中,只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁() 8、细菌细胞的基本结构有:、、、 细菌细胞的特殊结构有:、、

糖蛋白的作用

糖蛋白得作用 含糖得蛋白质,由寡糖链与肽链中得一定氨基酸残基以糖苷键共价连接而成。其主要生物学功能为细胞或分子得生物识别,如卵子受精时精子需识别卵子细胞膜上相应得糖蛋白。受体蛋白、肿瘤细胞表面抗原等亦均属糖蛋白、 糖蛋白普遍存在于动物、植物及微生物中,种类繁多,功能广泛。可按存在方式分为三类:①可溶性糖蛋白,存在于细胞内液、各种体液及腔道腺体分泌得粘液中、血浆蛋白除白蛋白外皆为糖蛋白、可溶性糖蛋白包括酶(如核酸酶类、蛋白酶类、糖苷酶类)、肽类激素(如绒毛膜促性腺激素、促黄体激素、促甲状腺素、促红细胞生成素)、抗体、补体、以及某些生长因子、干扰素、抑素、凝集素及毒素等、②膜结合糖蛋白,其肽链由疏水肽段及亲水肽段组成。疏水肽段可为一至数个,并通过疏水相互作用嵌入膜脂双层中。亲水肽段暴露于膜外、糖链连接在亲水肽段并有严格得方向性。在质膜表面糖链一律朝外;在细胞内膜一般朝腔面。膜结合糖蛋白包括酶、受体、凝集素及运载蛋白等。此类糖蛋白常参与细胞识别,并可作为特定细胞或细胞在特定阶段得表面标志或表面抗原。③结构糖蛋白,为细胞外基质中得不溶性大分子糖蛋白,如胶原及各种非胶原糖蛋白(纤粘连蛋白、层粘连蛋白等)。它们得功能不仅仅就是作为细胞外基质得结构成分起支持、连接及缓冲作用,更重要得就是参与细胞得识别、粘着及迁移,并调控细胞得增殖及分化。 寡糖链通常指由2~10个单糖基借糖苷键连成得聚合体。糖蛋白得寡糖链多有分枝、由于单糖得端基碳(异头碳)原子有α、β两种构型,而且单糖分子中存在多个可形成糖苷键得羟基,因此,糖链结构得多样性超过多核苷酸及肽链。在糖链结构中可以贮存足够得识别信息,从而在分子识别及细胞识别中起决定性作用。糖蛋白参与得生理功能包括凝血、免疫、分泌、内吞、物质转运、信息传递、神经传导、生长及分化得调节、细胞迁移、细胞归巢、创伤修复及再生等、糖蛋白得糖链还参与维持其肽链处于有生物活性得天然构象及稳定肽链结构,并赋予整个糖蛋白分子以特定得理化性质(如润滑性、粘弹性、抗热失活、抗蛋白酶水解及抗冻性等)。 糖蛋白与很多疾病如感染、肿瘤、心血管病、肝病、肾病、糖尿病以及某些遗传性疾病等得发生、发展有关。再者,细胞表面得糖蛋白及糖脂可“脱落”到周围环境或进入血循环,它们可以作为异常得标志为临床诊断提供信息;患某些疾病时体液中得糖蛋白亦常有特异性或强或弱得改变,这可有助于诊断或预后得判断。糖蛋白还日益介入治疗。例如,针对特定细胞表面特异性糖结构得抗体可作为导向治疗药物得定向载体。利用糖类(单糖、寡糖或糖肽)抗感染及抗肿瘤转移也已崭露头角。 生物合成及降解糖蛋白得生物合成就蛋白质部分而言与一般分泌蛋白质相同,在粗面内质网进行。糖链得生物合成在肽链延长得同时与(或)以后进行。始于粗面内质网,经滑面内质网,完成于戈尔吉氏体,有得甚至在到达质膜后在那里最终完成。肽链得糖基化及糖链得延长都在各种糖基转移酶得催化下进行、糖基转移酶有两个作用物、一个就是活化形式得单糖,作为糖基得供体,另一个就是肽链或寡糖链,作为糖基得接受体。糖基转移酶对供体及接受体皆有严格得特异性。一种糖苷键由一种酶催化形成。糖链得结构及糖基排列顺序无模板可循,而就是由糖基转移酶得特异性(包括单糖基种类、端基碳构型、糖苷键连接位置及接受体结构)及其作用得先后顺序决定,因此就是由基因通过糖基转移酶而间接控制得,属于基因得次级产物。 糖蛋白得降解可从糖链开始,亦可从肽链开始,糖蛋白肽链得降解同样就是在各种蛋白水解酶得催化下进行得、糖链得水解由各种糖苷酶催化。糖苷酶分为外切及内切糖苷酸两大类。外切糖苷酶水解糖链非还原末端得糖苷键,每次水解下一个单糖、这类糖苷酶主要存在于溶酶体中,参与糖蛋白、糖脂及蛋白聚糖得分解代谢。糖苷酶对于所水解得糖苷键及作用物得糖结构(有得不仅要求一定得单糖,还要求一定得糖链结构)具有严格得特异性。一条糖链得完全水解就是在一系列糖苷酶依次作用下完成得,每种糖苷酶只能水解下来一个特定得单糖、如果缺少一种糖苷酶,则下一步得糖苷水解被阻断,导致糖链水解不完全,而致分解代

细胞膜的结构和功能

、细胞膜的结构和功能 (一)基础扫描 1 、生物体结构和功能的基本单位是,阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断:细胞是生物体结构和功能的基本单位()细胞是一切生物体结构和功能的基本单位()细胞是一切动植物结构和功能的基本单位() 2 、细胞的原核细胞:没有,如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞:有,如绝大多数生物(酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫) 判断:①成熟的哺乳动物的红细胞,因为没有细胞核,所以是原核细胞() ②生物界可能存在这样的生物:体内既有原核细胞,又有真核细胞() 3 、细胞膜的成分:含有、和,其中,和是主要成分 4、细胞膜的分子结构:层磷脂分子形成磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架(磷脂分子的头部 是的,因此在表面;尾部是的,因此在中间);蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5 、细胞膜的膜外结构:糖被(由组成),消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用;糖被还与有关。(请课后试绘:细胞膜结构模式图) 结构特点是:构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的,而是流动 的 6 、细胞膜生理特性是:即水分子能自由通过(自由扩散)、细胞要选择吸收的离 的特点子(主动运输)、小分子(O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散,葡萄糖 除进入红细胞以外是主动运输,氨基酸是主动运输)也可以通过,而其他的离子、 小分子、大分子则不能通过(指细胞膜总量不变的情况下) 7 、细胞壁:在植物细胞外表面有一层细胞壁,主要成分是和,起支持和保护作用,是全透性结构;一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁,主要成分是。判断:在由细胞构成的生物中,只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁() 8 、细菌细胞的基本结构有:、、、 细菌细胞的特殊结构有:、、 (二)难点突破 1 、物质基础:构成生物体的和

细胞膜及其表面

第八章细胞信号转导 选择题 1..受体介导的胞吞作用不具有的特点是 A.在细胞膜的特定区域进行 B.形成有被小窝和有被小泡 C.吸入大量的细胞外液 D.胞吞速率比液相胞吞快 2.细胞摄入微生物或细胞碎片进行消化的过程称为 A.吞噬作用 B.异噬作用 C.入胞作用 D.吞饮作用 3.下列哪种物质不属于第二信使 A. cAMP B. IP3 C. DG D. AC 4.能使细胞内cAMP升高的G蛋白是 A. Gi B. Gs C. Gp D. Gt 5.能结合并活化磷脂酶C,导致PIP2分解,生成IP3和DG的G蛋白是 A. G S B .G i C. G P D .G T 6.动物细胞中cAMP信使的主要生物学功能是活化 A.蛋白激酶C B.蛋白激酶A C.蛋白激酶K D. Ga2+激酶 7.下列哪种物质不属于胞内信使 A. cAMP B. cGMP C. DG D. EGFR 8.包围在细胞质外层的一个复合结构体系和多功能体系称为 A.细胞膜 B.细胞表面 C.细胞外被 D.细胞外基质 9. 微管和微丝大量存在于 A.细胞核 B.细胞外被 C.细胞膜 D.胞质溶胶 10. 细胞表面中具有识别功能的部位是 A.细胞膜 B.细胞外被 C.膜脂双层 D.胞质溶胶 11.衰老红细胞能被巨噬细胞吞噬,是因为其表面失去了 A. 半乳糖 B.唾液酸 C.甘露糖 D.葡萄糖 12.衰老红细胞的糖链常暴露出 A.半乳糖 B.唾液酸 C.甘露糖 D.葡萄糖 13.细胞膜含量最多的化学成分是 A.磷脂 B.胆固醇 C.糖类 D.蛋白质 14.细胞膜结构的基本骨架主要是由哪种分子形成的 A.磷脂 B.胆固醇 C.糖类 D.蛋白质 15.在细胞膜中对脂质的物理状态具有维持和调节作用的分子是 A.磷脂 B.胆固醇 C.水 D.蛋白质 16.构成膜受体的主要化学成分是 A.磷脂 B.胆固醇 C.糖类 D.蛋白质

第二章细胞膜 蛋白质 知识点

3月10日复习题 1、细胞膜的三大主要成分?(脂质、蛋白质、糖类) 2、三大物质谁占的比重最多?(蛋白质) 解析:在细胞膜内蛋白质占比55%,磷脂战脂质的70%。 3、蛋白质功能?(传递物质、传递信息、能量转化) 4、细胞膜外表面糖链可作为 A、离子通道 B、抗原决定簇 C、膜受体可识别部分 D、糖跨膜转运载体 5、氧气肺泡进入血液的方式? A、易化扩散 B、主动转运 C、两者都是 D、两者都不是 6、氧气和氨气在体内跨细胞膜转运的方式? A、单纯扩散 B、易化扩散 C、胞吞或胞吐 D、原发性主动转运 E、继发性主动转运 7、肾小管上皮细胞分泌氨需要? A、钠泵 B、载体 C、两者皆是 D、两者皆不是 8、什么分子可以单纯扩散?(水、乙醇、尿素、气体、脂溶性物质等) 9、什么物质通过通道扩散?(带电离子) 10、钠离子的转运方式?(易化扩散和主动转运) 11、葡萄糖从血液进入脑细胞是那种方式?(易化扩散) 12、葡萄糖跨肠上皮刷状缘进入细胞的模式? A、单纯扩散 B、易化扩散 C、原发性主动运输 D、继发性主动运输 解析:一般的葡萄糖从血液、或者细胞外液进入细胞都是顺浓度,故是易化扩散,从肠腔进入上皮细胞则是逆浓度,故是继发性主动运输。上皮细胞常常是逆浓度的。 14、饱和现象会出现在具有载体也就是蛋白质存在的转运中,但通道的易化扩散不会有饱和现象出现。 15、钠钾泵是3个钠离子出,2个钾离子进。意义是? 1)、细胞内高钾,维持生理 2)、细胞外高钠,维持体积 3)、形成电势差

16、细胞膜内外钠离子和钾离子浓度差的形成和维持是由于? A、膜在安静时钾离子通透性大 B、膜在兴奋时钠离子通透性增加 C、钠离子和钾离子易化扩散的结果 D、膜上钠钾泵的作用 E、膜上ATP的作用

细胞膜

细胞膜(plasma membrane)的基本结构和物质转运功能(跨膜物质转运,单纯扩散,易化扩散,主动转运 细胞膜除了有物质转运功能外,还有跨膜信息传递和能量转换功能,这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用,而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。 一、膜的化学组成和分子结构 从低等生物草履虫以至高等哺乳动物的各种细胞,都具有类似的细胞膜结构。因此它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式。 各种膜性结构主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成。 各种物质分子在膜中的排列形式和存在,是决定膜的基本生物学特性的关键因素。液态镶嵌模型(fluid mosaic model)。 图2-1 膜的液态镶嵌式模型 膜外侧蛋白质和脂质分子上可能存在的糖链未画出

(一)脂质双分子层 脂质是以双分子层的形式包被在细胞表面的。每个磷脂分子中由磷酸和碱基构成的基团,都朝向膜的外表面或内表面,而磷脂分子中两条较长的脂酸烃链则在膜的内部两两相对(图2-1)。 图2-2 磷脂的分子组成

近年来发现,膜结构中含量相当少的磷脂酰肌醇,几乎全部分布在膜的靠胞浆侧;这种脂质与细胞接受外界影响,并把信息传递到细胞内的过程有关。 (二)细胞膜蛋白质 蛋白质分子是以а-螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的脂质双分子层中。 膜结构中的蛋白质,具有不同的分子结构和功能。生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定于膜所含的蛋白质;细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换,大都与细胞膜上的蛋白质分子有关。 (三)细胞膜糖类 细胞膜所含糖类甚少,主要是一些寡糖和多糖链,它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合,形成糖脂和糖蛋白;这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面一侧的。这些糖链的意义之一在于以其单糖排列顺序上的特异性,可以作为它们所结合的蛋白质的特异性的“标志”。例如,有些糖链可以作为抗原决定簇,表示某种免疫信息;有些是作为膜受体的“可识别性”部分,能特异地与某种递质、激素或其他化学信号分子相结合。如人的红细胞ABO血型系统中,红细胞的不同抗原特性就是由结合在膜脂质的鞘氨醇分子上的寡糖链所决定的,A型抗原和B型抗原的差别仅在于此糖链中一个糖基的不同。由此可见,生物体内不仅是多聚糖核苷酸中的碱基排列和肽链中氨基酸的排列可以起“分子语

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